АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Условие начальной остойчивости судна

Читайте также:
  1. В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ
  2. Взаимодействие гребного винта и корпуса судна. Пропульсивный коэффициент
  3. Деятельность как условие выявления способностей и одаренности.
  4. Диаграмма статической остойчивости
  5. Доходность как основное условие расширенного воспроизводства
  6. Задачи и методы спрямления поврежденного судна.
  7. Знания как условие развития международного бизнеса
  8. Зона пониженной остойчивости (ЗПО)
  9. Информация об остойчивости судна
  10. Как условие развития правовой культуры.
  11. Кардиналистская концепция полезности и потребительского поведения: общая средняя и предельная полезность. Условие максимизации общей полезности покупателем.
  12. Командообразование как условие формирования самообучающихся компаний

Метацентрические высоты

 

Найдем условие, при соблюдении которого судно, плавающее в состоянии равновесия без крена и дифферента, будет обладать начальной остойчивостью. Полагаем, что грузы при наклонении судна

 

 

не смещаются и ЦТ судна остается в точке, соответствующей исходному положению.

       
   

При наклонениях судна сила тяжести Р и силы плавучести γV образуют пару, момент которой определенным образом воздействует на судно. Характер этого воздействия зависит от взаимного расположения ЦТ и метацентра.

 

Рис.38. Первый случай остойчивости судна

 

Возможны три характерных случая состояния судна для которых воздействие на него момента сил Р и γV качественно различно. Рассмотрим их на примере поперечных наклонений.

1-й случай (рис. 38) - метацентр располагается выше ЦТ, т.е. zm > zg. В данном случае возможно различное расположение центра величины относительно центра тяжести.

I. В начальном положении центр величины (точка С0), располагается ниже центра тяжести (точка G) (рис. 38, а), но при наклонении центр величины смещается в сторону наклонения настолько сильно, что метацентр (точка m) располагается выше центра тяжести судна. Момент сил Р и γV стремится вернуть судно в исходное положение равновесия, и поэтому оно остойчиво. Подобное расположение точек m, G и С0 встречается на большинстве судов.

II. В начальном положении центр величины (точка С0), располагается выше центра тяжести (точка G) (рис. 38,б). При наклонении судна возникающий момент сил Р и γV выпрямляет судно, и поэтому оно остойчиво. В данном случае, независимо от размеров смещения центра величины при наклонении, пара сил всегда стремится выпрямить судно. Это объясняется тем, что точка G лежит ниже точки С0. Такое низкое положение центра тяжести обеспечивающая безусловную остойчивость на судах трудно осуществить конструктивно. Та-

 

 

кое расположение центра тяжести можно встретить в частности, на парусных яхтах.

 
 

Рис.39. Второй и третий случай остойчивости судна

 

2-й случай (рис. 39,а) – метацентр располагается ниже ЦТ, т.е. zm < zg. В этом случае при наклонении судна момент сил Р и γV стремится еще больше отклонить судно от исходного положения равновесия, которое, следовательно, является неустойчивым. В этом случае наклонения судно имеет отрицательный восстанавливающий момент, т.е. оно не остойчиво.



3-й случай (рис. 39,б) – метацентр совпадает с ЦТ, т.е. zm = zg. В этом случае при наклонении судна силы Р и γV продолжают действовать по одной вертикали, момент их равен нулю – судно и в новом положении будет находиться в состоянии равновесия. В механике – этот случай безразличного равновесия.

С точки зрения теории судна в соответствии с определением остойчивости судна судно в 1-м случае остойчиво, а во 2 и 3-м – не остойчиво.

Итак, условием начальной остойчивости судна является расположение метацентра выше ЦТ. Судно обладает поперечной остойчивостью, если

zm > zg,

и продольной остойчивостью, если

zм > zg.

Отсюда становится ясным физический смысл метацентра. Эта точка является пределом, до которого можно поднимать центр тяжести не лишая судно положительной начальной остойчивости.

 

Расстояние между метацентром и ЦТ судна при Ψ = Θ = 0 называют начальной метацентрической высотой или просто метацентрической высотой. Поперечной и продольной плоскости наклонения судна отвечают соответственно поперечная h и продольная H метацентрические высоты. Очевидно, что

h = zm – zg и H = zм – zg ,

или h = zc + r – zg и H = zc + R – zg,

h = r – α и H = R – α,

где α = zg – zc – возвышение ЦТ над ЦВ.

Как видно h и H различаются только метацентрическими радиусами, т.к. α является одной и той же величиной.

, поэтому H значительно больше h.

α = (1 %) R, поэтому на практике считают, что H = R.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.006 сек.)