
книги из ГПНТБ / Аксютин Л.Р. Контроль остойчивости морского судна
.pdfТа же задача на диаграмме динамической остойчиво сти решается, как показано на рис. 10. На оси абсцисс откладывают 1 рад и из точки Ь восстанавливают пер
пендикуляр ab длиной . ^ кр. Полученную точку а со единяют с началом ко ординат. Из точки е пересечения прямой оа с диаграммой опуска ют перпендикуляр е\.
Точка f определит зна чение динамического угла крена <дд . Затем параллельно оа прово дят касательную к диа грамме.
Из точки касания с Рис. ,10
опускают перпендикуляр cd. Точка d определит угол ста тического крена Ѳс от ветра постоянной силы.
Определение угла крена от внезапно приложенного Мкрпри наличии начального крена по направлению действия Л4кр
Примером такого варианта действия Мкр является; шквал, налетевший на поднятый борт судна, имеющего
крен от смещения груза.
Отложив по оси абсцисс угол первоначального крена судна, из полученной точки а (рис. 11) восстанавливают перпендикуляр. От точки его пересечения с диаграммой
откладывают / = —кр. Через точку с проводят горизон-
А
тальную линию. Подбирают такое положение вертикаль ной линии eg, чтобы
площади bed и def бы ли равны. Точка g оп ределит значение дина
мического |
угла |
кре |
|
|
на Ѳд. |
задача |
на |
|
|
Эта же |
|
|||
диаграмме |
динамиче |
|
||
ской остойчивости |
ре |
Рис. 11 |
||
шается следующим об- |
||||
|
||||
2* |
|
|
|
разом (рис. 12). По оси абсціюс откладывают угол первоначального крена Ѳп и получают точку а, из кото рой восстанавливают перпендикуляр до пересечения с диаграммой. Через точку пересечения Ь проводят гори зонтальную линию длиной 1рад. Из точ ки с восстанавлива ют перпендикуляр, на котором отклады вают плечо cd пер воначально креня щего момента. Если оно неизвестно, точ ку d получают как пересечение перпен
дикуляра из точки с
и касательной к диа грамме в точке Ь. От точки d откладывают плечо ed' дополнительного внезапно приложенного МІф и соединя ют b и е прямой. Найдя точку пересечения f прямой с диаграммой, опускают из нее перпендикуляр на ось аб сцисс. Точка q определит величину динамического кре на Bä.
Определение угла крена от внезапно приложенного Л4кр при наличии начального крена в направлении, противоположном действию Мкр
Такие условия могут быть при сильном шквале, нале тевшем на опущенный борт судна, имеющего начальный крен.
Влево от начала координат симметрично строят на чальный участок диаграммы статической остойчивости (рис. 13). На оси асбцисс откладывают Ѳн. Через точку а проводят перпенди куляр длиной сЬ=
=/ = |
Мкр |
От точ-' |
тд° ки с проводят гори-
Р.ИС. 13
20,
аонтальную линию и затем подбирают такое положение перпендикуляра eg, чтобы площади bed. и def были рав ны. Положение точки g укажет величину динамического крена.
На диаграмме динамической остойчивости (рис. 14) эта задача решается так. Строят влево от начала коорди нат симметричную начальную ветвь диаграммы, затем Откладывают первоначальный крен Ѳ„ и восстанавли вают из точки а перпендикуляр ab. От точки b проводят горизонтальную линию be длиной 1 рад. Через точку с
проводят вертикальную линию, на которой вниз отклады вают плечо начального кренящего момента. Если оно не известно, строят касательную в точке b и находят точку пересечения d этой касательной о вертикальной линией. От точки d откладывают плечо ed внезапно приложенного
.М,ф и соединяют точки і и s. Перпендикуляр на ось абсцисс из точки пересечения прямой be с диаграммой даст величину динамического крена.
§ |
6. НОРМИРОВАНИЕ ОСТОЙЧИВОСТИ |
|
|
||
|
Требования |
к остойчивости |
судов |
регламентируются |
|
специальными |
нормами остойчивости. |
Основные требо |
|||
вания советских норм в сокращенном |
виде |
приведены |
|||
в |
настоящем параграфе. |
остойчивости, |
варианте |
||
|
1-При наихудшем, в. смысле |
нагрузки судно должно, не опрокидываясь, противостоять одновременному Действию вётра и бортовой качке. Остой-
‘ ' ■ :: 21
чивость считается по критерию погоды К достаточной, если
* = - £ - > ' ■ |
<13> |
где Мс— минимальный опрокидывающий момент; Мѵ— кренящий момент от действия ветра.
По формуле (13) остойчивость проверяют для не скольких вариантов нагрузки судна, которые могут встретиться в процессе его эксплуатации. Кренящий мо мент от ветра в этой формуле
|
Мѵ = 0,001 рѵАѵг, |
|
|
|
|
(14) |
|||
где Мѵ— кренящий момент от ветра, тм; |
|
|
|
|
|||||
рѵ— условное расчетное давление ветра, кг/м2\ |
|
||||||||
Аѵ— площадь парусности, м2\ |
|
парусности |
и дей |
||||||
z — расстояние между |
центром |
||||||||
ствующей ватерлинией, м. |
|
|
|
|
|
||||
Условное расчетное |
давление |
ветра |
можно |
найти |
|||||
в табл. 3 в зависимости от z и района плавания судна. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Таблица |
3 |
||
|
|
|
|
|
z |
м |
|
|
|
Рабов плавания |
0,5 |
1, 0 |
1.5 |
2, 0 |
2. 5 |
3,0 |
3, 5 |
4 .» |
|
|
|
||||||||
Неограниченный . . . . |
— |
72 |
80 |
88 |
94 |
99 |
103 |
107 |
|
Ограниченный |
I . . . . |
— |
41 |
46 |
50 |
53 |
56 |
58 |
60- |
Ограниченный |
II . . . . |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
27 |
28 |
29 |
|
|
|
|
|
|
Продолжение |
|||
|
|
|
|
|
г » М |
|
|
|
|
Район плавания |
4.5 |
5.0 |
5.5 |
6.0 |
6,5 |
7.0 н |
|||
|
|
более |
|||||||
Неограниченный..................... |
110 |
113 |
116 |
119 |
122 |
|
124 |
||
Ограниченный |
I . . . . . |
62 |
64 |
66 |
68 |
70 |
|
71 |
|
Ограниченный II . . . . . |
30 |
31 |
32 |
33 |
34 |
|
35 |
22
Суда ограниченного района I могут плавать круглый год по всему бассейну Белого, Балтийского, Черного, Азовского, Каспийского морей и Татарского пролива. В других морях для них установлены следующие макси мальные удаления от портов-убежищ: в Японском и Ба ренцевом морях с мая по август — 200 миль, остальное
.время года 100 миль; в Беринговом, Карском морях, мо ре Лаптевых, Восточно-Сибирском, Чукотском морях и у тихоокеанского побережья СССР-— 100 миль; в Охот-
.ском море с июня по август — 200 миль, остальное время года — 100 миль. Для судов ограниченного района II установлены границы плавания, приведенные в табл. 4.
Минимальный опрокидывающий момент можно опре делить по диаграмме статической или динамической остойчивости, для чего предварительно рассчитывают условную расчетную амплитуду бортовой качки.
Эта амплитуда рассчитывается для условий, когда оудко потеряло ход и управление и находится на нерегу лярном волнении лагом к волне.
Для судна без скуловых и брусковых килей
(15)
где Хі и Х2— безразмерные множители; У — множитель, град.
Значения Хь Х2 и У выбираются из табл. 5, 6 и 7 со ответственно.
Для судна с килями |
|
ѳ 2, = Ä ©1г. |
(16) |
Величину /г выбирают из табл. 8.
В табл. 5, 6, 7 и 8 d — осадка судна; св — коэффициент общей полноты; Ак — общая площадь килей.
По условному расчетному значению амплитуды кач ки Ѳт определяют Мс, пользуясь диаграммой статической или динамической остойчивости.
При определении Мс по диаграмме динамической остойчивости (рис. 15) вправо от начала координат от кладывают Ѳт - Из полученной точки К восстанавливают перпендикуляр до пересечения с кривой (точка А '). Че рез А' проводят линию, параллельную оси абсцисс, и по ней влево от А' откладывают отрезок А А '= 2Ѳт. Из точ-
23
Море
Белое
Балтийское
Черное
Район |
Предельное |
удаление. |
|
|
М И Л Н |
1. |
Прибрежный |
|
20 |
||
2. |
Южная |
часть |
моря |
50 |
|
до линии м. Зимнегор |
|
||||
ский—с. Тетрино |
|
50 |
|||
0. |
Двинский |
залив |
|||
4. |
Кандалакшский |
и |
Неограни |
||
Онежский заливы |
|
ченное |
|||
1. |
Прибрежный |
|
20 |
||
2. |
Финский |
залив |
до |
Неограни |
|
меридиана |
о. |
Найссаар, |
ченное |
||
Рижский залив и пролив |
|
||||
Муху-Вайн |
|
параллели |
50 |
||
3. |
Южнее |
|
|||
56° с. ш. |
|
|
|
|
|
■1. |
Прибрежный |
|
20 |
||
|
|
|
|
|
50 |
2. |
Северо-восточнее ли |
Неограни |
|||
нии Днестровско-Царе- |
ченное |
||||
градокое гирло—м. Херсо- |
|
||||
нес |
|
|
|
|
|
Та б л и ц а 4
Время года
Навигационный
период Июнь—август
Навигационный
период То же
Навигационный
период Май—сентябрь
Май—август
Навигационный
период Май—сентябрь Май—сентябрь
Азовское |
1. |
Прибрежный |
|
20 |
Навигационный |
||
|
2. Все заливы и лима |
20 |
период |
||||
|
То же |
||||||
|
ны |
|
|
|
|
Неограни |
|
|
3. |
Весь бассейн |
|
Май—сентябрь |
|||
|
|
|
|
|
|
ченное |
|
Каспийское |
‘1. |
Прибрежный |
|
20 |
Навигационный |
||
|
2. |
Северная |
часть мо |
Неограни |
период |
||
|
Май—сентябрь |
||||||
|
ря до линии о. Чеченъ— |
ченное |
|
||||
|
м. Тюб-Караган |
|
50 |
|
|||
|
3. |
Средняя |
и |
южная |
Июнь—август |
||
|
части моря |
- |
|
|
|
|
|
Японское |
1. |
Прибрежный |
|
20 |
Навигационный |
||
|
2. Залив |
Петра |
Вели |
50 |
период |
||
|
Май—август |
||||||
|
кого |
|
|
|
|
|
4
Продолжение табл. 4
Море |
Район |
Предельное |
Время года |
удаление. |
|||
|
|
мили |
|
Татарский |
іі. Прибрежный |
20 |
Навигационный |
пролив |
|
50 |
период |
|
|
Май—август |
|
|
2. Амурский лиман |
Неограни- |
Навигационный |
|
|
ченное |
период |
Баренцево |
Л. Прибрежный |
20 |
Навигационный |
|
|
|
период |
Берингово и тихооке анское побережье
2. Мурманский берег |
50 |
Июнь—август |
3. Чёшская губа и Пе- |
Неограни- |
Навигационный |
чорокий залив |
ченное |
период |
ІІ. Прибрежный |
20 |
То же |
'2. Восточное побережье |
50 |
Май—август |
Камчатки от м. Лопатка |
|
|
до м. Камчатский и Ана |
|
|
дырский залив |
|
|
Охотское |
1. |
Прибрежный |
20 |
Навигационный |
|
|
|
50 |
период |
|
|
|
Июнь—август |
|
|
2. |
Сахалинский залив |
Неограни- |
Навигационный |
|
|
|
ченное |
период |
|
3. Пенжинский залив с |
50 |
Июнь—август |
|
|
Пенжинской губой |
|
|
|
Царское, |
Прибрежный |
20 |
Навигационный |
|
Лаптевых, |
|
|
|
период |
Восточно- |
|
|
|
|
Сибирское |
|
|
|
|
и Чукот-
•ское
-
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
5 |
|
Отноше |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ние |
2,4 и |
2.5 |
2.6 2,7 2.8 2.9 |
3.0 3.1 |
3,2 |
3,3 |
3,4 |
3.5 и |
||
В |
||||||||||
d |
менее |
|
|
|
|
|
|
|
|
выше |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хі |
1,00 |
0,98 0,96 0,95 0,93 0,91 0,90 0,88 0,86 0,84 0,82 |
0,80 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
6 |
|
СВ |
0,45 |
0.50 |
|
0.55 |
0.60 |
|
0.65 |
0,70 |
||
и менее |
|
|
|
|
|
|
и более- |
|||
Х 2 |
0,75 |
0,82 |
|
0,89 |
0,95 |
|
0,97 |
1,00 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
У к |
|
|
|
|
Район плавания |
|
|
|
в, |
|
|
|
0,13 |
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
0,04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,05 |
0.06 0,07 0,08 0.09 0,10 0,11 |
0,12 |
и |
||||
|
|
|
и менее |
вы |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ше |
Неограниченный . |
24,0 |
25,0 27,0 29,0 30,7 32,0 33,4 34,4 35,3 36,0 |
||||||||
Ограниченный |
I и |
16,0 |
|
19,7 22,8 25,4 27,6 29,2 30,5 31,4 32,0> |
||||||
II ......................... |
17,0 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
8 |
|
LB |
|
0 |
1.0 |
1.5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3.6 |
4,0 и вы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ше |
||
К |
|
1,00 |
0,98 |
0,95 |
0,88 |
0,79 |
0,74 |
0,72 |
0,70' |
ки А проводят касательную АС к кривой динамической остойчивости. По направлению АА' из точки А отклады вают отрезок, равный 1 рад, и находят точку В, из кото рой восстанавливают перпендикуляр до пересечения с ли нией АС. Отрезок БЕ будет равен Мс, если по оси орди нат отложена работа, или плечу Мс, если по оси ординат отложены плечи остойчивости. В последнем случае, умно-
26
жив плечо остойчивости на весовое водоизмещение суд на, получают М0. Если касательную провести к кривой нельзя, проводят прямую от точки А до верхней конечной точки диаграммы. Все остальные построения повто ряются.
При определении Мс по диаграмме статической остой чивости (рис. 16) диаграмму продолжают в область от
рицательных абсцисс на |
участке, |
равном |
Ѳ„ |
прово- |
||||
дят параллельно |
оси |
|
|
|
Е |
|||
абсцисс |
|
прямую |
|
|
|
L |
||
МК так, |
чтобы |
пло |
1,м |
|
|
|
||
щади |
и |
S2 были |
|
|
|
|
||
равны. |
|
|
|
|
А |
' / |
в |
|
|
Ордината ОМ бу |
0 |
|
|
||||
дет |
минимальным |
Вт |
|
в" |
||||
Вт |
|
|||||||
опрокидывающим |
|
|||||||
|
Bf |
|
|
|||||
моментом, |
если |
по |
|
57:3 |
|
|
||
оси ординат отложе |
|
Рис. 17 |
|
|
||||
ны |
моменты, |
или |
|
|
|
|||
плечом |
минимально |
|
|
|
|
го опрокидывающего момента, если по оси ординат отло жены плечи остойчивости. В этом случае, умножая ОМ на весовое водоизме щение судна, полу
чают Мс.
Если диаграмма остойчивости обры вается на угле зали вания 6/ (рис. 17 и 18), то из крайней верхней точки диа-
Рис. 18
27
граммы опускают перпендикуляр на ось абсцисс, и тог
да S 2 ограничивается кривой статической |
остойчивости^ |
прямой МК и этим перпендикуляром. В |
остальном по |
строение прежнее. |
удовлетворять, |
Диаграммы остойчивости должны |
ряду требований. Максимальное плечо диаграммы ста тической остойчивости судов длиной, равной или мень ше 80 м, должно быть не менее 0,25 м, а судов длиной бо лее 105 м — 0,20 м при крене не менее 30°. Закат диа граммы статической остойчивости должен происходить, при крене не менее 60°.
Диаграммы статической остойчивости, построенные для случая обледенения, должны иметь закат при Ѳ; не менее 55°. При обледенении /тах должно быть не менее 0,2 м, при Ѳга — не менее 25° для судов ограниченного района плавания.
Судам с соотношением -^ -> 2 разрешается плавание
при уменьшении угла заката на величину 6ѲѴ (табл. 9)
и угла |
максимума |
диаграммы |
на |
величину |
оѲ.., |
|
---- — . |
||||||
|
|
|
ß |
|
|
|
В табл. 9 входят с величиной — и критерием К- |
|
|||||
|
|
|
|
|
Таблица. 9 |
|
В |
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
1.0 |
1.1 |
1.2 |
1.3 |
1.4 |
1.5 и более |
2,0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2,1 |
0 |
0,4 |
0,8 |
1,2 |
і ,б |
2 ,01 |
2,2 |
0 |
0,8 |
1,6 |
2,4 |
3,2 |
4,0. |
2,3 |
0 |
1,2 |
2,4 |
3,6 |
4,8 |
6,0 |
2,4 |
0 |
1,6 |
3,2 |
4,8 |
6,4 |
8,0 |
2,5 |
0 |
2,0 |
4,0 |
6,0 |
8 ,о: |
10,0 |
более |
|
|
|
|
|
|
Судно должно удовлетворять приведенным выше тре бованиям с учетом влияния свободных поверхностей, в диаграммах статической остойчивости. Начальная ме тацентрическая высота всех судов при всех вариантах нагрузки, за исключением судна порожнем, с учетом сво бодных поверхностей Жидких грузов, должна быть поло жительной.
28