Действие шквала на судно с креном

 

Действие шквала на судно с креном с наветренного борта

 

Решение данной задачи позволяет оценить динамическую остойчивость при воздействии шквалистого ветра на судно, имеющее ветровой крен. Суда имеющие большую площадь парусности особенно подвержены влиянию шквалистого ветра.

Алгоритм вычисления плеч динамической остойчивости и построение Диаграммы Динамической Остойчивости – ДДО, рассмотрены в разделе «Динамическая остойчивость».

 

Диаграмма Динамической Остойчивости

 

Рисунок 1. Действие шквала на судно с креном с наветренного борта.

 

Алгоритм построений и вычислений:

1. Предположим, что под действием постоянного ветра судно получило крен Обозначение статического угла крена от постоянного ветра. Из значения угла крена Обозначение статического угла крена от постоянного ветра восстанавливают перпендикуляр до пересечения с кривой плеч динамической остойчивости в точке К.
2. Для того чтобы найти плечо кренящего момента, вызвавшего крен Обозначение статического угла крена от постоянного ветра, проводят касательную к кривой плеч.
3. Из точки К вправо проводят линию, параллельную оси абсцисс.
4. На ней откладывают 1 радиан = 57,3°.
5. Из полученной точки А восстанавливают перпендикуляр до пересечения с касательной в точке В.
6. Отрезок АВ будет равен величине плеча кренящего момента Обозначение плеча кренящего момента, вызвавшего крен Обозначение статического угла крена от постоянного ветра.

Предположим, что с наветренного борта налетел шквал ветра, который образовал некоторый динамический кренящий момент Обозначение динамического кренящего момента. Чтобы найти угол крена, вызванного этим шквалом, выполняют следующие построения на Диаграмме Динамической Остойчивости – ДДО:

1. Из точки А по вертикали откладывают значение плеча динамического кренящего момента Формула плеча кренящего момента и получают точку С.
2. Соединяют точки К и С.
3. Из точки пересечения отрезка КС с кривой плеч динамической остойчивости (точки D) опускают перпендикуляр на ось абсцисс и получают значение угла крена Обозначение динамического угла крена.

Для того, чтобы найти значение максимального динамического кренящего момента Обозначение максимального динамического кренящего момента, который судно может выдержать не опрокидываясь, выполняют следующие построения на Диаграмме Динамической Остойчивости – ДДО:

1. Из точки К проводят касательную к кривой плеч динамической остойчивости.
2. Из полученной точки Е опускают перпендикуляр на ось абсцисс и получают значение предельного угла динамического крена Обозначение предельного угла динамического крена.
3. Пересечение отрезка КЕ с перпендикуляром, восстановленным из 1 радиана, даст точку М.
4. Отрезок АМ равен значению плеча максимального динамического кренящего момента Обозначение плеча максимального момента.
5. Значение максимального динамического кренящего момента, подействовавшего с наветренного борта, который судно может выдержать, не опрокидываясь вычисляют по формуле:

формула максимального динамического момента

 

Действие шквала на судно с креном с подветренного борта

 

Диаграмма Динамической Остойчивости

 

Рисунок 2. Действие шквала на судно с креном с подветренного борта.

 

Алгоритм построений и вычислений:

Предположим, что под действием постоянного ветра судно получило крен – Обозначение статического угла крена от постоянного ветра на левый борт.
1. Из значения угла крена – Обозначение статического угла крена от постоянного ветра восстанавливают перпендикуляр до пересечения с кривой плеч динамической остойчивости в точке К.
2. Из точки К проводят линию, параллельную оси абсцисс, и на ней откладывают 1 радиан = 57,3°.

Предположим, что с подветренного борта, внезапно налетел шквал ветра, который образовал некоторый динамический кренящий момент Обозначение динамического кренящего момента. Для того чтобы определить угол крена, вызванного этим шквалом, выполняют следующие построения на Диаграмме Динамической Остойчивости – ДДО:

1. Из точки А откладывают значение плеча динамического кренящего момента равное Формула плеча кренящего момента и получают точку В.
2. Из точки К проводят прямую через точку В до пересечения с кривой плеч динамической остойчивости и получают точку С.
3. Из точки С опускают перпендикуляр на ось абсцисс и получают значение угла крена Обозначение динамического угла крена, вызванного действием динамического кренящего момента Обозначение динамического кренящего момента.

Для того, чтобы найти значение максимального динамического кренящего момента Обозначение максимального динамического кренящего момента, который судно может выдержать не опрокидываясь, выполняют следующие построения на Диаграмме Динамической Остойчивости – ДДО:
1. Из точки К проводят касательную к кривой плеч динамической остойчивости.
2. Из полученной точки D опускают перпендикуляр на ось абсцисс и находят значение предельного угла динамического крена Обозначение предельного угла динамического крена.
3. Пересечение отрезка КD с перпендикуляром, восстановленным из 1 радиана, даст точку E.
4. Расстояние АЕ равно значению плеча Обозначение плеча максимального момента максимального динамического кренящего момента, подействовавшего с подветренного борта, который судно может выдержать не опрокидываясь.
5. Величину максимального динамического кренящего момента, который судно может выдержать не опрокидываясь вычисляют по формуле:

формула максимального динамического момента

 

Больше информации по вопросам остойчивости можно найти в книге «Остойчивость грузовых судов».


Автор капитан В.Н. Филимонов

0