Similar presentations:
Восстанавливающие моменты
1.
ГУМРФ им. адмирала С.О. МакароваФАКУЛЬТЕТ НАВИГАЦИИ И СВЯЗИ
Кафедра МиУС
Теория судна Статика
Лекция № 5
Восстанавливающие моменты
к.т.н., доц. Коротков Б.П.
1
2. Вопросы лекции
1. Метацентры и метацентрическиерадиусы. Метацентрические высоты
2. Восстанавливающие моменты
3. Метацентрические формулы
4. Наклонения судна под действием
малого внешнего момента
2
3. Знание, понимание и профессиональные навыки в соответствии с минимальным стандартом компетентности для вахтенных помощников капитана су
Знание, понимание и профессиональныенавыки 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 профессиональныенавыки 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. Метацентры иметацентрические радиусы
5
6. Метацентр и метацентрический радиус
• Метацентром называется центркривизны кривой С
• Метацентрическим радиусом
называется радиус кривизны кривой С
6
7. Метацентр m и метацентрический радиус r при поперечных наклонениях
mr
Л1
В
В1
C
Л
C
7
8. Метацентр M и метацентрический радиус R при продольных наклонениях
МR
z
В
В
Л
Л
С
С
O
x
8
9. Перемещение ЦВ и силы плавучести при поперечных наклонениях
mV
В
C
Л
C
9
10.
zyc
C
C
zc
y
10
11. Поперечным наклонениям соответствуют:
• Поперечный метацентр m• Поперечный метацентрический
радиус
Ix
r
V
11
12. Продольным наклонениям соответствуют:
• Продольный метацентр М• Продольный метацентрический
радиус
R
Iyf
V
12
13. Ix и Iyf - поперечный и продольный моменты инерции площади ватерлинии
• Ix и Iyf определяются формойватерлинии
• Iyf – наибольший, а Ix - наименьший из
всех моментов инерции ватерлинии
13
14. Метацентрические радиусы R и r
• R – продольный (наибольший)• r – поперечный (наименьший)
• Обычные грузовые суда:
– r - несколько метров
– R – несколько сотен метров
14
15. Метацентрические высоты (МЦВ)
• Метацентрической высотой называетсявозвышение метацентра над центром
тяжести судна в положении равновесия
• Поперечным наклонениям соответствует
поперечная (малая) МЦВ h
• Продольным наклонениям - продольная
(большая) МЦВ H
15
16. Порядок величины h и H
• Для грузовых судов в полном грузу hимеет порядок 1,0 – 3 м
• Для наливных судов h имеет порядок
до 10-13 м
• Продольная H для средних и
крупнотоннажных судов имеет порядок
сотен метров (200 - 500 и более)
16
17. Метацентрические высоты
zM
H
m
R
h
a
zM
G
zm
r
zg
C
zc
O
y
17
18. Метацентрические высоты
h = zm – zg = zc + r – zg = r – a;H = zM – zg = zc + R – zg = R – a;
a = zg - zc
Для средних и больших судов a имеет
порядок нескольких метров
H и R близки по величине друг другу
18
19.
2. Восстанавливающие моменты19
20.
• Восстанавливающим моментомназывают момент сил тяжести и
плавучести, возникающий при
наклонении судна
• Если судно остойчиво, этот момент
препятствует наклонению и
стремится вернуть судно в
исходное положение
20
21.
Момент пары сил (P, V ) –восстанавливающий момент
m
GG
P
В
V
Л
V
C
C
21
22. Поперечный восстанавливающий момент m=M(P,V)
Поперечный восстанавливающиймомент m =M(P, V )
m
В
В
Л
G
P
Л
V
C
C
22
23. Продольный восстанавливающий момент M=M(P,V)
Продольный восстанавливающиймомент M =M(P, V )
М
В
В
G
V
С
z
Л
P
Л
С
x
23
O
24. Знак восстанавливающего момента совпадает со знаком угла наклонения, если момент препятствует наклонению
• Для остойчивого судна:– m при наклонении на ПБ имеет знак
«+», на ЛБ – знак «-»
– M – при наклонении на нос – имеет
знак «+», на корму – знак «-»
24
25.
3. Метацентрические формулы25
26. Плечо статической остойчивости - это плечо восстанавливающего момента
Поперечным наклонениям
соответствует плечо поперечной
остойчивости l
Продольным наклонениям
соответствует плечо продольной
остойчивости l
26
27.
mm = Pl
h
l = h sin
В
В
Л
N
G
P
Л
V
C
m = Ph sin
C
l
27
28. Для небольших и : sin = и sin =
Для небольших и :sin = и sin =
l = h
l = H
m = Ph
M = PH
Метацентрические
формулы
статической
остойчивости
Значения углов подставляют в безразмерных
единицах – радианах (1 рад = 57,3 )
28
29. Точность метацентрических формул уменьшается с ростом углов крена и дифферента
• Формулы можно использовать при углахнаклонения:
< (10-12) и < 1,5
• В воду не должна войти палуба или
оголиться скула или кормовой подзор
29
30. Пределы применимости метацентрических формул
Истиннаязависимость l ( )
l
Метацентрическая
формула
0
Область применимости
30
31. 4. Наклонения судна под действием малого внешнего момента
3132. Ветер, перемещение груза, волны и т.п – внешнее воздействие на судно
• Внешний момент, наклоняющий судно,разделяют на:
– mкр - кренящий момент, наклоняющий
судно в поперечной плоскости
– Мдиф - дифферентующий момент - в
продольной плоскости
32
33. Знаки кренящего и дифферентующего моментов
• Кренящий момент mкр > o, если ондействует в сторону ПБ
• Дифферентующий момент Мдиф > o,
если он действует в сторону носовой
оконечности
33
34. Равновесное положение судна
• При поперечном наклонении кренящемумоменту mкр препятствует
восстанавливающий момент m
• При m = mкр судно окажется в
положении равновесия
34
35. Определение углов крена и дифферента
Ph = mкр, отсюда:PH = Mдиф, отсюда:
35
36. Полученные формулы используют в эксплуатационных расчетах
• Формулы можно применять только приположительной начальной остойчивости
судна (h>0)
• Пределы применения этих формул те
же, что и для метацентрических формул
( < (10-12) и < 1,5 )
36
37. Задание на самостоятельную работу
• Теория судна, ГМА 2009:п.п. 2.3, 2.4, 2.5
37