Меры начальной остойчивости

1.

ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова
Кафедра МиУС
Коротков Б.П.
Теория судна. Статика
Лекция № 6
Меры начальной
остойчивости
1

2. Вопросы лекции

1. Пример использования
метацентрической формулы
2. Остойчивость веса и формы
3. Условия и меры начальной
остойчивости судна
2

3. Знание, понимание и профессиональные навыки в соответствии с минимальным стандартом компетентности для вахтенных помощников капитана су

Знание, понимание и профессиональные
навыки в соответствии с минимальным
стандартом компетентности для
вахтенных помощников капитана судов (в
соответствии с ПДНВ)
1. Знание влияния груза, включая
тяжеловесные грузы, на мореходность и
остойчивость судна
2. Рабочее знание и применение информации
об остойчивости, посадке и напряжениях,
диаграмм и устройств для расчета
напряжений в корпусе
3

4. Знание, понимание и профессиональные навыки в соответствии с минимальным стандартом компетентности для капитанов и старших помощников ка

Знание, понимание и профессиональные
навыки в соответствии с минимальным
стандартом компетентности для
капитанов и старших помощников
капитана (в соответствии с ПДНВ)
• Понимание основных принципов устройства
судна, теорий и факторов, влияющих на
посадку и остойчивость, а также мер,
необходимых для обеспечения безопасной
посадки и остойчивости
4

5. 1. Пример использования метацентрической формулы

5

6.

Кренящий момент: mкр= M(p,p)
Восстанавливающий момент: m = M(P, V )
В положении равновесия: mкр= m
p
GG
P
В
V
C
V
Л
p
C
6

7. Наклонение судна

• Кренование проводится для уточнения
нагрузки судна
• При креновании судно наклоняют,
перемещая с борта на борт крен –
балласт
• Углы крена при таких перемещениях не
превышают 2 - 3
7

8. Данные о судне и крен-балласте

Водоизмещение судна = 42000 т
Поперечная МЦВ (расчетная) h = 2,1 м
Масса крен – балласта m = 100 т
Плечо переноса крен-балласта y = 25м
• Задача: определить угол крена,
который приобретет судно
8

9.

mкр = p y cos ≈ p y = mg y
m = Ph = gh
y
p
p
Кренбалласт
V
В
В1
C
Л1
Л
C
9

10. m = mкр

m = mкр
Подставив выражения для моментов:
10

11.

2. Остойчивость веса и формы
11

12. Две составляющие восстанавливающего момента:

• Момент остойчивости веса зависит от
расположения ЦТ и ЦВ судна до
наклонения
• Момент остойчивости формы зависит
только от смещения ЦВ при наклонении
судна
12

13.

G
P
V
В
V
Л
m = M(P, V)
C
V
C
V V V
m = M(P, V') + M( V , V'')
mв = M(P, V') – момент остойчивости веса
mф = M( V , V'') – момент остойчивости
формы
13

14. Момент остойчивости веса mв

Момент остойчивости веса mв
• ЦТ судна всегда лежит выше, чем ЦВ
• Момент остойчивости веса всегда
отрицателен
• Чем больше ЦТ судна возвышается над
ЦВ погруженного объема, тем меньше
остойчивость судна
14

15. Момент остойчивости формы mф

Момент остойчивости формы
mф
• Момент остойчивости формы зависит
от смещения центра величины судна
при наклонении
• Смещение ЦВ происходит вследствие
изменения формы погруженного
объема
15

16.

m
lв
r
a
В
V
lв = -a sin
Л
G
P
C
mв = -Pa sin
lф = r sin
V
C
mф = Pr sin
V lф
lв - плечо остойчивости веса
lф - плечо остойчивости формы
16

17.

mф = Pr sin
P = V,
Ix
r
V
mф = Ix sin
Чем шире ватерлиния, тем больше Ix ,
тем больше момент остойчивости
формы
Для продольных наклонений
Мф = Iyf sin
17

18.

Mф - момент пары сил плавучести
клиновидных объемов
V'
G P V
V
В
В
V
C
V =V+ V"- V'
Л
mв =M(P, V)
Л
mф =M( V', V")
V"
V = V + V"- V'
18

19.

• В эксплуатационных условиях углы
крена и дифферента, приобретаемые
судами, невелики: sin = и sin =
lв = -a
и
mв = -Pa ;
lв = -a
и
Mв = -Pa ;
lф = r
и
mф = P r ;
lф = R
и
Mф = P R
19

20. Роль остойчивости веса и формы

• a = zg-zc и r = zm-zc - близки по
величине
• R = zM – zc >> a
• mв и mф близки по величине
• Mф >> Mв
20

21.

• При изменении осадки mф изменяется
мало
• На mв влияет только количество и
распределение грузов на судне
• Распределение грузов играет
определяющую роль в обеспечении
поперечной остойчивости судна
• Продольная остойчивость от
распределения грузов практически не
зависит
21

22.

3. Условия и меры начальной
остойчивости судна
22

23.

3.1 Условие начальной
остойчивости судна
23

24. Судно остойчиво

Мкр
m
h>0
m
G
P
C
V
C
24

25. Судно не остойчиво

Мкр
h<0
G
m
m
C
G
P
V
C
25

26. Условие статической остойчивости судна

• В данном положении равновесия судно
остойчиво, если соответствующая этому
положению поперечная
метацентрическая высота
положительна h > 0
• Иначе говоря, судно остойчиво, если его
поперечный метацентр лежит выше
центра тяжести
26

27.

3.2 Меры начальной остойчивости
27

28. Меры начальной остойчивости- её численные характеристики:

Меры начальной остойчивостиеё численные характеристики:
• Абсолютные меры начальной
остойчивости зависят от величины
водоизмещения
• Относительные меры начальной
остойчивости не зависят от
величины водоизмещения
28

29. Абсолютные меры начальной остойчивости

1. Коэффициенты статической
остойчивости:
m
k
K
0
(Ph )
Ph
0
M
0
(PH )
PH
0
29

30. Абсолютные меры начальной остойчивости

2. Моменты, кренящие судно на 1 и
дифферентующие судно на 1 см:
• Смысл этих величин - это
восстанавливающие моменты,
соответствующие крену судна в 1 и
дифференту в 1см
30

31. Относительные меры начальной остойчивости

• Метацентрические высоты – это
отношение коэффициентов
статической остойчивости к силе
тяжести судна
k Ph
h;
P P
K PH
H
P
P
31

32.

Судно 1:
P1, ( 1), k1, h1, 1
mкр1
Судно 2:
P2, ( 2), k2, h2, 2
mкр2
Если k1 = k2, то 1= 2 при mкр1 = mкр2
Если h1 = h2, то 1= 2 при mкр1/P1 = mкр2/P2
32

33. Метацентрические высоты и коэффициенты статической остойчивости

• Если у двух судов k1 = k2, при
воздействии одинаковых кренящих
моментов они приобретут одинаковые
углы крена 1 = 2
• Если у двух судов h1 = h2, они
приобретут одинаковые углы крена 1 =
2 при воздействии кренящих моментов,
пропорциональных их водоизмещениям
33

34. Задание для самостоятельной работы:

• Теория судна. Статика п.п. 2.6 и 2.7
34

35. Конец

35