A hajó negatív stabilitása. A hajó oldalsó stabilitása. Szabad felületi hatás

Stabilitás a hajó azon képessége, hogy ellenálljon az egyensúlyi helyzetéből eltérítő erőknek, és ezen erők hatásának megszűnése után visszatérjen eredeti egyensúlyi helyzetébe.

A 4. „Úszóképesség” fejezetben kapott egyensúlyi feltételek a hajónak nem elegendőek ahhoz, hogy a vízfelszínhez képest egy adott helyzetben állandóan lebeghessen. Az is szükséges, hogy az edény egyensúlya stabil legyen. Azt a tulajdonságot, amelyet a mechanikában egyensúlyi stabilitásnak neveznek, a hajó elméletében általában stabilitásnak nevezik. Így a felhajtóerő biztosítja a feltételeket a hajó egyensúlyi helyzetéhez adott leszállás mellett, a stabilitás pedig ennek a pozíciónak a megőrzését.

Az edény stabilitása a dőlésszög növekedésével változik, és egy bizonyos értéknél teljesen elveszik. Ezért célszerűnek tűnik az edény stabilitásának vizsgálata az egyensúlyi helyzettől való kis (elméletileg végtelenül kicsi) eltéréseknél Θ = 0, Ψ = 0 mellett, majd meghatározni stabilitásának jellemzőit, azok megengedett határait nagy dőlésszögeknél.

Különbséget szokás tenni a hajó stabilitása kis dőlésszögeknél (kezdeti stabilitás) és stabilitás nagy dőlésszögeknél.

A kis dőlésszögek figyelembevételekor számos olyan feltételezés lehetséges, amelyek lehetővé teszik az edény kezdeti stabilitásának tanulmányozását a lineáris elmélet keretein belül, és jellemzőinek egyszerű matematikai függőségeit. Az edény stabilitását nagy dőlésszögeknél egy finomított nemlineáris elmélet segítségével vizsgálják. Természetesen az edény stabilitási tulajdonsága egységes, és az elfogadott felosztás tisztán módszertani jellegű.

Az edény stabilitásának tanulmányozásakor figyelembe veszik két egymásra merőleges síkban – keresztirányú és hosszirányú – lejtését. Amikor a hajó a dőlésszögek által meghatározott keresztirányú síkban megdől, azt tanulmányozzák oldalirányú stabilitás; ha a hosszsíkban a dőlésszögeket a vágási szögek határozzák meg, tanulmányozza azt hosszirányú stabilitás.

Ha a hajó jelentős szöggyorsulások nélkül dől meg (folyékony rakomány szivattyúzása, lassú vízáramlás a rekeszbe), akkor a stabilitást ún. statikus.

Egyes esetekben a hajót billentő erők hirtelen hatnak, jelentős szöggyorsulást okozva (szélfújás, hullámgördülés stb.). Ilyen esetekben fontolja meg dinamikus stabilitás.

A stabilitás nagyon fontos tengeri alkalmassági tulajdonsága egy hajónak; a felhajtóerővel együtt biztosítja a hajó adott, a víz felszínéhez viszonyított helyzetben történő lebegését, ami a mozgás és a manőverezés biztosításához szükséges. A hajó stabilitásának csökkenése vészhelyzeti gurulást és trimmést, a stabilitás teljes elvesztése pedig felborulását okozhatja.

A hajó stabilitásának veszélyes csökkenésének megelőzése érdekében a személyzet minden tagja köteles:

mindig tisztában kell lennie a hajó stabilitásával;

ismerje a stabilitást csökkentő okokat;

minden eszközt és intézkedést ismerni és alkalmazni tud a stabilitás fenntartása és helyreállítása érdekében.

A következő típusú stabilitási fogalmak léteznek: statikus és dinamikus, a hajó kis dőlésszögénél és nagy dőlésszögeknél.

A statikus stabilitás az edény stabilitása az edény fokozatos, egyenletes dőlése közben, amikor a tehetetlenségi és vízálló erők figyelmen kívül hagyhatók.

A kezdeti stabilitás törvényei csak egy bizonyos dőlésszögig tartják meg érvényüket. Ennek a szögnek a nagysága a hajó típusától és terhelési állapotától függ. Alacsony kezdeti stabilitású hajóknál (személyhajók és faszállító hajók) a maximális dőlésszög 10-12 fok, tartályhajóknál és szárazteherhajóknál 25-30 fok. A CG (súlypont) és a CV (nagyságpont) elhelyezkedése a fő tényezők, amelyek befolyásolják a hajó gördülése közbeni stabilitást.

A stabilitás alapelemei: elmozdulás ∆, kiegyenlítő nyomaték kar (statikus stabilitási kar) - lct, kezdeti metacentrikus sugár - r,

keresztirányú metacentrikus magasság - h, dőlésszög - Ơ, visszaállító nyomaték - Mv

Billenőnyomaték - Mkr, stabilitási együttható - K, a tömegközéppont emelkedése Zg,

az érték középpontjának emelkedése -Zc, Weather Criterion-K, DSO (statikus stabilitási diagram), DSO (dinamikus stabilitási diagram).

DSO – ad teljes leírás a hajó stabilitása : keresztirányú metacentrikus magasság, statikus stabilitás válla, DSO határszöge, DSO naplemente szöge.

A DSO a következő feladatok megoldását teszi lehetővé:

a teher elmozdulásából és a borulási nyomatékból származó billenőnyomaték nagysága;
a hajótest és a külső szerelvények javításához szükséges oldalfelület kialakítása;
meghatározzuk a statikusan alkalmazott billenőnyomaték maximális értékét, amelyet a hajó felborulás nélkül ki tud viselni, és azt, hogy mennyit fog kapni;
a hajó dőlési szögének meghatározása egy azonnal alkalmazott billenőnyomatékból, kezdeti dőlés hiányában;
a dőlésszög meghatározása hirtelen fellépő billenőnyomatékból egy kezdeti dőlés jelenlétében a billenőnyomaték irányában;
a dőlésszög meghatározása hirtelen fellépő billenőnyomatékból egy kezdeti dőlés jelenlétében a billenőnyomaték hatásával ellentétes irányban.
A sarokszög meghatározása a rakomány fedélzeten történő mozgatásakor;
Statikus billenőnyomaték és statikus billenési szög meghatározása;
A dinamikus borulási nyomaték és a dinamikus borulási szög meghatározása;
A hajó kiegyenesítéséhez szükséges dőlési nyomaték meghatározása;
A rakomány súlyának meghatározása, amely mozgatásakor a hajó elveszíti stabilitását;
Mit kell tenni a hajó stabilitásának javítása érdekében.

A stabilitás szabványosítása az oroszországi és ukrajnai hajózási nyilvántartásban előírtak szerint:

A maximális statikus stabilitási kar DSO több mint vagy = 0,25 m, ha a hajó maximális hossza kisebb vagy = 80 m vagy több, vagy = 0,20 m, ha a hajó hossza meghaladja a vagy = 105 m-t;
a diagram maximális szöge nagyobb vagy = 30 fok;
naplemente szöge DSO több mint vagy = 60 fok. és 55 fok, figyelembe véve a jegesedést

4. időjárási kritérium - K több mint vagy = 1, és az Atlanti-óceán északi részén hajózva - 1,5

5. korrigált keresztirányú metacentrikus magasság minden rakodási lehetőséghez

mindig pozitívnak kell lennie, és halászhajók esetében legalább 0,05 m.

A hajó gördülési jellemzői a metacentrikus magasságtól függenek. Minél nagyobb a metacentrikus magasság, annál hirtelenebb és intenzívebb a dőlésszög, ami negatívan befolyásolja a rakomány rögzítését és épségét, és általában az egész hajó biztonságát.

Különböző edények optimális metacentrikus magasságának hozzávetőleges értéke méterben:

rakomány-utas nagy űrtartalom 0,0-1,2 m, közepes űrtartalom 0,6-0,8 m.
szárazrakomány nagy űrtartalom 0,3-1,5 m., közepes űrtartalom 0,3-1,0 m.
nagy tartályhajók 1,5-2,5 m.

Közepes űrtartalmú szárazteherhajók számára terepi megfigyelések alapján négy stabilitási zónát határoztak meg:

A - vágási zóna vagy elégtelen stabilitás - h|B = 0,0-0,02 - amikor az ilyen hajók teljes sebességgel fordulnak, akár 15-18 fokos gurulás lép fel.

B - optimális stabilitási zóna h|B=).02-0,05 – viharos tengeren a hajók egyenletes gördülést tapasztalnak, a legénység életkörülményei jók, a keresztirányú tehetetlenségi erők nem haladják meg a fedélzeti rakomány gravitációs erejének 10%-át.

B - kellemetlen zóna vagy fokozott stabilitás h|B=0,05-0,10 - a legénység éles gördülési, munka- és pihenési feltételei rosszak, a keresztirányú tehetetlenségi erők elérik a fedélzeti rakomány gravitációjának 15-20%-át.

A túlzott stabilitás G-zónája vagy roncsolás h|B több mint 0,10 - a gördülésre ható keresztirányú tehetetlenségi erők elérhetik a fedélzeti rakomány gravitációs erejének 50%-át, miközben a rakomány rögzítése eltörik, a fedélzeti kötélzet részei (szemek, bélések), a hajó védőbástyája megsemmisülnek, ami a rakomány elvesztéséhez és a hajó halálához vezet.

A hajóstabilitási információ általában teljes, jegesedés nélküli stabilitási számítást ad:

A hajó üzleteinek 100%-a rakomány nélkül
50%-a hajó készlete és 50%-a rakomány, amely lehet fedélzeti rakomány
50% készlet és 100% rakomány
A hajó üzleteinek 25%-a, nincs rakomány, rakomány a fedélzeten
A hajó készleteinek 10%-a, a rakomány 95%-a.

Jegesedést is figyelembe véve ugyanaz + tankokban ballaszttal.

A jegesedéses és jegesedés nélküli tipikus rakomány esetén a stabilitás kiszámítása mellett a Stabilitási információ lehetővé teszi a hajó stabilitásának teljes kiszámítását nem tipikus terhelési esetekre. Ebben az esetben szükséges:

Pontos képe legyen a rakomány helyéről a rakterekben tonnában;
A hajótároló tartályok adatai tonnában: nehéz üzemanyag, gázolaj, olaj, víz;
Készítsen súlytáblázatot egy adott érterheléshez, számítsa ki az edény CG-nyomatékait

a függőleges és vízszintes tengelyhez képest, és függőlegesen és vízszintesen is alkalmazható

Számítsa ki a súlyok összegét (az ér teljes elmozdulása), a hajó CG hosszirányú nyomatékának értékét (figyelembe véve a + és - jeleket), valamint a függőleges statikus nyomatékot
Határozza meg a hajó súlypontjának alkalmazását és abszcisszáját a megfelelő nyomatékok osztva a hajó jelenlegi teljes vízkiszorításával tonnában
A készletek %-ban és a rakomány %-ban kifejezett mennyisége alapján a referenciatáblázatok (határgörbe) segítségével hozzávetőlegesen megbecsülheti, hogy a hajó stabil-e vagy sem, és szükség van-e további tengervíz ballaszt felvételére a hajó duplafenekű tartályaiba. .
Határozza meg a hajó leszállását a trimmgörbék segítségével (lásd a Stabilitási információk táblázatait)
Határozza meg a kezdeti keresztirányú metacentrikus magasságot a nagyságközéppont applikációja és a súlypont alkalmazása közötti különbségként, válassza ki a táblázatokból (Stabilitási információk függelék - a továbbiakban "Információ") a szabad felület korrekcióját a keresztirányú metacentrikushoz. érték - határozza meg a korrigált keresztirányú metacentrikus értéket.
A hajó adott útra vonatkozó vízkiszorításának számított értékeivel és a korrigált metacentrikus magassággal írja be a statikus stabilitási görbék karjainak diagramját (az "Információ"-ban mellékelve), majd 10 fok után állítsa össze a karok DSO-ját. statikus stabilitás a sarokszögből egy adott elmozdulásnál (Reed diagram)
A DSO diagramból távolítsa el az összes alapvető adatot az ukrán és oroszországi hajózási nyilvántartás követelményeinek megfelelően.
Határozza meg a feltételes számított amplitúdó gördülési amplitúdóját egy adott terhelési esetre a referenciaadatokban szereplő ajánlások alapján. Az összes működési tényezőt egyidejűleg figyelembe véve ez az amplitúdó elérheti a 15-50 fokos értékeket.
Folytassa a DSO-t a negatív abszcissza értékek irányába, és mozgassa a számított pitching amplitúdó értékét a nulla koordinátáktól balra, majd állítsa vissza a merőlegest a negatív abszcisszaértéken lévő ponttól. Szem segítségével húzzon egy vízszintes vonalat az x tengellyel párhuzamosan így. Úgy, hogy az x-tengelytől balra és a DSO-tól jobbra eső terület egyenlő legyen. (lásd a példát) - meghatározzuk a borítási nyomaték karját.
Távolítsa el a billenőnyomaték kart a DSO-ról, és számítsa ki a borítási nyomatékot az elmozdulás és a borítónyomaték kar szorzataként.
Méret szerint átlagos huzat(korábban számított) további táblázatokból válassza ki a dőlési nyomaték értékét (Információ)
Számítsa ki a -K időjárási kritériumot, ha megfelel az ukrán hajózási nyilvántartás követelményeinek, beleértve az összes többi 4 kritériumot, akkor a stabilitás számítása itt véget ér, de az IMO Stabilitási Szabályzat követelményei szerint minden típusú hajóra 1999-től további két stabilitási kritérium szükséges, amelyeket csak a DST-ből (dinamikus stabilitási diagram) lehet meghatározni.
Könnyebb DDO - dinamikus stabilitási diagramok elkészítése a DSO diagram alapján, a táblázat diagramja alapján. 8. (61. o. – L.R. Aksyutin „A hajó rakományterve” – Odessza-1999 vagy 22-24. o. „Stabilitás-ellenőrzés” tengeri hajók"-Odessza-2003) - a dinamikus stabilitás vállak kiszámításához. Ha a Stabilitási Tájékoztatásban szereplő határoló nyomatékok diagramja szerint az edény számításaink szerint stabil, akkor nem szükséges a DDO számítása.

Az IMO 1999. évi stabilitási szabályzata (1999. júniusi A.749 (18) IMO-határozat) követelményei szerint

· minimális keresztirányú metacentrikus magasság GM o -0,15 m személyszállító hajók, és horgászat esetén - 0,35 vagy annál nagyobb;

· legalább 0,20 m statikus stabilitási váll;

· maximális DSO a maximális statikus stabilitási karnál - 25 fok vagy annál nagyobb;

· dinamikus stabilitású váll 30 foknál nagyobb vagy plusz dőlési szögnél – legalább -0,055 m-rad.; (méter)

dinamikus stabilitási váll 40 fokban (vagy elárasztási szögben) legalább 0,09 m-rad.

· A dinamikus stabilitási karok különbsége 30 és 40 fokban – legalább 0,03 m-rad (méter)

· időjárási kritérium több, mint vagy = egység (1) - a vagy = 24 m-nél nagyobb hajók esetében.

· az állandó szél hatására személyszállító hajóknál a további dőlésszög legfeljebb 10 fok, minden más hajó esetében legfeljebb 16 fok vagy annak a szögnek a 80%-a, amelynél a fedélzet széle a vízbe kerül, attól függően melyik szögben a minimum.

1999. június 15-én az IMO Tengerészeti Biztonsági Bizottsága kibocsátotta a Circular 920-Model loading and Stability Manual (Circular 920-Model loading and Stability Manual) kézikönyvet, amely azt ajánlja, hogy minden flottával rendelkező állam biztosítson minden hajó számára egy speciális kézikönyvet a hajók terhelésének és stabilitásának kiszámításához, amely megadja a terhelés típusait. Az optimális terhelés és a hajó stabilitásának számításai, adja meg az ebben az esetben megadott összes szimbólumot és rövidítést., hogyan kell ellenőrizni a hajó stabilitását, leszállását és hosszirányú szilárdságát. Ez a kézikönyv tartalmazza a fenti számításokhoz szükséges összes rövidítést és mértékegységet, valamint táblázatokat tartalmaz a stabilitás és a hajlítónyomaték kiszámításához.

Tengeren az edény keresztirányú metacentrikus magasságát egy hozzávetőleges képlet segítségével ellenőrizzük, figyelembe véve az edény szélességét - B (m), a gördülési periódust - To (s) és a C - együtthatót 0,6 és 0,88 között, az edény típusától függően terhelése pedig - h = (CB/ To) 2 85-90%-os .(h-m) pontossággal.

A „Különleges terhelésű és veszélyes áruk szállítása” témakörben végzett RGZ végrehajtásához használhatja a SevNTU által kiadott „A hajó rakománytervének kiszámítása” című szerzői kézikönyvet.

Szerezzen be a tanártól egy konkrét feladatot a rakományterv kiszámításához. Eredeti

A hajó stabilitásával kapcsolatos információk a tanártól szerezhetők be. Számítások elvégzésére

erre az edényre vonatkozóan a tanulónak másolatot kell készítenie a számítási táblázatokról és grafikonokról az „Információ”-ból. Az RGZ védelme érdekében a saját, meghatározott hajóra és szállított rakományra vonatkozó tengeri termelési gyakorlat során egyéb „A hajó stabilitására vonatkozó információk” használata megengedett.

küldje el hosszirányú stabilitás lényegesen magasabb, mint a keresztirányú, ezért a biztonságos hajózás szempontjából a legfontosabb a megfelelő oldalstabilitás biztosítása.

A dőlés nagyságától függően megkülönböztetik a stabilitást kis dőlésszögeknél ( kezdeti stabilitás) és a stabilitás nagy dőlésszögeknél.

A karaktertől függően aktív erők különbséget tenni statikus és dinamikus stabilitás között.

Statikus stabilitás- statikus erők hatására veszik figyelembe, vagyis az alkalmazott erő nagysága nem változik. Dinamikus stabilitás- változó (azaz dinamikus) erők, például szél, tengeri hullámok, rakomány mozgása stb.

Kezdeti oldalsó stabilitás

Kezdeti oldalsó stabilitás. A hajóra ható erők rendszere

A hengerlés során a stabilitás kezdeti szögben 10-15°-ig terjed. Ezen határokon belül a kiegyenlítő erő arányos a dőlésszöggel, és egyszerű lineáris összefüggésekkel határozható meg.

Ebben az esetben azt feltételezzük, hogy az egyensúlyi helyzettől való eltérést olyan külső erők okozzák, amelyek nem változtatják meg sem az edény súlyát, sem a súlypontjának (CG) helyzetét. Ekkor az elmerült térfogat nem mérete, hanem alakja változik. Az egyenlő térfogatú hajlásszögek egyenlő térfogatú vízvonalaknak felelnek meg, levágva a hajótest azonos nagyságú merülő térfogatait. A vízvonal síkjainak metszésvonalát dőléstengelynek nevezzük, amely egyenlő térfogatú hajlásokkal halad át a vízvonal területének súlypontján. Keresztirányú hajlásokkal a középsíkban fekszik.

Szabad felületek

A fent tárgyalt esetek mindegyike azt feltételezi, hogy az edény súlypontja álló helyzetben van, vagyis nincsenek megdöntve elmozduló terhek. De ha ilyen terhelések léteznek, a stabilitásra gyakorolt hatásuk sokkal nagyobb, mint másoké.

Tipikus eset a folyékony rakomány (üzemanyag, olaj, ballaszt és kazánvíz) részben feltöltött, azaz szabad felületű tartályokban. Az ilyen terhek megdöntve túlcsordulhatnak. Ha a folyékony rakomány teljesen feltölti a tartályt, az egyenértékű egy szilárd, rögzített rakományral.

A szabad felület hatása a stabilitásra

Ha a folyadék nem tölti meg teljesen a tartályt, pl. szabad felülettel rendelkezik, amely mindig vízszintes helyzetet foglal el, majd amikor a hajó ferdén dől θ a folyadék a dőlés felé áramlik. A szabad felület ugyanolyan szöget vesz be a KVL-hez képest.

A folyékony rakomány szintje egyenlő térfogatú tartályokat vág le, pl. hasonló térfogatú vízvonalakhoz hasonlítanak. Ezért az a pillanat, amelyet a folyékony rakomány túlcsordulása okoz egy tekercs közben δm θ, az alakstabilitás pillanatához hasonlóan ábrázolható m f, csak δm θ szemben m f jellel:

δm θ = - γ f i x θ,

Ahol én x- a folyadékterhelés szabad felületének tehetetlenségi nyomatéka a terület súlypontján átmenő hossztengelyhez képest, γ f- folyékony rakomány fajsúlya

Ezután a helyreállítási pillanat szabad felületű folyékony terhelés jelenlétében:

m θ1 = m θ + δm θ = Phθ − γ f i x θ = P(h − γ f i x /γV) θ = Ph 1 θ,

Ahol h- transzverzális metacentrikus magasság transzfúzió hiányában, h 1 = h − γ f i x /γV- tényleges keresztirányú metacentrikus magasság.

Az irizáló súly hatása a keresztirányú metacentrikus magasság korrekcióját adja δ h = - γ f i x /γV

A víz és a folyékony rakomány sűrűsége viszonylag stabil, vagyis a korrekciót elsősorban a szabad felület alakja, pontosabban a tehetetlenségi nyomatéka befolyásolja. Ez azt jelenti, hogy az oldalsó stabilitást elsősorban a szabad felület szélessége és hosszanti hossza befolyásolja.

A negatív korrekciós érték fizikai jelentése az, hogy a szabad felületek jelenléte mindig csökkenti stabilitás. Ezért szervezeti és konstruktív intézkedéseket hoznak ezek csökkentésére:

Amikor billenőnyomatékot alkalmaznak a hajóra m kr, állandó nagyságú, pozitív gyorsulást kap, amellyel gurulni kezd. Döntéskor a helyreállítási momentum növekszik, de eleinte egészen a szögig θ st, amelyen m cr = m θ, kevésbé lesz sarló. A statikus egyensúlyi szög elérésekor θ st, a forgó mozgás kinetikus energiája maximális lesz. Ezért a hajó nem marad egyensúlyi helyzetben, hanem a mozgási energia hatására tovább gurul, de lassan, mivel a kiegyenlítő nyomaték nagyobb, mint a billenőnyomaték. A korábban felhalmozott mozgási energiát a visszaállító nyomaték többletmunkája kioltja. Amint ennek a munkának a nagysága elegendő a kinetikus energia teljes kioltásához, a szögsebesség nullává válik, és a hajó leáll.

Azt a legnagyobb dőlésszöget, amelyet egy hajó egy dinamikus pillanatból megkap, dinamikus dőlésszögnek nevezzük θ din. Ezzel szemben az a dőlésszög, amellyel a hajó lebegni fog ugyanazon nyomaték hatására (a feltételtől függően m cr = m θ), az úgynevezett statikus dőlési szög θ st.

Ha a statikus stabilitási diagramra hivatkozunk, akkor a munkát a kiegyenlítő nyomaték görbe alatti területtel fejezzük ki m in. Ennek megfelelően a dinamikus dőlésszög θ din területek egyenlőségéből határozható meg OABÉs BCD, amely megfelel a visszaállító nyomaték többletmunkájának. Analitikailag ugyanaz a munka számítható ki:

a 0 és a tartományban θ din.

Elérte a dinamikus dőlésszöget θ din, a hajó nem kerül egyensúlyba, hanem egy túlzott kiegyenlítő nyomaték hatására gyorsulni kezd, hogy kiegyenesedjen. Vízállóság hiányában a hajó dőléskor csillapítatlan oszcillációkba lépne az egyensúlyi helyzet körül. θ st Marine Dictionary - Hűtött hajó Ivory Tirupati kezdeti stabilitása negatív A stabilitás az úszó jármű azon képessége, hogy ellenálljon olyan külső erőknek, amelyek hatására elgurul vagy dől, és a zavar vége után egyensúlyi állapotba tér vissza... .. Wikipédia

Olyan hajó, amelynek törzse a víz fölé emelkedik, amikor a vízbe merült szárnyak által keltett emelőerő hatására mozog. Az edény szabadalmát 1891-ben adták ki Oroszországban, de ezeket az edényeket a 20. század 2. felében kezdték használni... ... Nagy Szovjet Enciklopédia

Szárazföldön és vízen egyaránt mozgó terepjáró. A kétéltű járművek megnövelt térfogatú tömített karosszériát tartalmaznak, amelyet néha felszerelt úszókkal egészítenek ki a jobb felhajtóerő érdekében. Mozgás a vízen...... Technológia enciklopédiája

- (maláj) típusú vitorlás, az oldalsó stabilitást a kürthöz egy kitámasztó úszó biztosítja, rögzítve. a főbe test keresztirányú gerendákkal. A hajó hasonló egy vitorlás katamaránhoz. Az ókorban P. kommunikációs eszközként szolgált a Csendes-óceánról... ... Nagy enciklopédikus politechnikai szótár

kétéltű Enciklopédia "Repülés"

kétéltű- (a kettős életmódot folytató görög amphíbios szóból) szárazföldi futóművel felszerelt hidroplán, amely mind a víz felszínén, mind a szárazföldi repülőtereken támaszkodhat. A leggyakoribbak az A. csónakok. Felszállás a vízből...... Enciklopédia "Repülés"

A hajó azon képességét, hogy ellenálljon a kereszt- és hosszirányban billentésre hajlamos külső erők hatásának, és hatásuk megszűnése után függőleges helyzetbe álljon vissza, ún. stabilitás. Minden hajó számára a legfontosabb az oldalirányú stabilitás, mivel a gördülést ellensúlyozó erők kifejtési pontja a hajótest szélességében található, ami 2,5-5-ször kisebb, mint a hossza.

Kezdeti stabilitás (kis dőlési szögeknél). Ha egy hajó dőlés nélkül lebeg, akkor a gravitáció Dés felhajtóerő γ V, amelyek a CG-re és CV-re vonatkoznak, ugyanazon a függőleges mentén működnek. Ha a θ szögű gurulás során a legénység vagy a súlyterhelés egyéb alkatrészei nem mozdulnak el, akkor minden dőlés esetén a CG megtartja eredeti helyzetét a DP-ben (pont Gábrán. 7), a hajóval együtt forog. Ugyanakkor a hajótest víz alatti részének megváltozott alakja miatt a CV elmozdul a pontról C 0 a sarka felé a pozícióba C 1. Ennek köszönhetően pár erőből álló pillanat keletkezik Dés γ V vállával l, egyenlő a CG és az ér új súlypontja közötti vízszintes távolsággal. Ez a pillanat hajlamos visszaállítani a hajót függőleges helyzetbe, ezért hívják helyreállító.

Rizs. 7. Az oldalsó stabilitási karok meghatározására szolgáló séma θ szögben döntve.

Dobás közben a CV egy ívelt pályán mozog C 0 C 1, amelynek görbületi sugarát ún keresztirányú metacentrikus sugár, és a megfelelő görbületi középpont M - keresztirányú metacentrum.

Nyilvánvalóan a helyreállító nyomaték kar a távolságtól függ GM- a metacentrum megemelése a súlypont fölé: minél kisebb, annál kevésbé derül ki gurulás és váll közben l. A hajó dőlésszögének kezdeti szakaszában (10-15°-ig) az érték GM vagy h a hajóépítők a hajó stabilitásának mértékeként tartják számon, és úgy hívják keresztirányú metacentrikus magasság. Minél több h, minél nagyobb billenőerő szükséges az ér megdöntéséhez egy adott dőlésszögben, annál stabilabb az ér.

Egy háromszögből GMN könnyen megállapítható, hogy a helyreállító váll

l = GN = h· sin θ m.

A visszaállítási momentum, figyelembe véve a γ egyenlőséget VÉs D, egyenlő

M in = D · h· sin θ kgm.

Ebből következően az edény stabilitása - kiegyenlítő nyomatékának nagysága - arányos az elmozdulással: egy nehezebb hajó még egyenlő metacentrikus magasságban is képes elviselni a könnyebbnél nagyobb billenőnyomatékot.

A kiegyenlítő kart két távolság különbségeként ábrázolhatjuk (lásd 7. ábra): l f - alakstabilitási kar és l c - súlystabilitási karok. Ezeknek a mennyiségeknek a fizikai jelentését nem nehéz megállapítani, mivel az elsőt a mennyiség középpontjának a tekercs felé való elmozdulása, a másodikat pedig a hengerlés közbeni súlyerő hatásvonalának eltérése határozza meg. D a kezdő pozícióból pontosan az önéletrajz felett. Figyelembe véve az erők működését Dés γ V viszonylag C 0, láthatod, hogy az erő D hajlamos még jobban megdönteni a hajót, és a γ· erő V, ellenkezőleg, egyenesítse ki.

Egy háromszögből C 0 GK azt lehet találni

l in = GK = C 0 G sin θ m,

Ahol C 0 G = a- a CG megemelése a CV fölé a hajó függőleges helyzetében.

Innentől egyértelmű, hogy a súlyerő negatív hatásának csökkentése érdekében a hajó súlypontját a lehető legnagyobb mértékben csökkenteni kell. Ideális esetben - néha ballasztgerinccsel rendelkező versenyjachtokon, amelyek tömege eléri a hajó vízkiszorításának 45-60% -át, a CG a CV alatt található. Az ilyen jachtokon a súlystabilitás pozitív lesz, és segít a hajó kiegyenesedésében.

A CG csökkenéséhez hasonló hatást vált ki a dőlés – a legénység a fedélzeten a dőléssel ellentétes mozgatása. Ezt a módszert széles körben alkalmazzák könnyű vitorlás gumicsónakokon, ahol a legénység egy speciális eszközön - egy trapézon - a fedélzeten lógva képes annyira elmozdítani a hajó általános súlypontját, hogy az erő hatásvonala D szignifikánsan a CV alatt metszi a DP-t, és a súlystabilitási kar pozitívnak bizonyul (lásd 197. ábra).

Mivel a kishajókon a legénység tömege teszi ki az elmozdulás túlnyomó részét, az emberek mozgása a csónakban jelentősen befolyásolja mind a súlypont helyzetének változását, mind a billenőnyomaték nagyságát. Elég például egy motorcsónak mind a négy utasa felállni úgy, hogy a tömegközéppont 250-300 mm-rel magasabbra kerüljön, és egy fedélzeten ülő személy 10°-nál nagyobb dőlést okozzon. Még jelentősebb szerepet játszik a legénység tömege a könnyű evezős csónakokon és kajakon, ahol a hajótest szélessége kicsi, és tömege lényegesen kisebb, mint egy személy tömege. Ezért a tervezők és a hajó üzemeltetéséért felelős személyek arra törekednek, hogy a legénység súlypontja a lehető legalacsonyabb legyen.

Mindenekelőtt kerülni kell a magas üléseket - az evezősdobozok magassága a 150 mm-es padlólaptól elégséges, a motorcsónakok üléseinek magassága pedig 250 mm. Egy-, kétüléses evezős és összecsukható csónakokon, például kajakon az evezősök nagyon alacsony ülésre (legfeljebb 70 mm-re) vagy közvetlenül a hajó aljára ülhetnek. Könnyű hajókon a padlódeszkát gyakran cserélik le, belülről az aljára ragasztott facsíkokra.

Sorozathajók korszerűsítésekor vagy házi készítésű hajók építésekor tanácsos nagy (40-150 l) üzemanyag-tartalékot a padló alá koncentrálni egy tartály formájában, amelynek keresztmetszete megfelel a fenék holtpontjának. Ha a hajó kabinnal van felszerelve, akkor lehetőség szerint könnyíteni kell a felépítmény kialakítását és csökkenteni kell a magasságát, csökkenteni kell a pilótafülke platform és a kormányos állás szintjét. A hajó belső motorját is a lehető legalacsonyabbra kell szerelni.

Emlékeztetni kell a hajó stabilitására, amikor a felszerelést hosszú útra csomagoljuk; a legnehezebb dolgokat a lehető legalacsonyabbra és kompaktra kell helyezni. Azokban az esetekben, amikor a hajózáshoz szükséges különösen nagy stabilitás biztosítása vagy a terjedelmes felépítmények hatásának kompenzálása szükséges, a hajót meg kell rakodni. ballaszt. Optimális helye a hajótesten kívül van hamis gerinc formájában - ólom vagy öntöttvas öntvény, amely a gerinchez van rögzítve, és csavarokkal megerősített padló. Minél mélyebbre van rögzítve az álgerinc a vízvonal alatt, annál jobban süllyed a hajó teljes súlypontja.

A hajótérben elhelyezett fémöntvényekből készült belső ballaszt kevésbé hatékony. Biztonságosan rögzíteni kell, hogy ne mozduljon el a dőlt oldal felé, mert ebben az esetben a ballaszt hozzájárul a hajó felborulásához. Ezenkívül ügyelni kell arra, hogy a sertések ne szúrják át a fenék vékony bélését, amikor viharos tengeren hajóznak.

Egy új hajó projektjének kidolgozásakor a tervezőnek lehetősége van megváltoztatni a stabilitás értékét, megadva a hajótest egyik vagy másik alakját. Például a hajó szélessége a vízvonal mentén és α telítettségi együtthatója nagy jelentőséggel bír. Körülbelül a metacentrikus sugár r képlettel határozható meg

Ezért a legjelentősebben az összeg rés keresztirányú metacentrikus magasság h = r − A befolyásolja a hajótest szélességét a vízvonalnál B, amelyet olyan nagyra kell választani, amennyit a manőverezési okokból elviselni lehet.

A következő átlagos arányok adhatók hozzávetőlegesen a csónak szélességének megválasztásához: L/B: turista kajakok és kenuk - 5,5÷8,5; evezős és motorcsónakok 2,5 m-ig - 1,8÷2; evezős három- és négyüléses csónakok (fofanák, lapos fenekű csónakok stb.) - körülbelül 3,5, kis motorcsónakok legfeljebb 3 m hosszúságig - 2,4; nagy, 4-5,5 m hosszú gyalumotoros csónakok - 3÷3,4; nyitott típusú gyaluhajók - 3,2÷3,5; 6-8 m hosszú vízkiszorítású csónakok - 3,5÷4,5.

Az α együtthatónak is nagy jelentősége van, különösen a kis sebességű evezős hajók és vízkiszorításos csónakok esetében, amelyek vízvonalait gyakran túl szűkre szabják a vízállóság csökkentése érdekében. Kis vontatóhajókon a vízvonal kontúrjait célszerű maximális teljességgel kivitelezni - α = 0,75÷0,85. Turisztikai kajakon kívánatos, hogy az α együttható 0,70-nél nagyobb legyen; nagy evezős csónakokon és vízkiszorításos csónakokon α = 0,65÷0,72.

Nyilvánvaló, hogy a vízvonal legkedvezőbb formája a stabilitás szempontjából a téglalap, ezért ha különösen nagy stabilitásra van szükség, akkor a „tengeri szán” típusú, katamarán vagy trimarán kontúrú hajótestek, amelyekben az oldalak szinte párhuzamosak a víz mentén. teljes hosszában, ajánlatos. Minél nagyobb arányban összpontosul a hajótest víz alatti részének térfogata az oldalak közelében, annál inkább eltolódik egy gurulás során a nagyságközép oldala felé, és annál nagyobb a kiegyenlítő nyomaték kar. A szélső pólusok kettős héjú hajók - katamaránok és egy körhöz közeli középső körvonalú csónak (8. ábra), amelyben a stabilitási kar dőléskor nagyon kis mértékben változik. Minél egyértelműbben van a hajótest keresztmetszetein a horony, annál stabilabb a hajó. Kisméretű csónakok esetében az optimális hajótest az arccsontokhoz közeli domborúsággal és a téglalaphoz közeli körvonallal.

Rizs. 8. Kisméretű hajók keresztmetszete, a kezdeti stabilitás csökkenésének sorrendjében (felülről lefelé).

Stabilitás nagy dőlésszögeknél. Amint fentebb látható, a kiegyenlítő kar a dőlésszög szinuszával arányosan változik a gurulás növekedésével. Ezenkívül a keresztirányú metacentrikus magasság nem marad állandó h, melynek értéke a metacentrikus sugár változásától függ r. Nyilvánvalóan egy hajó stabilitásának teljes jellemzője lehet a kiegyenlítő kar vagy nyomaték változásainak grafikonja a dőlésszögtől függően, amit ún. statikus stabilitási diagram(9. ábra). A diagram jellemző pontjai a hajó maximális stabilitásának pillanata és a maximális dőlésszög, amelynél a hajó felborul (θ z - a statikus stabilitási diagram süllyedési szöge). Egy ilyen tekercsnél a súlypont ismét a súlyponttal azonos függőlegesen helyezkedik el; ezért a stabilitási kar nullával egyenlő.

Rizs. 9. Statikus stabilitási diagram

1 - magas oldalú hajó kabinnal; 2 - nyitott típusú csónak; 3 - hajózásra alkalmas motoros jacht ballaszttal; 4 - billenőnyomatékú kar M cr.

A(dőlési szög θ = 16°) - a hajó stabil helyzete nyomaték hatására M cr; és (θ = 60°) - instabil helyzet; C(θ = 33°) - a csónak elárasztási szöge; D(θ = 38°) - maximális visszaállítási nyomaték; E(θ = 82°) - a stabilitási diagram süllyedési szöge 1 .

A veszélyes pillanat azonban még korábban is bekövetkezhet, ha a hajón nyitott pilótafülke, oldalablakok vagy fedélzeti nyílások vannak, amelyeken keresztül a víz kisebb dőlésszöggel behatolhat a hajóba. Ezt a szöget ún elárasztási szög.

A statikus stabilitási diagram alakja és jellemző pontjainak helyzete a hajótest körvonalaitól és a hajó súlypontjának helyzetétől függ. A maximális kiegyenlítő kar jellemzően a fedélzet szélének vízbe merülésének kezdetének megfelelő sarokszögnél következik be, amikor a dőlésszögű vízvonal szélessége a legnagyobb. Ezért minél magasabb a szabadoldal, annál nagyobb dőlésszöggel őrzi meg a hajó stabilitását. Abban a pillanatban, amikor a gerinc kiemelkedik a vízből, a dőlésszögű vízvonal szélessége csökkenni kezd; a metacentrikus sugár értéke ennek megfelelően csökken r. Ugyanakkor a súlystabilitási kar növekszik, és 50-60°-os dőlésnél a legtöbb kis hajón a kiegyenlítő kar l nullával egyenlővé válik.

A kivétel az vitorlás jachtok nehéz álgerinccsel, amelyben a maximális stabilitás 90°-os dőlésszögnél jelentkezik, vagyis amikor az árboc már a vízen fekszik. Ha a fedélzeten lévő összes lyuk le van zárva, akkor a stabilitás elvesztésének pillanata ( l= 0) körülbelül 130°-os dőlésszögnél fordul elő, amikor az árboc 40°-os szögben lefelé mutat a vízfelszínhez képest. Számos eset ismert, amikor a gerincükkel (180°-os dőlésszögű) felfelé borult jachtok ismét függőleges helyzetbe kerültek.

Ugyanez a felborult helyzetből történő önkiegyenlítés tulajdonsága érhető el hermetikusan zárt záróelemekkel felszerelt, nagy felépítményű hajókon. Amikor a gerinc felfelé van elhelyezve, egy ilyen hajó CG-je sokkal magasabban helyezkedik el, mint a CG - instabil egyensúlyi helyzetet érünk el, amelyből a csónakot kis hullám hatására vagy feltöltéssel ki lehet hozni. egy speciális tartály tengervízzel az egyik oldalán.

A katamaránok esetében a stabilitási kar akkor éri el maximális értékét, amikor az egyik hajótest teljesen kikerül a vízből – ez valamivel kevesebb, mint a hajótestek közötti távolság fele. Ez a helyzet a legtöbb katamaránban 8-15°-os dőlésszöggel érhető el. A gördülés további növekedésével a stabilitási kar gyorsan csökken, és 50-60°-os dőlésnél egy instabil egyensúlyi pillanat lép fel, amely után a katamarán stabilitása negatívvá válik.

A statikus stabilitási diagram segítségével a tervező és a kapitány értékelheti a hajó azon képességét, hogy ellenáll-e bizonyos billenő erőknek, amelyek például akkor lépnek fel, amikor a rakomány egy része az egyik oldalra mozdul, a szél hatása a vitorlákra stb. M kr (vagy a válla egyenlő M kr/ D) görbeként (vagy egyenesként) jelenik meg a diagramon a dőlésszögtől függően. Ennek a görbének a metszéspontja a kiegyenlítési nyomaték diagrammal megegyezik a hajó dőlésszögével. Ha a görbe M kr átmegy a statikus stabilitási diagram maximuma felett, a hajó felborul. Ha a görbe M cr metszi a visszaállító nyomatékgörbét, majd a diagram felmenő ágán (pont A) helyzete stabil lesz - ha egy kis további billenőnyomaték hatására az edény gurulása megnő, akkor ennek a további nyomatéknak a hatásának megszűnésével visszatér korábbi helyzetébe A. A diagram csökkenő ágán a pontban B a billenőnyomaték kismértékű növekedése a dőlés jelentős növekedését okozza, mivel a kiegyenlítő nyomaték kisebb lesz, mint a dőlési nyomaték; a csónak felborulhat. Amikor a billenőnyomaték csökken, a hajó a helyzetből B pozícióba fog mozogni A. Következésképpen a pontnak megfelelő hajó helyzete B, instabil.

Dinamikus stabilitás. A fentiekben figyelembe vettük a billenőnyomaték statikus hatását a hajóra, amikor az erők fokozatosan növekednek. A gyakorlatban azonban gyakran meg kell küzdeni dinamikus külső erők hatására, amelyben a billenőnyomaték rövid időn belül - azonnal - eléri végső értékét. Ez történik például akkor, amikor egy szélcsapás vagy egy hullám eléri a szél felőli állát, egy személy magas töltésről felugrik egy hajóra stb. Ilyen esetekben nem csak a billenőnyomaték nagysága fontos, hanem a kinetikus energia, amely az edénybe kerül, és amelyet a kiegyenlítő momentum munkája elnyel. Fontos szerepet játszik a szabadoldal magassága és a dőlésszög, amelynél a csónakot el lehet árasztani vízzel. Ezek a paraméterek, akárcsak a szélesség, határozzák meg a stabilitást külső erők dinamikus hatására: minél magasabb a szabadoldal és minél később kezd behatolni a víz a hajótestbe, annál nagyobb a billenőerők energiája nyelődik el a kiegyenlítő nyomaték munkája során. edény megdől.

Kisméretű hajók üzemeltetésekor, különösen vitorlázáskor, mentési műveletek végzése során, ajánlott legalább egy keskeny oldalzsaluzat (120-250 mm) biztosítása. Hirtelen gurulással a fedélzet vízbe kerül, amit a legénység gyors reakciója követ, akik tömegükkel megbillentik a csónakot, még mielőtt víz behatolna.

Az oldalsó szerelvények segítségével növelheti a hajó stabilitását - golyókat(lásd: 172. ábra), felfújható kamra vagy habsárvédő, amely a csónak oldalait a felső szélük közelében veszi körül, kellően nagy térfogatú úszók, oldalakra tartókra szerelve, vagy két csónak katamaránba kapcsolásával.

A stabilitás növelése szilárd ballaszt segítségével nem mindig indokolt, különösen motorhajókon, ahol a vízkiszorítás növekedése további energia- és üzemanyagköltséggel jár. Planáló csónakokon és gumicsónakokon a tengervíz ideiglenes ballasztként használható, speciális fenéktartályok gravitációs töltésére (10. ábra). Csónakon csak álló helyzetben és alacsony sebességnél van rá szükség, amikor a dinamikus támasztóerők jelentéktelenek. A víz a tartályból a keresztszárny hátsó részén keresztül távozik, amint az leválik a vízből. A gumicsónakon éppen ellenkezőleg, ballaszt szükséges a vitorla alatti stabilitás növeléséhez; Motor alatti hajózáskor vagy partra mászáskor a víz szivattyúval távolítható el a tartályból. Az ilyen ballaszttartályok térfogatát általában a hajó vízkiszorításának 20-25%-ának tekintik.

Rizs. 10. Ballaszttartály gyaluhajón.

1 - tartályüreg; 2 - szellőzőcső; 3 - víz bejutása a tartályba; 4 - második alsó.

Mellékesen meg kell említeni a hajó rakterében lévő víz (vagy a tartályokban lévő egyéb folyadékok) stabilitásra gyakorolt hatását. A hatás nem annyira abban áll, hogy folyadéktömegeket mozgatnak a sarka felé, hanem abban, hogy a túlfolyó folyadék szabad felülete - a hossztengelyhez viszonyított tehetetlenségi nyomatéka - van jelen. Ha például a raktérben lévő víz felszínének van egy hosszúsága l, és a szélesség b, akkor a metacentrikus magasság mértékével csökken

A víz különösen veszélyes a lapos fenekű gumicsónakok és motorcsónakok rakterében, ahol nagy a szabad felület. Ezért viharos körülmények között vitorlázáskor a vizet el kell távolítani a hajótestből.

Az üzemanyagtartályokban lévő folyadékok szabad felületét hosszanti sárvédők több keskeny részre osztják. A válaszfalakban lyukak vannak kialakítva a folyadék áramlására.

Sétahajók és turistahajók értékelése és stabilitásának ellenőrzése. Egy kis hajó veszélyes dőlését okozhatja a legénység oldalra mozdulása, valamint különféle külső erők hatása. A kedvtelési célú és turistahajók általában a tengerek sekély part menti területein és korlátozott mélységű tározókban közlekednek. Ezeken a területeken a hullám veszélyesen meredek és feltörő taréj van. A hullám felé néző helyzetben a csónak kilengése nemkívánatos rezonanciába kerülhet a hullám időtartamával, ha a stabilitás nem megfelelő, a hajó felborulhat.

A kishajóknak olyan terheléseket is el kell viselniük, amelyek veszélyesek az oldalsó stabilitásra, mint például a vontatókötél megrándulásai, amikor a hajót egy másik hajó vontatja; a külső motor propellerének dinamikus működése, amikor a kormánykerék élesen el van tolva; személy emelése a csónakba az oldal fölött; squal vitorlázás közben stb. Mindez szükségessé teszi a kishajók stabilitására vonatkozó igen szigorú követelményeket.

A csónak vagy csónak biztonságos navigációját a legkönnyebb körülmények között - belső zárt vízterületen - biztosító keresztirányú metacentrikus magasság minimális értéke 0,25 m, de ez a szám akkor is kritikussá válik, ha nagyon könnyű evezésről van szó csónakok. Hiszen mindig előfordulhat, hogy egy-két utas teljes magasságban feláll, és a hajó súlypontja 0,2-0,3 m-rel megnő nyílt víz, ajánlott legalább 0,5 m metacentrikus magasságot biztosítani; ha a hajót 3-as erõig terjedõ hullámokban való vitorlázásra tervezték, a metacentrikus magasságnak legalább 0,7 m-nek kell lennie.

A metacentrikus magasság pontos mérése a hajó hajlításának meglehetősen munkaigényes kísérletéhez kapcsolódik, amely 4-5 m hosszú hajók esetében nem mindig ad pontos eredményt, és nem tudja kellően jellemezni a stabilitást. A kis erek megfigyelésének és tesztelésének gyakorlatában vizuálisabb és egyszerűbb kísérletet végeznek, amelyet a GOST 19356-74¹ biztosít. A teszteléshez egy külső motort és egy üzemanyaggal töltött gáztartályt szerelnek fel a hajóra, az ülésekre rakják a ballasztot, súlya megegyezik a névleges teherbírással, úgy, hogy ennek 60%-a oldalt legyen. a súlypont szélességében 0,2 m távolságra van a fegyverfaltól és 0,3 m magasságban az ülés felett. A hasznos teherbírás fennmaradó 40%-át a hajó középvonalában kell elhelyezni. Ilyen terhelés mellett a sarkú oldalon lévő pisztoly nem kerülhet a vízbe.

¹ GOST 19356-74 „Gyönyörű evezős motorcsónakok. Vizsgálati módszerek"

A Det Norske Veritas szabályai szerint hasonló vizsgálatokat végeznek, ugyanakkor ezen felül ellenőrzik a hajó stabilitását üresen, azaz külső motor és kivehető felszerelés nélkül, amelyet általában nem rögzítenek a csónakba. Lövegfal magasságban és 0,5 távolságban B Megjegyzés a DP-től a dőlésterhelést a tömeggel rögzítse n· 20 kg, hol n- a hajó teljes utaskapacitása. Ebben az esetben a csónak oldalát nem szabad vízzel megtölteni, és a tekercs nem haladhatja meg a 30°-ot.

A stabilitás az egyensúlyi helyzetből letért hajó azon képessége, hogy az eltérést okozó erők megszűnése után visszatérjen oda.

A hajó dőlése felléphet a szembejövő hullámok hatására, a rekeszek aszimmetrikus elárasztása lyuk során, a rakomány mozgása, a szélnyomás, a rakomány átvétele vagy elfogyasztása miatt.

Az edény dőlését a keresztirányú síkban gördülésnek, a hosszirányú síkban pedig trimnek nevezzük. Az ebben az esetben képzett szögeket θ, illetve ψ jelöli

Azt a stabilitást, amellyel a hajó a hosszirányú dőlések során rendelkezik, hosszirányúnak nevezzük. Általában meglehetősen nagy, és soha nem áll fenn annak a veszélye, hogy a hajó felboruljon az orron vagy a taton keresztül.

A hajó stabilitását keresztirányú dőlések során keresztirányúnak nevezzük. Ez a hajó legfontosabb jellemzője, amely meghatározza annak tengeri alkalmasságát.

Megkülönböztetik a kezdeti oldalsó stabilitást kis dőlési szögeknél (10-15°-ig) és a nagy dőlésszögeknél fennálló stabilitást, mivel a kiegyenlítő nyomatékot kis és nagy dőlésszögeknél különböző módon határozzák meg.

Kezdeti stabilitás. Ha a hajó az MKR külső billenőnyomatékának (például szélnyomás) hatására θ szögű (a kezdeti WL0 és a jelenlegi WL1 vízvonalak közötti szög) szöget kap, akkor a változás miatt a hajó víz alatti részének alakjában a C érték középpontja a C1 pontba kerül (5. ábra). Az yV támasztóerőt a C1 pontban kell alkalmazni, és a WL1 tényleges vízvonalra merőlegesen kell irányítani. Az M pont az átmérős sík és a támasztóerők hatásvonalának metszéspontjában található, és keresztirányú metacentrumnak nevezzük. A P hajó súlyereje a G tömegközéppontban marad. Az yV erővel együtt olyan erőpárt képez, amely az MKR billenőnyomatéka miatt megakadályozza a hajó megbillentését. Ennek az erőpárnak a pillanatát az MV visszaállító momentumának nevezzük. Értéke a ferde hajó súly- és támasztóereje közötti l=GK kartól függ: MV = Pl =Ph sin θ, ahol h az M pont magassága a G edény CG-je felett, amelyet keresztirányú metacentrikus magasságnak nevezünk. a hajóról.

A képletből jól látható, hogy minél nagyobb a h érték, annál nagyobb a visszaállító nyomaték. Ezért a metacentrikus magasság egy adott ér stabilitásának mértékeként szolgálhat.

Egy adott hajó h értéke bizonyos merülésnél a hajó súlypontjának helyzetétől függ. Ha a terheket úgy helyezzük el, hogy a hajó súlypontja magasabbra kerül, akkor csökken a metacentrikus magasság, és ezzel együtt a statikus stabilitási kar és a kiegyenlítő nyomaték, azaz a hajó stabilitása. A súlypont helyzetének csökkenésével a metacentrikus magasság nő, és a hajó stabilitása nő.

Mivel kis szögeknél a szinuszuk megközelítőleg megegyezik a radiánban mért szögek nagyságával, felírhatjuk, hogy MV = Рhθ.

A metacentrikus magasság a h = r + zc - zg kifejezésből határozható meg, ahol zc a CV magassága az OL felett; r a keresztirányú metacentrikus sugár, azaz a metacentrumnak a középpont feletti magassága; zg a hajó CG-jének a fő feletti magassága.

Egy megépített hajón a kezdeti metacentrikus magasságot kísérleti úton határozzák meg - dőlésszöggel, azaz az edény keresztirányú dőlését egy bizonyos súlyú rakomány mozgatásával, amelyet sarokballasztnak neveznek.

Stabilitás nagy dőlésszögeknél. A hajó gurulásának növekedésével a kiegyenlítő nyomaték először növekszik, majd csökken, nullával egyenlővé válik, és nemhogy nem akadályozza meg a dőlést, hanem éppen ellenkezőleg, hozzájárul ahhoz.

Mivel az elmozdulás egy adott terhelési állapothoz állandó, a helyreállító nyomaték csak az oldalsó stabilitási kar változása miatt változik. A nagy dőlési szögeknél az oldalstabilitás számításai alapján egy statikus stabilitási diagramot készítünk, amely egy grafikon, amely az lst dőlésszögtől való függését fejezi ki. A statikus stabilitási diagram a hajórakodás legtipikusabb és legveszélyesebb eseteire készült.

A diagram segítségével meghatározhatja a dőlésszöget egy ismert dőlési nyomatékból, vagy fordítva, megtalálhatja a dőlési nyomatékot egy ismert dőlési szögből. A statikus stabilitási diagramból meghatározható a kezdeti metacentrikus magasság. Ehhez egy 57,3°-os radiánt le kell húzni a koordináták origójából, és a merőlegest vissza kell állítani addig, amíg a koordináták origójában nem metszi a stabilitási karok görbéjének érintőjét. A vízszintes tengely és a metszéspont közötti szakasz a diagram skáláján egyenlő lesz a kezdeti metacentrikus magassággal.

A billenőnyomaték lassú (statikus) hatására az egyensúlyi állapot a hengerlés során akkor következik be, ha a nyomatékegyenlőség feltétele teljesül, azaz MKR = MV

A billenőnyomaték dinamikus hatására (szélroham, a vonókötél megrándulása a fedélzeten) a hajó megdöntve szögsebességet vesz fel. A tehetetlenség hatására átmegy a statikus egyensúlyi helyzeten, és addig dől, amíg a billenőnyomaték munkája egyenlővé nem válik a kiegyenlítő nyomaték munkájával.

A dőlési szög nagysága a billenőnyomaték dinamikus hatása alatt a statikus stabilitási diagramból határozható meg. A billenőnyomaték vízszintes vonalát addig folytatjuk jobbra, amíg az ODSE terület (a dőlési nyomaték munkája) egyenlővé nem válik az OBE ábra területével (a kiegyenlítő nyomaték munkája). Ebben az esetben az OACE területe általános, így az OACE és az ABC területeinek összehasonlítására szorítkozhatunk.

Ha a helyreállítási nyomatékok görbéje által határolt terület nem elegendő, a hajó felborul.

A tengerjáró hajók stabilitásának meg kell felelnie a lajstrom követelményeinek, amelyek alapján teljesíteni kell a feltételt (ún. időjárási kritérium): K = Moprmin / Mdnmax ≥ 1 "ahol Moprmin a minimális borulási nyomaték (a minimális dinamikusan alkalmazott billenőnyomaték, figyelembe véve a dőlésszöget), amelynek hatására a hajó még nem veszíti el stabilitását; Az Mdnmax a szélnyomásból dinamikusan alkalmazott dőlési nyomaték a stabilitás szempontjából legrosszabb terhelési lehetőség mellett.

A lajstrom követelményeinek megfelelően a statikus stabilitási diagram lmax maximális karjának legalább 0,25 m-nek kell lennie a 85 m hosszú hajóknál és legalább 0,20 m-nek a 105 m-nél hosszabb, 30°-nál nagyobb θ dőlésszögű hajóknál. A diagram dőlésszögének (az a szög, amelyben a stabilitási kar görbe metszi a vízszintes tengelyt) minden hajó esetében legalább 60°-nak kell lennie.

A folyékony rakomány hatása a stabilitásra. Ha a tartály nincs a tetejéig megtöltve, vagyis van benne szabad folyadékfelület, akkor megdöntve a folyadék a lista irányába fog folyni, és az edény súlypontja ugyanabban eltolódik. irány. Ez a stabilitási kar csökkenéséhez, következésképpen a kiegyenlítő nyomaték csökkenéséhez vezet. Ezenkívül minél szélesebb a tartály, amelyben a folyadék szabad felülete van, annál jelentősebb lesz az oldalsó stabilitás csökkenése. A szabad felület befolyásának csökkentése érdekében célszerű csökkenteni a tartályok szélességét, és törekedni arra, hogy üzem közben minimális számú tartály legyen szabad folyadékfelülettel.

Az ömlesztett rakomány hatása a stabilitásra. Ömlesztett rakomány (gabona) szállításakor kissé eltérő kép figyelhető meg. A billentés kezdetén a teher nem mozdul. A rakomány csak akkor kezd kiborulni, ha a dőlésszög meghaladja a nyugalmi szöget. Ebben az esetben a kiömlött rakomány nem tér vissza korábbi helyzetébe, hanem oldalt maradva visszamaradó dőlést hoz létre, amely ismétlődő dőlési pillanatok (például vihar) során a stabilitás elvesztéséhez és a hajó felborulásához vezethet. .

A rakterekbe való gabona kiömlésének megakadályozására felfüggesztett hosszanti féltömböket - váltódeszkákat - szerelnek fel, vagy a raktérbe öntött gabona tetejére gabonazsákokat helyeznek (rakomány zsákolás).

A felfüggesztett teher hatása a stabilitásra. Ha a rakomány a raktérben van, akkor a felemeléskor, például daruval, olyan, mintha a rakomány azonnal a felfüggesztési pontra kerülne. Ennek eredményeként a hajó súlypontja függőlegesen felfelé tolódik el, ami a kiegyenlítő nyomaték karjának csökkenéséhez vezet, amikor a hajó gurul, azaz a stabilitás csökkenéséhez vezet. Ebben az esetben a stabilitás csökkenése nagyobb lesz, minél nagyobb a rakomány tömege és a felfüggesztés magassága.

Hasznos lehet elolvasni: