test1_Part1-3

41

Якщо танкер має танки ізольованого баласту (ТІБ) , то потреба у суховантажному трюмі відпадає і танкер може бути удиферентований за допомогою ТІБ.

Під танки ізольованого баласту використовуються і цистерни другого дна, не зайняті паливом.

Контрольні запитання

1.Для чого використовується відносна апліката ζg?

2.Чим відрізняються питома навантажна кубатура вантажу µв від пито-

мої вантажомісткості судна µс?

3.На які якості судна впливає відношення HT ?

4.Як залежить питома вантажомісткість судна µс від його головних еле-

ментів?

5.Що називається коефіцієнтом проникності відсіку µv?

3.5 Рівняння остійності в алгебраїчній формі

Забезпечення остійності судна на початковій стадії проектування пов’язане з вирішенням рівняння остійності, яке встановлює зв’язок параметрів форми корпусу судна з остійністю. Використовують таке рівняння в алгебраїчній або в диференціальній формі. Розглянемо спочатку його алгебраїчну форму.

Мірою початкової остійності є значення поперечної метацентричної висоти h. Згідно з вимогами Правил Регістру [11] вона повинна бути додатною h > 0.

Як відомо з теорії корабля

h = r + zc – zg,

де r, zc, i zg – поперечний метацентричний радіус, апліката центра величини і апліката центра маси судна відповідно (рис.3.4).

x = −b ± b2 −4ac . 2a

Підставивши замість x, a, b, c їх значення ї прийнявши до уваги, що знак мінус перед радикалом не має змісту, отримаємо:

Слід відмітити, що значення Bh обирається таким чином, щоб забезпечи-

ти остійність і плавність хитавиці.

3.6 Плавність хитавиці

Плавність хитавиці характеризується її періодом і має безпосередній зв’язок з остійністю. Причому, чим більше значення поперечної метацентричної висоти h буде забезпечене, тим менше період вільних бортових коливань судна τ будемо мати.

Формула для обчислення періоду хитавиці має вигляд:

τ = 2π IDhg+ ∆I , с,

44

де I = D B2 + H 2 – момент інерції маси судна відносно поздовжньої цен12

Беручи до уваги, що момент інерції приєднаних мас води ∆I 0,25I, будемо мати:

Остання формула отримана Ховгардом. У загальному вигляді вона запи-

сується як τ = с Bh , де c = 0,72 – 0,83 – коефіцієнт, який враховує вплив інерції

маси судна і приєднаних мас води на період хитавиці.

Значення величини c можна обчислити за наближеною формулою, якщо в

неї підставити взяті за прототипом дані, яких не вистачає, :

Якщо задати період хитавиці і значення c, можна обчислити таке значення відносної метацентричної висоти, яке не слід перевищувати виходячи з ви-

В табл. 3.1 і 3.2 наведені рекомендовані значення періодів хитавиці τ і відно-

сної метацентричної висоти Bh , які можуть бути використані при початковому проектуванні.

45

Таблиця 3.1. – Найменші рекомендовані значення періодів хитавиці су-

ден залежно від їх призначень

Контрольні запитання.

1.Положення яких трьох точок впливає на остійність судна?

2.Що враховує коефіцієнт kρ в наближеній формулі для розрахунку метацентричного радіусу r?

3.Які критерії остійності використовують на початкових стадіях проектування судна?

4.Чим визначається призначення верхньої і нижньої межі остійності при проектуванні судна ?

5.На які три якості впливає значення TB ?

6.Що враховує коефіцієнт c у формулі Ховгарда?

3.7 Рівняння остійності в диференціальній формі

Це рівняння використовується у тих випадках, коли треба змінити остійність проекту за рахунок зміни його форми без зміни водотоннажності.

Використавши наближені формули для r і zc, рівняння zm = r + zc запишемо у вигляді

Для великої групи суден з невеликими і середніми швидкостями значення коефіцієнта kc близьке до одиниці. Для швидкохідних суден (Fr > 0,28) kc може

Сім членів правої частини рівняння можна виразити як:

Приймаючи до уваги, що αδ + αδ ≈ 2 , одержимо

Наведені сім виразів та рівняння (3.3) дають можливість встановити вплив зміни B, T, α і δ на підвищення метацентра над ОП.

Строго кажучи, при розгляді змін ∆B, ∆T, ∆δ треба сумісно вирішувати рівняння (3.3), та рівняння мас у диференціальній формі при відсутності змін параметрів (вимірників мас) та незалежних мас. Тобто, слід ставити задачу утримання постійної водотоннажності при зміні головних розмірів і коефіцієн-

49

ІІ наближення – непотоплюваність забезпечується визначенням висоти мінімального надводного борту згідно з вимогами Правил Регістру про вантажну марку морських суден.

ІІІ наближення – розрахунком граничних довжин відсіків і вірогідного збереження судна при затопленні найбільш небезпечного відсіку (групи відсіків).

Розглянемо забезпечення непотоплюваності в першому наближенні: Якщо затоплений відсік граничної довжини, то відносний затоплений

об’єм v пов’язаний з головними елементами судна наступним чином:

v = Vзат = kωω lзµv = kωβBTµvlз ,

V δLBT δLBT

де kω = ωред – коефіцієнт редукування,

ω

Vзат – об’єм затопленого відсіку.

Визначимо відносну довжину затопленого відсіку, як

lз = Llз , тоді v = kω lϕз µv ,

пп

де µv – коефіцієнт проникності відсіку.

З іншого боку маса прийнятої води у відсік повинна бути компенсована запасом плавучості.

Ефективний запас плавучості kеф визначається, як

де Vповн – повний запас плавучості Vпошк – пошкоджений об’єм (рис. 3.5.)

48

бно змінити В на ∆В = 4 см, а для самих широких суден з TB = 4 – на 1,2 см.

Треба пам’ятати, що збільшуючи ∆zm на 1 см, ми збільшуємо h також на

1 см, тобто zg = const.

Контрольні запитання.

1.У яких випадках використовується диференціальне рівняння остійності при проектуванні судна?

2.Чому диференціальне рівняння остійності повинно вирішуватися разом з диференціальним рівнянням мас?

3.Що називається поперечним і поздовжнім метацентром?

4.Чому ∆zm дає змогу оцінити вплив зміни головних елементів судна на його остійність?

3.8 Забезпечення непотоплюваності за умов збереження плавучості і аварійної остійності

Як і більшість задач в теорії проектування суден, задача забезпечення непотоплюваності вирішується в декілька наближень:

І наближення – при виборі головних розмірів непотоплюваність забез-

печується розрахунком HT , яке забезпечує потрібний запас плавучості;