Диаграмма динамической остойчивости

Иногда в условиях эксплуатации (например, при шквале) кренящий момент действует на судно внезапно. При этом оно кренится значительно быстрее, чем при действии статического момента, набирая значительную угловую скорость и приобретая большой угол крена. В этом случае состояние равновесия при крене, при условии , как при действии статического кренящего момента, не наступит. Наклонение прекратится, когда работа кренящего момента будет равна работе восстанавливающего момента: .

Таким образом, мерой динамической остойчивости является работа восстанавливающего момента .

Отношение работы восстанавливающего момента к произведению называют плечом динамической остойчивости:

Задачи, связанные с динамической остойчивостью, решаются с помощью диаграммы динамической остойчивости (рис.5), которая представляет собой кривую, выражающую зависимость работы восстанавливающего момента от угла крена. Диаграмма динамической остойчивости является интегральной кривой относительно диаграммы статической остойчивости.

Рис.5 – Диаграмма динамической остойчивости

При помощи диаграммы динамической остойчивости можно определить:

динамический угол крена. Для этого в точке на оси абсцисс, соответствующей углу крена в 1 радиан (57,3 градуса), восстанавливают перпендикуляр, откладывают на нем в масштабе значение кренящего момента, соединяют полученную точку с началом координат прямой линией ОА. Точка С пересечения прямой ОА с диаграммой соответствует условиям равновесия и определяет динамический угол крена ;

при известном угле крена динамически приложенный кренящий момент, вызвавший этот крен. Задача решается в обратном порядке к предыдущей задаче;

угол опрокидывания и минимальный опрокидывающий момент . Максимальное значение нагрузки, при котором еще возможно равновесие, соответствует положению, когда прямая станет касательной к диаграмме. Поэтому для нахождения опрокидывающего момента и угла опрокидывания из начала координат проводят прямую ОВ, касательную к диаграмме динамической остойчивости. Точка касания F соответствует углу опрокидывания . Отрезок ВК на оси ординат численно равен минимальному опрокидывающему моменту . При действии на судно большего динамического кренящего момента оно опрокинется.

Нормирование остойчивости

Нормирование остойчивости обеспечивает безопасность плавания судов и регламентируется Правилами Регистра для каждого судна. Во всех случаях действующий на судно кренящий момент не должен превышать допустимого, т.е. .

Кренящий момент определяется по основному критерию для всех судов от динамического (шквального) действия ветра:

где - давление ветра на надводную поверхность, Па; - площадь проекции надводной поверхности (парусности) на ДП судна, ; l – плечо действующей кренящей силы (определяют по Правилам Регистра), м.

Дополнительные требования для определения кренящих моментов различны. Так, для пассажирских судов необходимо знать кренящие моменты от скопления пассажиров на одном борту и движения судна на циркуляции.

Кренящий момент от скопления пассажиров на одном борту: