- •Введение
- •1. Архитектурно-конструктивный тип судна
- •1.1. Анализ технического задания
- •1.2. Общие сведения о судах проектируемого типа
- •1.3. Состояние и тенденция развития судов проектируемого судна
- •1.4. Выбор судна прототипа
- •2. Определение водоизмещения в первом приближении
- •3. Определение главных размерений и коэффициента общей полноты в первом приближении
- •4. Определене основных элементов судна во втором приближении
- •5. Разработка схемы общего расположения
- •6. Остойчивость проектируемого судна
- •6.1. Определение начальной метацентрической высоты
- •6.2. Построение диаграммы статической остойчивости
- •6.3. Определение критерия погоды
- •6.4. Параметры диаграммы
- •6.5. Проверка остойчивости по критерию ускорения
- •6.6. Анализ результатов
- •7. Проектирование теоретического чертежа судна и расчёт его элементов
- •7.1. Проектирование строевой по шпангоутам
- •7.2. Построение теоретического чертежа
- •7.3. Определение гидростатических элементов
- •7.4. Вычисление погрешности водоизмещения
- •Заключение
- •Список литературы
6.3. Определение критерия погоды
Остойчивость по критерию погоды K считается достаточной, если площадь b на диаграмме статической остойчивости (работа восстанавливающего момента), больше или равна площади a (работа кренящего момента):
.
Для определения площадей a и b необходимо воспользоваться диаграммой статической остойчивости (рисунок 6.1).
При этом считается, что судно находится под действием ветра на постоянной скорости, направленного перпендикулярно к ДП, которому соответствует плечо ветрового кренящего момента, приложенного статически. Плечи этого момента вычисляются по формуле:
где Pv – условное давление ветра, Па, определяемое следующим образом: Pv=504 Па, для судов неограниченного плавания; Pv=353 Па, для судов R1 ограниченного плавания; Pv=252 Па, для судов R2 ограниченного плавания; Sп – площадь парусности, м2 (площадь проекции надводной части судна на ДП), zv – аппликата центра парусности, как геометрического ЦТ площади парусности, отсчитываемая от середины осадки на миделе, м; D – водоизмещение судна, т; g = 9,81 м/с2.
Определение площади и центра парусности ведем с использованием эскиза общего расположения в САПР AUTOCad. Для этого воспользуемся следующими функциями:
- выделяем надводный габарит судна замкнутой полилинией и устанавливаем начало координат в точку пересечения плоскости мидель-шпангоута и КВЛ;
- создаем область, характеристики которой будем искать (команда ОБЛАСТЬ);
-определяем площадь и центр парусности по высоте с использованием команды МАСС-ХАР;
-получаем площадь и центр парусности в мм2 и мм; переводим в м2
; Zn = 3,57 м Скриншот представлен на рисунке 6.2
Рисунок 6.2 – Массовые характеристики площади парусности
Тогда аппликата центра парусности, как геометрического ЦТ площади парусности, отсчитываемая от середины осадки на миделе будет равна
Тогда с учетом (*)
Кроме ветра, действующего статически, судно подвергается действию шквального ветра с плечом кренящего момента , м
где m - добавка на порывистость ветра (для судов R2 m=0,52)
Угол крена при бортовой качке определяется по формуле:
где k=0,95 – коэффициент, учитывающий влияние скуловых килей, принимаемый в соответствии с табл. [1]
Площадь скуловых килей:
=0,78 – безразмерный множитель, определяемый в зависимости от отношения по табл. [1];
=1 – безразмерный множитель, принимаемый в зависимости от коэффициента общей полноты по табл. [1]; r – параметр, равный:
Значение r не должно приниматься больше единицы;
S – безразмерный множитель, определяемый в зависимости от района плавания и периода качки судна по табл. [1]. Период качки судна Tк, с, рассчитывается по формуле:
Где: h=2,6
Тогда:
После всех построений на диаграмме определяются площади диаграммы а=9,2 град, b=42,42 град и критерий погоды К=4,6
6.4. Параметры диаграммы
Судно признается остойчивым, если выполняются условия, приведенные в таблице 6.2.
Таблица 6.2 – Параметры остойчивости
Параметр |
Требуемое значение [1] |
Значение для проектируемого судна |
Максимальное плечо диаграммы статической остойчивости |
|
1,245 м |
Угол крена при максимальном плече статической остойчивости* |
|
40 |
Статический угол крена θw1 от действия постоянного ветра |
Или угла, равного 0,8 угла входа в воду кромки открытой палубы, что меньше |
0 |
Площадь по кривой восстанавливающих моментов до угла крена θ = 30 град |
|
0,319 |
Площадь по кривой восстанавливающих моментов до угла крена θ = 40 град или до угла заливания θf, если этот угол меньше 40 град |
|
0,524 |
Площадь над кривой восстанавливающих моментов между углами крена 30 и 40 град (или между углами 30 и θf, если этот угол меньше 40 град) |
|
0,205 |
Критерий погоды К |
|
4,6 |
Метацентрическая высота h |
|
2,6 |
Параметр |
|
0,124 |
Параметр |
|
3,82 |
*Судам, имеющим отношение > 2 разрешается плавание при уменьшенном угле, соответствующем максимальному плечу диаграммы на величину, определяемую по формуле:
Т.к. параметры и превышают 0,08 и 2,5 соответственно, остойчивость должна быть дополнительно проверена по критерию ускорения. При этом расчетное значение ускорения не должно быть более допустимого.