Плечи остойчивости формы и веса. Пантокарены, их виды.

Для построения диаграмм статической остойчивости, при различных состояниях нагрузки судна, используют интерполяционные кривые плеч остойчивости формы или универсальные диаграммы статической остойчивости. Такие вспомогательные диаграммы рассчитываются проектирующими организациями и включаются в комплект технической документации, передаваемой на судно.

В судовых документах встречаются различные виды интерполяционных кривых, отличающихся способом разделения плеча остойчивости на составные части формы и веса, в зависимости от положения точки (полюса), от которой измеряются эти плечи.

Обычно используемые способы разделения плеча остойчивости сводятся к следующим двум случаям (рис. 7.3) и (рис. 7.4).

Рисунок 7.3 – Схема разложения плеча поперечной статической остойчивости, на плечо формы и веса.

1. При накренении судна на угол , изменяется его положение центра подводного объема судна (центра величины накрененного судна), следовательно, равнодействующая сил поддержания будет приложена в точке , а равнодействующая сил тяжести судна, приложенная в точке не изменит своего положения.

В качестве полюса, от которого измеряются плечи поперечной статической остойчивости до равнодействующих сил поддержания и тяжести судна, взята точка , лежащая вначале системы координат, на пересечении основной и диаметральной плоскости судна.

Тогда плечо поперечной статической остойчивости представляется в виде:

(7.2)

где,

– плечо формы, измеряемое от точки до точки , в которую сместилась равнодействующая сил поддержания судна;

– плечо веса, измеряемое от точки до точки , в которой приложена равнодействующая сил тяжести судна;

– аппликата центра тяжести судна;

– угол крена.

Рисунок 7.4 – Схема разложения плеча поперечной статической остойчивости, на плечо формы и веса, с условным центром накренения судна.

2. В качестве полюса, от которого измеряются плечи поперечной статической остойчивости до равнодействующих сил поддержания и тяжести судна, взята точка , несовпадающая с точкой .

Тогда плечо поперечной статической остойчивости представляется в виде:

(7.3)

где,

– условное плечо формы, измеряемое от точки до точки , в которую сместилась равнодействующая сил поддержания судна;

– условное плечо веса, измеряемое от точки до точки , в которой приложена равнодействующая сил тяжести судна;

– исправленная аппликата центра тяжести судна;

– аппликата до условного центра накренения судна.

Типичный вид интерполяционных кривых, содержащих серию кривых, каждая из которых изображает зависимость плеч силы плавучести (плеч остойчивости формы) в функции объемного водоизмещения и осадки судна показан на (рис. 7.5).

Рисунок 7.5 – Пантокарены (интерполяционные кривые плеч остойчивости формы).

Все интерполяционные кривые строятся для диапазона водоизмещений от состояния судна порожнем, до состояния в полном грузу, для углов крена от 0° до 70° – 90°, обычно через равные интервалы в 10°. На каждой кривой указывается угол крена, которому она соответствует.

Интерполяционные кривые плеч остойчивости формы могут быть представлены в табличном виде. Или в функции от объемного водоизмещения судна (табл. 7.1). Или в функции от осадки судна (табл. 7.2).

Расчет плеч диаграммы статической остойчивости (ДСО), при использовании интерполяционных кривых, для данного объемного водоизмещения и осадки судна, производится также в табличной форме (табл. 7.3).

Таблица 7.1 – Интерполяционные кривые плеч остойчивости формы , в функции от объемного водоизмещения судна.

Объемное водоизмещение, V, м3	Плечи остойчивости формы, , м; с аппликатой до условного центра накренения судна, м; при углах крена, , град.
	100	200	300	400	500	600	700	800	900
6000	2,21	4,18	5,74	6,94	7,97	8,68	8,96	8,90	8,48
7000									
10000									
21000	1,66	3,34	5,00	6,29	7,33	8,04	8,40	8,50	8,12

Таблица 7.2 – Интерполяционные кривые плеч остойчивости формы , в функции от осадки судна.

Осадка, Т, м	Плечи остойчивости формы, , м; с аппликатой до условного центра накренения судна, м; при углах крена, , град.
	100	200	300	400	500	600	700	800	900
4,50	3,21	5,18	6,74	7,94	8,97	9,68	9,96	9,90	9,48
5,00									
10,00									
10,50	2,66	3,34	6,00	7,29	8,33	9,04	9,40	9,50	9,12

Таблица 7.3 – Расчет плеч диаграммы статической остойчивости судна.

Расчетные величины и формулы	Значения величин
Углы крена , град.	00	100	200	300	400	500	600	700	800	900
Плечи остойчивости формы , м.	0	снимается с пантокарен
Аппликата центра тяжести судна , м.
Аппликата условного центра накренения , м.
Исправленная аппликата центра тяжести судна , м.
Плечи остойчивости веса , м.	0
Плечи статической остойчивости , м.	0

На оси абсцисс пантокарен (интерполяционных кривых плеч остойчивости формы), (рис. 7.5) откладывают расчетное объемное водоизмещения или осадку судна и проводят вертикаль, ординаты точек, пересечения которой с кривыми определяют плечи формы , необходимые для выполнения расчета плеч диаграммы статической остойчивости в (табл. 7.3).

По данным строки плеч статической остойчивости (табл. 7.3) строится диаграмма статической остойчивости (ДСО).