Остойчивость на больших углах крена

При поперечных наклонениях судна на угол больше 10—15° уже нельзя пользоваться формулами выведенными ранее, так как, принятые допущения становятся неприменимыми, поскольку при больших углах крена центр тяжести площади наклонной ватерлинии смещается с ДП, вследствие того, объем вошедший в воду из-за палубы получается меньше, чем объем вышедший из воды (рис.38). Так как наклонения будут происходить не относительно пересечения ДП и ВЛ, то ЦВ будет перемещаться не по дуге окружности, а по дуге переменной кривизны и метацентрический радиус изменит свою величину. Следовательно, и метацентрическая высота не будет постоянной и ее величину нельзя использовать в качестве критерия остойчивости судна.

Рисунок 38 - К определению остойчивости на больших Θ

Как уже говорилось ранее, судно перестанет крениться, когда значение восстанавливающего момента станет равно значению кренящего момента. Поэтому восстанавливающий момент и принимается в качестве абсолютного критерия остойчивости, а относительным критерием является плечо статической остойчивости l_ст, связанное с моментом соотношением

М_в = D l_ст,

Для решения вопросов остойчивости на больших углах крена используется диаграмма статической остойчивости (рис. 39), представляющая собой график, выражающий зависимость моментов М_в или плеч l_ст, от угла крена Θ.

Рисунок 39 - Диаграмма статической остойчивости

Диаграмму статической остойчивости строят для определенной аппликаты ЦТ судна и определенного водоизмещения. Касательная, проведенная к диаграмме из точки начала координат на угле Θ = 57,3° = 1 рад имеет ординату равную начальной метацентрической высоте h ₀. При наклонениях судна плечи статической остойчивости постепенно увеличиваются от нуля (при прямом положении судна) до максимального значения (обычно при крене 30 – 40°), а затем уменьшаются до нуля и далее становятся отрицательными. Рассмотрим характерные случаи остойчивости при наклонениях судна (рис.40).

Рисунок 40 - Изменение остойчивости при наклонениях судна

а. Θ = 0° – положение статического равновесия, l_ст = 0.

б. Θ = 24° – появилось плечо статической остойчивости, l_ст = 0,59 м.

в. Θ = 49° – плечо остойчивости достигло значения максимума, l_ст = 0,90 м.

г. Θ = 60° – плечо статической остойчивости уменьшается, l_ст = 0,82 м.

д. Θ = 82° – положение неустойчивого равновесия, l_ст = 0, даже небольшое увели­чение крена приведет к опрокидыванию судна.

е. Θ > 82° – плечо статической остойчивости стало отрицательным, l_ст < 0, восстанавливающий момент стремиться опрокинуть судно, поскольку направлен в ту же сторону, что и кренящий.

Таким образом, судно, наклоненное до угла Θ = 82° вернется в прямое положение, т. е. судно остойчиво в пределах углов крена от 0° до 82°. Точка пересечения кривой с осью абсцисс, соответствующая углу опрокидывания судна (Θ = 82°), называется точкой заката диаграммы. Максимальный кренящий момент, который может выдержать судно, не опрокидываясь, соответствует максимальному плечу статической остойчивости.

Поиск по сайту: