При бортовой качке на судно действуют силы инерции и тяжести, суммарную поперечную составляющую можно определить из:
Это усилие смещает груз и создает опрокидывающие моменты.
Минимальная суммарная составляющая сил инерции и тяжести, действующая по оси oz, может быть определена из:
,
Расчет сил, действующих на судно, производится по формулам:
,
,
;
a(x,y,z) – продольное, поперечное и вертикальное ускорения,
-
продольная сила ветрового давления,
-
поперечная сила ветрового давления,
-
продольная сила удара волн,
-
поперечная сила удара волн,
-
линейные размеры груза,
p = 7,4 кН/м2 при высоте заливания < 0,6 м,
p = 19,6 кН/м2 при высоте заливания > 1,2 м.
В диапазоне величин заливания более 0,6 м и менее 1,2 м значения p определяются линейной интерполяцией.
Приведенные ниже величины поперечных ускорений включают составляющие сил тяжести, килевой качки и подъема груза на волне, параллельно палубе. Приведенные величины вертикальных ускорений не включают значений статического веса.
Таблица 2.8 Основные данные ускорений
Поперечное ускорение ay в м/с2 |
Продольное ускорение в м/с2 |
|||||||||
Верх палубы |
7,1 |
6,9 |
6,8 |
6,7 |
6,7 |
6,8 |
6,9 |
7,1 |
7,4 |
3,8 |
Низ палубы |
6,5 |
6,3 |
6,1 |
6,1 |
6,1 |
6,1 |
6,3 |
6,5 |
6,7 |
2,9 |
Твиндек |
5,9 |
5,6 |
5,5 |
5,4 |
5,4 |
5,5 |
5,6 |
5,9 |
6,2 |
2,0 |
Трюм |
5,5 |
5,3 |
5,1 |
5,0 |
5,0 |
5,1 |
5,3 |
5,5 |
5,9 |
1,5 |
Доля длины судна L |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
Вертикальное ускорение az в м/с2 |
7,6 |
6,2 |
5,0 |
4,3 |
4,3 |
5,0 |
6,2 |
7,6 |
9,2 |
|
Корма |
Длина судна, L |
Нос |
||||||||
Основные данные ускорений рассматриваются применительно к следующим условиям эксплуатации:
неограниченный район плавания;
любое время года;
длина судна (L) 100 м;
эксплуатационная скорость 15 узлов;
отношение B/h >= 13 (B – ширина судна, h – метацентрическая высота).
Для судов, длина которых отличается от 100 м и скорость которых отличается от 15 узлов, величины ускорений корректируются коэффициентом, приведенным в таблице ниже.
Таблица 2.9. Коэффициент корректуры ускорений в зависимости от L и v судна
Длина, м => |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
Скорость, уз |
|||||||||||
9 |
1,20 |
1,09 |
1,00 |
0,92 |
0,85 |
0,79 |
0,70 |
0,63 |
0,57 |
0,53 |
0,49 |
12 |
1,34 |
1,22 |
1,12 |
1,03 |
0,96 |
0,90 |
0,79 |
0,72 |
0,65 |
0,60 |
0,56 |
15 |
1,49 |
1,36 |
1,24 |
1,15 |
1,07 |
1,00 |
0,89 |
0,80 |
0,73 |
0,68 |
0,63 |
18 |
1,64 |
1,49 |
1,37 |
1,27 |
1,18 |
1,10 |
0,98 |
0,89 |
0,82 |
0,76 |
0,71 |
21 |
1,78 |
1,62 |
1,49 |
1,38 |
1,29 |
1,21 |
1,08 |
0,98 |
0,90 |
0,83 |
0,78 |
24 |
1,93 |
1,76 |
1,62 |
1,50 |
1,40 |
1,31 |
1,17 |
1,07 |
0,98 |
0,91 |
0,85 |
Дополнительно для судов, соотношение B/h у которых менее 13, величины поперечных ускорений исправляются коэффициентом, приведенным в таблице 2.10:
Таблица 2.10 Коэффициент корректуры при B/h < 13
B/h |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 и более |
Верх палубы |
1,56 |
1,40 |
1,27 |
1,19 |
1,11 |
1,05 |
1,00 |
Низ палубы |
1,42 |
1,30 |
1,21 |
1,14 |
1,09 |
1,04 |
1,00 |
Твиндек |
1,26 |
1,19 |
1,14 |
1,09 |
1,06 |
1,03 |
1,00 |
Трюм |
1,15 |
1,12 |
1,09 |
1,06 |
1,04 |
1,02 |
1,00 |