Анхны хажуугийн тогтвортой байдлын элементүүд. Хөлөг онгоцны хажуугийн тогтвортой байдал Савны хажуугийн тогтвортой байдал
Усан онгоцны гүйцэтгэл
Жижиг хөлөг онгоцны хамгийн онцлог шинж чанарууд нь зорчигчийн багтаамж юм,даац, нүүлгэн шилжүүлэлт, хурд.
Зорчигчийн багтаамж нь хөлөг онгоцонд хүмүүсийг байрлуулах тоноглогдсон газруудын тоотой тэнцүү үзүүлэлт юм. Зорчигчийн даац нь даацаас хамаарна:
П = G/100, хүмүүс (ачаа тээшний хамт), эсвэл П =G/75 хүмүүс (ачаа тээшгүй)
Энэ тохиолдолд үр дүнг жижиг бүхэл тоо болгон дугуйруулна. Жижиг хөлөг онгоцонд тоноглогдсон суудал байгаа эсэх нь хөлөг онгоцны зорчигчдын багтаамжтай тохирч байх ёстой.
Зорчигчийн багтаамжийг дараахь томъёогоор тооцоолж болно.
N=Lnb Bnb/K, хүмүүс,
Хаана ТО -эмпирик коэффициентийг тэнцүү авч: моторт болон сэлүүрт завины хувьд - 1.60; завины хувьд - 2.15.
Ачааллын хүчин чадал- хөлөг онгоцны даац, түүний дотор зорчигчийн багтаамжийн дагуу хүн ба ачаа тээш. Дейтвейт ба цэвэр тонныг хооронд нь ялгадаг.
Үхсэн жин -энэ нь бүрэн ачаалалтай үед болон ачаагүй үед нүүлгэн шилжүүлэлтийн ялгаа юм.
Цэвэр ачааллын багтаамж -Энэ нь зөвхөн хөлөг онгоцны авч чадах ачааны жин юм.
Том хөлөг онгоцны хувьд даацын өөрчлөлтийн нэгж нь тонн, жижиг хөлөг онгоцны хувьд кг байна. Ачааллын багтаамж С-ийг томъёогоор тооцоолж болно, эсвэл туршилтаар тодорхойлж болно. Үүнийг хийхийн тулд хөлөг онгоц хоосон, гэхдээ хангамж, түлшний нөөцтэй үед хөлөг онгоцыг усан онгоцны хамгийн бага өндөрт тохирсон усны шугамд хүрэх хүртэл ачааг дараалан байрлуулна. Оруулсан ачааны жин нь хөлөг онгоцны даацтай тохирч байна.
Нүүлгэн шилжүүлэлт . Шилжилтийн хоёр төрөл байдаг - масс (жин) ба эзэлхүүн.
Массын (жин) нүүлгэн шилжүүлэлт - энэ нь усан онгоцоор нүүлгэн шилжүүлсэн усны масстай тэнцүү хөвж буй хөлөг онгоцны масс юм. Хэмжилтийн нэгж нь тонн.
Эзлэхүүний шилжилт В - энэ нь хөлөг онгоцны усан доорх хэсгийн эзэлхүүн м3 юм. Тооцооллыг үндсэн хэмжилтээр хийдэг.
В = SL VT,
Энд S нь бүрэн нүүлгэн шилжүүлэх коэффициент бөгөөд жижиг хөлөг онгоцны хувьд 0.35 - 0.6-тай тэнцэх бөгөөд коэффициентийн бага утга нь хурц контуртай жижиг хөлөг онгоцны хувьд ердийн зүйл юм. Нүүлгэн шилжүүлэх завины хувьд S = 0.4 - 0.55, тэлэх завь S = 0.45 - 0.6, моторт завь 5 - 0.35 - 0.5, дарвуулт хөлөг онгоцуудЭнэ коэффициент нь 0.15-0.4 хооронд хэлбэлздэг.
Хурд.
Хурд гэдэг нь хөлөг онгоцны нэгж хугацаанд туулсан зай юм. Далайн хөлөг онгоцонд хурдыг зангилаа (цагт миль), дотоод хөлөг онгоцонд цагт километрээр (км/ц) хэмждэг. Жижиг хөлөг онгоцны навигатор гурван хурдыг мэдэхийг зөвлөж байна: хамгийн их хөдөлгүүрийн хүчин чадлаар хөлөг онгоц хөгжүүлдэг хамгийн дээд (хамгийн их); хөлөг онгоцны жолоодлого дагах хамгийн бага (хамгийн бага); дунд - харьцангуй том шилжилтийн хувьд хамгийн хэмнэлттэй. Хурд нь хөдөлгүүрийн хүч, их биений хэмжээ, хэлбэр, хөлөг онгоцны ачаалал, янз бүрийн гадаад хүчин зүйлээс хамаарна: долгион, салхи, урсгал гэх мэт.
Усан онгоцны далайд тэсвэртэй байдал
Усан онгоц нь усанд байх, устай харьцах, усанд автсан үед хөмөрч, живэхгүй байх чадвар нь далайд тэнцэх чадвараараа тодорхойлогддог. Үүнд: хөвөх чадвар, тогтвортой байдал, живэхгүй.
Хөвөх чадвар.Хөвөгч нь хөлөг онгоцны өгөгдсөн ноорогтой усан гадаргуу дээр хөвөх чадвар юм. Та завин дээр илүү их жин тавих тусам усан дотор илүү гүн живэх боловч их бие рүү ус урсаж эхлэх хүртэл хөвөх чадвараа алдахгүй.
Их бие, нүх алдагдах, мөн шуургатай үед усан онгоцонд ус орох тохиолдолд түүний жин нэмэгддэг. Тиймээс хөлөг онгоц хөвөх хүчний нөөцтэй байх ёстой.
Хөвөх хүчний нөөц -Энэ нь ачааны усны шугам ба хажуугийн дээд ирмэгийн хооронд байрлах хөлөг онгоцны их биений ус үл нэвтрэх хэмжээ юм. Хэрэв хөвөх хүчний нөөц байхгүй бол хөлөг онгоцны их бие дотор бага хэмжээний ус орвол хөлөг живнэ.
Усан онгоцыг аюулгүй жолоодоход шаардагдах хөвөх чадварын нөөцийг хөлөг онгоцонд хангалттай өндөрт өгөх, түүнчлэн тасалгаа ба хөвөх блокуудын хооронд ус үл нэвтрэх хаалт, хаалтууд - жижиг хөлөг онгоцны их бие доторх бүтцийн элементүүд байх замаар хангагдана. нэгээс бага нягттай хатуу блок материал (жишээлбэл, полистирол). Ийм хаалт, хөвөх блок байхгүй тохиолдолд их биений усан доорх хэсэгт ямар нэгэн нүх гарах нь хөвөх чадварын нөөцийг бүрэн алдаж, хөлөг онгоцны үхэлд хүргэдэг.
Хөвөх хүчний нөөц нь усан онгоцны өндрөөс хамаарна - хөлгийн өндөр нь хөвөх хүчний нөөц их байх болно. Энэ нөөц нь тодорхой жижиг хөлөг онгоцны аюулгүй навигацийн бүс, эргээс зөвшөөрөгдөх зайг тогтоосон үнэ цэнээс хамааран усан онгоцны хамгийн бага өндрөөр стандартчилагдсан болно. Гэсэн хэдий ч усан онгоцны өндрийг буруугаар ашиглах боломжгүй, учир нь энэ нь өөр нэг чухал чанар болох тогтвортой байдалд нөлөөлдөг
Тогтвортой байдал.Тогтвортой байдал гэдэг нь хөлөг онгоцыг хазайхад хүргэж буй хүчийг тэсвэрлэж, эдгээр хүч (салхи, долгион, зорчигчдын хөдөлгөөн гэх мэт) зогссоны дараа анхны тэнцвэрт байдалдаа буцаж ирэх чадварыг хэлнэ. Ачаа ёроолд ойрхон байрлуулсан тохиолдолд ижил хөлөг онгоцны тогтвортой байдал сайн байж болох бөгөөд ачаа эсвэл хүмүүсийг арай өндөр байрлуулсан тохиолдолд тогтвортой байдлыг хэсэгчлэн эсвэл бүрмөсөн алдаж болно.
Тогтвортой байдлын хоёр төрөл байдаг: хөндлөн ба уртааш. Хөлөг онгоц эргэлдэж байх үед хөндлөн тогтвортой байдал илэрдэг, i.e. онгоцон дээр хазайх үед. Навигацийн үед хөлөг онгоцонд хоёр хүч үйлчилдэг: таталцал ба дэмжлэг. Доош чиглэсэн савны хүндийн хүчний үр дүнд үүссэн D (Зураг 1, а) нь хүндийн төв (CG) гэж нэрлэгддэг G цэг дээр нөхцөлт хэрэглэгдэх ба дээш чиглэсэн тулгуур хүчний үр дүнгийн А нь үүснэ. Усны саванд живсэн хэсгийн хүндийн C төвд нөхцөлт байдлаар хэрэглэж, магнитудын төв (CV) гэж нэрлэдэг. Усан онгоц нь огтолж, өнхрөхгүй үед CG болон CV нь хөлөг онгоцны төв шугамын хавтгайд (DP) байрлана.
Зураг 1 Байршил тэнцүү байна идэвхтэй хүчнүүдхөлөг онгоцны янз бүрийн байрлалд бие биентэйгээ харьцуулахад хүндийн хүч ба дэмжлэг
|
|
|
Хогийн үнэ цэнэ нь бага налуу үед хөлөг онгоцны тогтвортой байдлыг тодорхойлдог. Эдгээр нөхцөлд М цэгийн байрлал нь өнхрөх өнцөг f-ээс бараг хамааралгүй юм.
D хүч ба тэнцүү тулгуур хүч А нь мөр /-тэй хос хүчийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь сэргээх моментийг үүсгэдэг MB=Dl. Энэ мөч нь хөлөг онгоцыг анхны байрлалдаа буцаах хандлагатай байдаг. CG нь M цэгээс доогуур байгааг анхаарна уу.
Одоо нэг хөлөг онгоцны тавцан дээр нэмэлт ачаалал байрлуулсан гэж төсөөлөөд үз дээ (Зураг 1, в). Үүний үр дүнд CG нь нэлээд өндөрт байрлах бөгөөд өнхрөх үед M цэг нь доор байх болно. Үүний үр дүнд үүссэн хос хүч нь сэргээх мөчийг үүсгэхгүй, харин Mopr хөмрөх мөчийг бий болгоно. Үүний үр дүнд хөлөг онгоц тогтворгүй болж, хөмрөх болно.
Хөлөг онгоцны хажуугийн тогтвортой байдал нь их биений өргөнөөс ихээхэн нөлөөлдөг: их бие нь илүү өргөн байх тусам хөлөг онгоц илүү тогтвортой байх ба эсрэгээр, их бие нь нарийхан, өндөр байх тусам тогтвортой байдал нь мууддаг.
Жижиг өндөр хурдны хөлөг онгоцны хувьд (ялангуяа цааш явах үед). өндөр хурдширүүн далайн үед) уртааш тогтвортой байдлыг хадгалах асуудал үргэлж шийдэгддэггүй.
Жижиг хөлөг онгоцны хувьд анхны метацентрик өндөр нь дүрмээр бол 0.3 - 0.6 м, хөлөг онгоцны тогтвортой байдал нь хөлөг онгоцны ачаалал, ачаа, зорчигчдын хөдөлгөөн болон бусад шалтгаанаас хамаарна. Метацентрийн өндөр нь их байх тусмаа засах момент их байх тусам хөлөг онгоц илүү тогтвортой байх боловч өндөр тогтвортой байдал нь хөлөг онгоц нь хурц өнхрөх шинж чанартай байдаг. Тогтвортой байдал нь хөдөлгүүр, түлшний сав, суудал, ачаа, хүмүүсийг зохих ёсоор байрлуулснаар тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.
Хүчтэй салхитай үед хүчтэй давалгаа хажуу тийш цохиж, бусад зарим тохиолдолд хөлөг онгоцны өнхрөх хурд хурдан нэмэгдэж, динамик өсгийтэй момент үүсдэг. Энэ тохиолдолд хөлийн өнхрөх нь өсгий ба зөв мөчүүд тэнцүү болсны дараа ч нэмэгдэх болно. Энэ нь инерцийн хүчний үйл ажиллагааны улмаас үүсдэг. Ихэвчлэн ийм өнхрөх нь ижил өсгийтэй мөчний статик үйлдлээс өнхрөхөөс хоёр дахин их байдаг. Тиймээс шуургатай цаг агаарт, ялангуяа жижиг хөлөг онгоцонд усан онгоцоор явах нь маш аюултай.
Уртааш тогтвортой байдалхөлөг онгоцыг нум эсвэл ар тал руу хазайлгах үед ажилладаг, i.e. довтлох үед. Навигатор долгионы үед өндөр хурдтай хөдөлж байх үед энэ тогтвортой байдлыг харгалзан үзэх ёстой, учир нь Усанд хамраа булсан завь эсвэл моторт завь анхны байрлалаа сэргээж, живж чадахгүй, заримдаа бүр хөмөрч болно.
Усан онгоцны тогтвортой байдалд нөлөөлдөг хүчин зүйлүүд:
a) Хөлөг онгоцны тогтвортой байдал нь түүний өргөнөөс ихээхэн нөлөөлдөг: түүний урт, хажуугийн өндөр, ноорогтой харьцуулахад илүү их байх тусам тогтвортой байдал өндөр болно.
б) Өсгийн том өнцгөөр их биений живсэн хэсгийн хэлбэр өөрчлөгдвөл жижиг хөлөг онгоцны тогтвортой байдал нэмэгддэг. Энэ мэдэгдэл нь, жишээлбэл, хажуугийн гулдмай, хөөсөн хаалтуудын үйл ажиллагааны үндэс суурь бөгөөд усанд дүрэх үед нэмэлт засах мөчийг бий болгодог.
в) Усан онгоц нь хажуу тийшээ толин тусгал бүхий түлшний савтай бол тогтвортой байдал мууддаг тул эдгээр савнууд нь дотоод хуваалттай байх ёстой.
г) Тогтвортой байдалд зорчигч, ачааг хөлөг онгоцон дээр байрлуулах нь хамгийн ихээр нөлөөлдөг тул тэдгээрийг аль болох нам дор байрлуулах хэрэгтэй. Бага оврын хөлөг онгоцон дээр хүмүүс хөлөг онгоцон дээр сууж, хөдөлж байх үед дур зоргоороо хөдөлж болохгүй. Ачаа хадгалдаг газраасаа гэнэт нүүлгэхээс сэргийлж найдвартай бэхэлсэн байх ёстой. e) Хүчтэй салхи, давалгааны үед хазайх моментийн нөлөөлөл нь хөлөг онгоцонд маш аюултай тул эвдрэлд хүргэдэг. цаг агаарын нөхцөл байдалУсан онгоцыг хоргодох газар авч, цаг агаарын таагүй байдлыг хүлээх хэрэгтэй. Хэрэв эрэг хүртэл нэлээд зайтай тул үүнийг хийх боломжгүй бол шуургатай нөхцөлд та хөлөг онгоцыг "толгойг салхинд хийсгэх", далайн зангуугаа хаяж, хөдөлгүүрийг бага хурдтайгаар ажиллуулахыг хичээх хэрэгтэй.
Живэх боломжгүй.Усанд живэх чадваргүй байдал гэдэг нь хөлөг онгоцны нэг хэсэг усанд автсаны дараа хөвөх чадвараа хадгалах чадвар юм.
Бүтцийн хувьд живэх чадваргүй байдлыг хангадаг - их биеийг ус үл нэвтрэх тасалгаанд хувааж, хөлөг онгоцыг хөвөх блок, ус зайлуулах хэрэгслээр тоноглодог.
Их биений үерт автаагүй эзэлхүүн нь ихэвчлэн хөөс блокоор хийгдсэн байдаг. Түүний шаардлагатай хэмжээ, байршлыг тооцоолохдоо аваарын хөвөх чадварын нөөцийг бүрдүүлж, аваарын хөлөг онгоцыг "тэгш хазайлт" байрлалд байлгах болно.
Мэдээжийн хэрэг, хүчтэй сэтгэл хөдлөлийн нөхцөлд нүхийг хүлээн авсан хүн бүр биш юм цахилгаан завьмөн завь эдгээр шаардлагыг хангасан эсэхийг баталгаажуулна.
Жижиг хөлөг онгоцны маневрлах чадвар
Усан онгоцны маневрлах үндсэн чанарууд нь: удирдах чадвар, эргэлт, хөдөлгөх чадвар, инерци юм.
Хянах чадвар.Удирдах чадвар гэдэг нь хөлөг онгоцны жолооны тогтмол байрлалтай (толгойн тогтвортой байдал) хөдөлж байхдаа өгөгдсөн хөдөлгөөний чиглэлийг хадгалах, жолооны нөлөөн дор хөдөлж байхдаа хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчлөх чадвар (авх чадвар) юм.
Курсын тогтвортой байдалнь хөдөлгөөний шулуун чиглэлийг хадгалах хөлөг онгоцны өмч юм. Хэрэв жолоо нь шулуун байрлалтай байвал энэ үзэгдлийг ихэвчлэн хөлөг онгоцны хазайлт гэж нэрлэдэг.
Хэрэв жолоо нь шулуун байрлалтай байвал энэ үзэгдлийг ихэвчлэн хөлөг онгоцны хазайлт гэж нэрлэдэг.
Хагарлын шалтгаан нь байнгын болон түр зуурын байж болно. Тогтмол шалтгаанууд нь хөлөг онгоцны дизайны онцлогтой холбоотой байдаг: их биений мохоо нум контур, хөлөг онгоцны урт ба түүний өргөн хоорондын зөрүү, жолооны ирний талбай хангалтгүй, сэнсний эргэлтийн нөлөөлөл.
Түр зуурын хазайлт нь хөлөг онгоцны буруу ачаалал, салхи, гүехэн ус, жигд бус урсгал гэх мэт зэргээс үүдэлтэй байж болно.
"Хичээлийн тогтвортой байдал" ба "хялбар байдал" гэсэн ойлголтууд нь хоорондоо зөрчилддөг боловч эдгээр чанарууд нь бараг бүх хөлөг онгоцонд байдаг бөгөөд тэдгээрийг хянах чадварыг тодорхойлдог.
Удирдах чадварт олон хүчин зүйл, шалтгаан нөлөөлдөг бөгөөд гол нь жолооны хүрдний үйлдэл, сэнсний ажиллагаа, тэдгээрийн харилцан үйлчлэл юм.
Авхаалж самбаа- жолооны нөлөөгөөр хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчлөх хөлөг онгоцны өмч. Энэ чанар нь юуны түрүүнд их биеийн урт ба өргөний зөв харьцаа, түүний контурын хэлбэр, жолооны ирний талбайгаас хамаарна.
Урагшаа урвуу руу шилжих үед хөлөг онгоцыг удирдах онцлог шинж чанарууд
Усан онгоцыг нэн даруй зогсоох шаардлагатай үед (мөргөлдөх эрсдэл, газардахаас урьдчилан сэргийлэх, хөлөг онгоцонд хүн туслах гэх мэт) уях ажиллагаа явуулахдаа урагшаа ухрах руу шилжих шаардлагатай. Эдгээр тохиолдолд навигатор нь эхний секундэд баруун гар талын эргэлтийн сэнсний ажиллагааг урагшаа урвуу болгон өөрчлөхөд ар тал нь зүүн тийш хурдан эргэлдэж, зүүн гар талын сэнстэй бол - баруун талд.
Хяналтад нөлөөлж буй шалтгаанууд
Хөлөг онгоцны жолоодлого ба эргэдэг сэнсээс гадна хөлөг онгоцны тогтвортой байдал, уян хатан байдал нь бусад хүчин зүйлээс гадна хөлөг онгоцны дизайны хэд хэдэн онцлог шинж чанартай байдаг: үндсэн хэмжээсийн харьцаа, их биеийн контурын хэлбэр, жолоо ба сэнсний параметрүүд. Удирдах чадвар нь усан онгоцны нөхцөл байдлаас хамаарна: хөлөг онгоцны ачааллын шинж чанар, ус цаг уурын хүчин зүйлүүд.
Цусны эргэлтУсан онгоц хөдөлж байх үед жолоогоо аль нэг тал руу нь хөдөлгөвөл хөлөг эргэж, усан дээрх муруй шугамыг дүрсэлж эхэлнэ. Эргэлтийн үед хөлөг онгоцны хүндийн төвөөр дүрслэгдсэн энэ муруйг эргэлтийн шугам (Зураг 2) гэж нэрлэдэг бөгөөд буцах замд эргэлдсэний дараа урагш чиглэсэн хөлөг онгоцны төв шугам ба түүний төв шугамын хоорондох зай (Зураг 2) 180) нь тактикийн эргэлтийн диаметр юм. Илүү бага тактикийн диаметрэргэлт, хөлөг онгоцны маневрлах чадварыг илүү сайн гэж үздэг. Энэ муруй нь тойрогтой ойрхон бөгөөд диаметр нь хөлөг онгоцны маневрлах чадварыг хэмждэг.
|
|
Эргэлтийн диаметрийг ихэвчлэн метрээр хэмждэг. Жижиг моторт хөлөг онгоцны хувьд тактикийн эргэлтийн диаметрийн хэмжээ ихэнх тохиолдолд 2-3 хөлөг онгоцны урттай тэнцүү байдаг. Жолооч бүр хянах ёстой хөлөг онгоцны эргэлтийн диаметрийг мэддэг байх ёстой, учир нь зөв, аюулгүй маневр хийх нь үүнээс ихээхэн хамаардаг. Цусны эргэлтийн үед хөлөг онгоцны хурд 30% хүртэл буурдаг. Муруй дагуу хөдөлж байх үед төвөөс зугтах хүч хөлөг онгоцонд үйлчилдэг (Зураг 3), муруйлтын төвөөс гадна тал руу чиглүүлж, хөлөг онгоцны хүндийн төвд үйлчилдэг гэдгийг бид хэзээ ч мартаж болохгүй. |
|
Зураг 2 Цусны эргэлт /—эргэлтийн шугам, 2—тактикийн эргэлтийн диаметр, 3—тогтвортой эргэлтийн диаметр |
Төвөөс зугтах хүчнээс үүссэн хөлөг онгоцны шилжилтийг усны эсэргүүцлийн хүчээр сэргийлдэг - хажуугийн эсэргүүцэл, хэрэглэх цэг нь хүндийн төвийн доор байрладаг. Үүний үр дүнд эргэлтийн чиглэлийн эсрэг самбар дээр өнхрөх хүчийг үүсгэдэг хос хүч үүсдэг. Хөлөг онгоцны хүндийн төв нь хажуугийн эсэргүүцлийн төвөөс дээш нэмэгдэж, метацентрийн өндөр буурах тусам өнхрөх хэмжээ нэмэгддэг. |
Эргэлтийн хурд нэмэгдэж, эргэлтийн диаметр багасах нь өнхрөхийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь хөлөг онгоцыг хөмрөхөд хүргэдэг. Тиймээс завь өндөр хурдтай явж байхад хэзээ ч огцом эргэлт хийж болохгүй.
Ердийн нүүлгэн шилжүүлэлттэй хөлөг онгоцнуудаас ялгаатай нь эргэлтэнд байгаа хавтгайн контур бүхий савнууд дотор тал руу эргэдэг (Зураг 4). Энэ нь төлөвлөлтийн контурын улмаас хажуугийн шилжилтийн үед их бие дээр үүсэх нэмэлт өргөх хүчнээс үүсдэг. Үүний зэрэгцээ гадна тал руу чиглэсэн төвөөс зугтах хүчний нөлөөн дор гулсдаг тул нүүлгэн шилжүүлэгч хөлөг онгоцтой харьцуулахад төлөвлөлтийн хөлөг онгоцууд арай илүү эргэлттэй байдаг.
Эргэлтийн диаметрээс гадна та түүний цагийг мэдэх хэрэгтэй, i.e. хөлөг онгоц 360° эргэхэд шаардагдах хугацаа.
Нэрлэсэн эргэлтийн элементүүд нь хөлөг онгоцны шилжилт хөдөлгөөн, ачааг түүний уртын дагуу байрлуулах шинж чанар, түүнчлэн хурдаас хамаарна. Бага хурдтай үед эргэлтийн диаметр бага байна.
Хөдөлгөөнт байдал.Хөдөлгүүр гэдэг нь хөлөг онгоцны өгөгдсөн хөдөлгүүрийн хүчээр тодорхой хурдтай хөдөлж, хөдөлгөөний эсэргүүцлийн хүчийг даван туулах чадвар юм.
Усан онгоцны хөдөлгөөн нь усны эсэргүүцлийг даван туулах тодорхой хүч байгаа тохиолдолд л боломжтой байдаг - түлхэлт. Тогтмол хурдтай үед зогсолтын хэмжээ нь усны эсэргүүцлийн хэмжээтэй тэнцүү байна. Хөлөг онгоцны хурд ба хүч нь хоорондоо холбоотой байдаг дараах хамаарал:
Р. V=ho-N.Хаана:В - хөлөг онгоцны хурд; K - усны эсэргүүцэл; N - хөдөлгүүрийн хүч;хо -Үр ашиг=0.5.
Энэ тэгшитгэлээс харахад хурд нэмэгдэх тусам усны эсэргүүцэл нэмэгддэг. Гэсэн хэдий ч, энэ хамаарал нь нүүлгэн шилжүүлэх хөлөг онгоц болон тэлэх хөлөг онгоцны хувьд өөр физик утга, шинж чанартай байдаг.
Жишээлбэл, нүүлгэн шилжүүлэх хөлөг онгоцны хурд V = 2 ÖL, км / цаг (L нь савны урт, м) -тэй тэнцүү утгатай бол усны эсэргүүцэл K нь их биеийн арьс дээрх усны үрэлтийн эсэргүүцэлээс бүрдэнэ. мөн усны турбулентаас үүсэх хэлбэрийн эсэргүүцэл. Энэ хөлөг онгоцны хурд нь тогтоосон хэмжээнээс давахад долгион үүсч, хоёр эсэргүүцэл дээр гурав дахь эсэргүүцэл нэмэгддэг - долгионы эсэргүүцэл. Давалгааны чирэх хурд нэмэгдэх тусам огцом нэмэгддэг.
Төлөвлөгөөний хөлөг онгоцны хувьд усны эсэргүүцлийн шинж чанар нь нүүлгэн шилжүүлэх хөлөг онгоцныхтой адил бөгөөд хурдны утга нь V = 8 ÖL км / цаг байна. Гэсэн хэдий ч хурд нь улам нэмэгдэх тусам хөлөг онгоц нь ар тал руугаа мэдэгдэхүйц обудтай болж, нум нь дээшилдэг. Хөдөлгөөний энэ хэлбэрийг шилжилтийн (шилжилтээс төлөвлөлт хүртэл) гэж нэрлэдэг. Төлөвлөлтийн эхлэлийн онцлог шинж тэмдэг бол хөлөг онгоцны хурд аяндаа нэмэгдэх явдал юм. Энэ үзэгдэл нь нум боссоны дараа усан онгоцны нийт эсэргүүцэл буурч, "дээш хөвөх" мэт санагдаж, тогтмол хүчийг хадгалахын зэрэгцээ хурдыг нэмэгдүүлснээр үүсдэг.
Төлөвлөлт хийх үед өөр төрлийн усны эсэргүүцэл үүсдэг - ус цацах эсэргүүцэл, долгионы эсэргүүцэл ба хэлбэрийн эсэргүүцэл эрс буурч, тэдгээрийн утгууд нь бараг тэг болж буурдаг.
Тиймээс дөрвөн төрлийн эсэргүүцэл нь хөлөг онгоцны хөдөлгөөнд нөлөөлдөг.
үрэлтийн эсэргүүцэл- хөлөг онгоцны норсон гадаргуугийн талбай, түүний боловсруулалтын чанар, бохирдлын зэргээс хамаарна (замаг, нялцгай биет гэх мэт);
хэлбэрийн эсэргүүцэл- хөлөг онгоцны их биеийг оновчтой болгохоос шалтгаална, энэ нь эргээд илүү сайн, арын үзүүр нь хурц, өргөнтэй харьцуулахад хөлөг онгоцны урт нь илүү байх болно;
онцлог эсэргүүцэл- нумын хэлбэр, хөлөг онгоцны уртаас хамаарна, хөлөг онгоц урт байх тусам долгион үүсэх нь бага байх болно;
ус цацах эсэргүүцэл- биеийн өргөнийг урттай харьцуулсан харьцаанаас хамаарна.
Дүгнэлт: 1. Нарийн их биетэй, бөөрөнхий шулуун шугамтай, нум болон эгц үзүүртэй нүүлгэн шилжүүлэгч хөлөг онгоцууд усны эсэргүүцэл хамгийн бага байдаг.
2. Төлөвлөгөөний хөлөг онгоцны хувьд долгион байхгүй тохиолдолд хөндлөвчний арын хэсэг бүхий өргөн хавтгай ёроолтой их бие нь хамгийн их гидродинамик өргөлтөөр усны хамгийн бага эсэргүүцлийг хангадаг.
Далайсан эсвэл хагас халивтай их биетэй илүү далайд нийцэх онгоц. Эдгээр хөлөг онгоцны хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд уртааш алхмууд болон ус цацах хамгаалалтаар хангадаг.
Инерци.Усан онгоцны маневр хийх маш чухал чанар бол түүний инерци юм. Энэ нь ихэвчлэн тоормосны зай, эрэг болон хурдатгалын замын урт, түүнчлэн тэдгээрийн үргэлжлэх хугацаагаар тооцдог. Хөдөлгүүр нь урагшаа урагшаа эргэхээс эхлээд эцэст нь зогсох хүртэлх хугацаанд хөлөг онгоцны туулсан зайг гэнэ. тоормосны зай. Энэ зайг ихэвчлэн метрээр, бага тохиолдолд хөлөг онгоцны уртаар илэрхийлдэг. Хөдөлгүүрийг урагш хөдөлгөхөөс эхлээд усны эсэргүүцлийн нөлөөгөөр бүрэн зогсох хүртэлх хугацаанд хөлөг онгоцны туулсан зайг эрэг гэж нэрлэдэг. Хөдөлгүүрийг асаасан цагаас хойш урагшлах хурдыг хөдөлгүүрийн өгөгдсөн горимд бүрэн хурдтай болгох хүртэл хөлөг онгоц туулах замыг хурдатгалын зам гэнэ. Жолооч өөрийн хөлөг онгоцны дээрх чанаруудын талаар үнэн зөв мэдлэгтэй байх нь навигацийн давчуу нөхцөлтэй нарийхан газар, замд маневр хийх аюулгүй байдлыг ихээхэн хангадаг. Санаж байна уу! Моторт завь нь тоормосгүй байдаг тул инерцийг шингээхэд машинаас хамаагүй илүү зай, цаг хугацаа шаардагддаг.
Тогтвортой байдалгэдэг нь гадны хүчний үйлчлэлээр тэнцвэрийн байрлалаас хазайсан хөлөг онгоц эдгээр хүчний үйлчлэл зогссоны дараа тэнцвэрт байдалдаа эргэн орох чадварыг хэлнэ.
Хөлөг онгоцны хазайлт нь ачааны хөдөлгөөн, хүлээн авах, гадагшлуулах, салхины даралт, долгионы нөлөөлөл, чирэх олсны хурцадмал байдал гэх мэт гадны хүчний нөлөөн дор үүсч болно.
Уртааш налуу үед хөлөг онгоцны бэхэлгээний өнцгөөр хэмжигдэх тогтвортой байдлыг уртааш гэж нэрлэдэг. Энэ нь ихэвчлэн нэлээд том хэмжээтэй байдаг тул хөлөг онгоцны нум эсвэл араас нь хөмрөх аюул хэзээ ч байдаггүй. Гэхдээ судлахдаа гадны хүчний нөлөөн дор хөлөг онгоцны обудтай байдлыг тодорхойлох шаардлагатай. Хөлөг онгоцны өнхрөх өнцгөөр 6 хэмжигдэх хөндлөн хазайлтын үед байгаа тогтвортой байдлыг хөндлөн гэж нэрлэдэг.
Хажуугийн тогтвортой байдал нь хөлөг онгоцны хамгийн чухал шинж чанар бөгөөд түүний далайд гарах чадвар, навигацийн аюулгүй байдлын түвшинг тодорхойлдог. Хажуугийн тогтвортой байдлыг судлахдаа анхны тогтвортой байдал (савны жижиг налуу үед) болон өнхрөх том өнцгүүдийн тогтвортой байдлыг хооронд нь ялгадаг. Анхны тогтвортой байдал. Дээр дурдсан гадны хүчний аль нэгний нөлөөгөөр хөлөг жижиг өнцгөөр эргэлдэх үед усан доорх эзэлхүүний хөдөлгөөний улмаас төв цэг хөдөлдөг (Зураг 149). Энэ тохиолдолд үүссэн сэргээх моментийн хэмжээ нь мөрний хэмжээнээс хамаарна л= Г.Кхүчний хооронд
хазайсан хөлөг онгоцны жин ба тулгуур. Сэргээх мөчийг зурагнаас харж болно Mv= Дл = Гүнθ, хаана h- цэгийн өндөр Мхөлөг онгоцны CG-ээс дээш Г, дуудсан хөлөг онгоцны хөндлөн метацентрик өндөр. Цэг Мхөлөг онгоцны хөндлөн метатөв гэж нэрлэдэг.
Цагаан будаа. 149. Усан онгоц эргэлдэж байх үеийн хүчний үйлдэл
Метацентрик өндөр нь тогтвортой байдлын хамгийн чухал шинж чанар юм. Энэ нь илэрхийллээр тодорхойлогддог
h = z c + r - z g,
Хаана z c- CV-ийг OL-ээс дээш өргөх; r- хөндлөн метацентрик радиус, өөрөөр хэлбэл мета төвийн төв цэгээс дээш өргөгдсөн; z g- хөлөг онгоцны ЗТ-ийн OL-ээс дээш өргөгдсөн.
Утга z gмассын ачааллыг тооцоолохдоо тодорхойлно. Ойролцоогоор боломжтой
хүлээн авах (бүрэн ачаатай хөлөг онгоцны хувьд) z g = (0,654-0,68) Н, Хаана Н- дунд хэсгийн хажуугийн өндөр.
Утга z cТэгээд rонолын зургаас эсвэл ойролцоогоор томъёог ашиглан (барзгар тооцоололд) тодорхойлно, жишээлбэл:
Хаана IN- хөлөг онгоцны өргөн, м; Т- ноорог, м; α - усны шугамын бүрэн байдлын коэффициент; δ - ерөнхий бүрэн байдлын коэффициент; TO- усны шугамын хэлбэр, түүний бүрэн байдлаас хамаарах коэффициент, 0.086 - 0.089 хооронд хэлбэлздэг.
Дээрх томъёоноос харахад хөлөг онгоцны хажуугийн тогтвортой байдал нь B ба α нэмэгдэх тусам нэмэгддэг; T ба δ-ийн бууралттай; CV нэмэгдэхийн хэрээр z c; -тай
төвлөрсөн халаалтыг бууруулах z g. Тиймээс өргөн хөлөг онгоцууд, түүнчлэн CG бага байршилтай хөлөг онгоцууд илүү тогтвортой байдаг. CG буурах үед, өөрөөр хэлбэл илүү хүнд ачаа - машин, тоног төхөөрөмж - аль болох бага,
Өндөр барилга байгууламжийг гэрэлтүүлэх замаар (энэ зорилгоор заримдаа хөнгөн хайлшаар хийсэн дээд байгууламж, тулгуур, хоолой) метацентрийн өндөр нэмэгддэг. Мөн эсрэгээр, хөлөг онгоцны тавцан дээр хүнд ачаа хүлээн авах үед их бие, дээд бүтэц, тулгуур гэх мэт гадаргуу дээр мөсжилт үүсдэг бол хөлөг онгоц өвлийн нөхцөлд хөвж байх үед хөлөг онгоцны тогтвортой байдал буурдаг.
Гайхалтай туршлага. Баригдсан хөлөг онгоцон дээр анхны метацентрийн өндрийг (метацентрийн тогтвортой байдлын томъёог ашиглан) туршилтаар тодорхойлно - савыг хазайлгах замаар урьдчилан жинлэсэн ачааллыг хажуу тийш шилжүүлэх замаар 1.5-2 өнцгөөр гүйцэтгэдэг. Налуу туршилтын диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 150.
Цагаан будаа. 150. Налуу туршилтын схем.
1 - хэлтэс бүхий тавиур; 2 - жин ба арслан загас; 3 - ус эсвэл тосоор усанд орох; 4 - жингийн утас; 5 - зөөврийн бэхэлгээний жин
Өсгийтэй мөч M crачааллын дамжуулалтаас үүдэлтэй Рзайд цагт: M cr = Ru. Метацентрик тогтвортой байдлын томъёоны дагуу h = M KP /Dθ (нүгэл θ нь өнхрөх өнцгийн θ жижиг учир θ утгаараа солигдоно). Гэхдээ θ = d/l, Тийм учраас h = Pyl/Dd.
Энэ томъёонд орсон бүх хэмжигдэхүүнүүдийн утгыг налуу туршилтын явцад тодорхойлно. Нүүлгэн шилжүүлэлтийг хотгорын тэмдгийн дагуу хэмжсэн хур тунадасны үндсэн дээр тооцоолсноор тодорхойлно.
Жижиг хөлөг онгоцонд ачаа тээвэрлэх (гахайн төмөр, элсний уут гэх мэт) нь заримдаа хоосон хөлөг онгоцны нүүлгэн шилжүүлэлтийн 0.2-0.5% орчим жинтэй хүмүүсийг ажиллуулах замаар солигддог. Өнхрөх өнцгийг θ нь газрын тосны ваннд дүрсэн масштабаар хэмждэг. Саяхан жинг налуу туршилтын үеэр өсгийн өнцгийг нарийн хэмжих боломжийг олгодог тусгай төхөөрөмжөөр сольсон (ачаа зөөх үед үүсдэг хөлөг онгоцны савалгааг харгалзан) налуу хэмжигч гэж нэрлэгддэг.
Налуугийн туршилтыг ашиглан олсон анхны метацентрик өндрийг үндэслэн баригдсан хөлөг онгоцны CG-ийн байрлалыг дээрх томъёогоор тооцоолно.
Бүрэн ачаатай янз бүрийн төрлийн хөлөг онгоцны хувьд ойролцоогоор хөндлөн метацентрик өндрийг дараах байдлаар харуулав.
Том зорчигч тээврийн хөлөг онгоцууд …………………………… 0,3-1,5
Дунд болон жижиг зорчигч тээврийн хөлөг онгоцууд. . . ……………… 0.6-0.8
Хуурай ачааны том хөлөг онгоцууд…………………………….. 0.7-1.0
Дундаж………………………………………………………….. 0.5-0.8
Том танк ………………………………… 2.0-4.0
Дундаж………………………………………………………… 0.7-1.6
Голын зорчигч тээврийн хөлөг онгоц ………………………………… 3.0-5.0
Барж …………………………………………………………2.0-10.0
Мөс зүсэгч ……………………………………………………………1.5-4.0
Тогс………………………………………………… 0.5-0.8
Загас агнуурын хөлөг онгоц …………………………………… 0.7-1.0
Өндөр өнхрөх өнцөгт тогтвортой байдал. Савны өнхрөх өнцөг нэмэгдэхийн хэрээр засах момент эхлээд нэмэгддэг (Зураг 151, a-c), дараа нь буурч, тэгтэй тэнцүү болж, цаашид саад болохгүй, харин эсрэгээр хөлөг онгоцны цаашдын хазайлтыг дэмждэг (Зураг 1). 151, d).
Цагаан будаа. 151. Усан онгоц том өнцгөөр өсөх үед үзүүлэх хүчний үйлчлэл
Нүүлгэн шилжүүлснээс хойш Дөгөгдсөн ачааллын нөхцөлд тогтмол байх ба дараа нь сэргээх эргүүлэх момент M inхөшүүргийн өөрчлөлттэй пропорциональ өөрчлөгдөнө лхажуугийн тогтвортой байдал. 8 өнхрөх өнцгөөс хамааран тогтвортой байдлын гар дахь энэхүү өөрчлөлтийг тооцоолж график хэлбэрээр дүрсэлж болно. статик тогтвортой байдлын диаграммууд(Зураг 152), энэ нь тогтвортой байдлын хувьд хамгийн ердийн бөгөөд аюултай хөлөг онгоцыг ачих тохиолдлуудад зориулагдсан.
Статик тогтвортой байдлын диаграм нь хөлөг онгоцны тогтвортой байдлыг тодорхойлдог чухал баримт бичиг юм. Үүний тусламжтайгаар хөлөг онгоцонд нөлөөлж буй өсөх моментийн хэмжээг мэдэх боломжтой, жишээлбэл, Бофортын хэмжүүрээр тодорхойлсон салхины даралт (Хүснэгт 8), эсвэл онгоцонд ачаа шилжүүлэх, тэгш хэмтэй бус хүлээн зөвшөөрөгдсөн DP-ээс авах боломжтой. тогтворжуулагчийн ус эсвэл түлшний нөөц гэх мэт , - хэрэв энэ өнцөг том (10 ° -аас дээш) бол үүссэн өнхрөх өнцгийн утгыг ол. Жижиг өнхрөх өнцгийг дээрх метацентрик томъёог ашиглан диаграмм байгуулахгүйгээр тооцоолно.
Цагаан будаа. 152. Статик тогтвортой байдлын диаграм
Статик тогтвортой байдлын диаграммыг ашиглан хөлөг онгоцны анхны метацентрик өндрийг тодорхойлж болно, энэ нь хэвтээ тэнхлэг ба босоо тэнхлэгийн эхэн дээрх тогтвортой байдлын муруйн шүргэгчийн огтлолцлын цэгийн хоорондох сегменттэй тэнцүү байна. нэг радиантай тэнцүү өсгийн өнцөг (57.3 °). Мэдээжийн хэрэг, гарал үүслийн муруй нь эгц байх тусам анхны метацентрийн өндөр өндөр болно.
Статик тогтвортой байдлын диаграмм нь ялангуяа динамик хүчний үйл ажиллагаа гэж нэрлэгддэг гэнэтийн нөлөөллийн улмаас хөлөг онгоцны өсгийн өнцгийг олж мэдэх шаардлагатай үед ашигтай байдаг.
Хэрэв хөлөг дээр ямар нэгэн статик, өөрөөр хэлбэл хөдөлгөөнгүй, гөлгөр, хөдөлгөөнгүй, хэрэглэсэн хүч үйлчилдэг бол түүний үүсгэсэн өсгий момент нь статик тогтвортой байдлын диаграмаар тодорхойлогддог өнхрөх өнцгийг үүсгэдэг (засварлах моментуудын өөрчлөлтийн муруй хэлбэрээр бүтээгдсэн). Д(өнхрөх өнцгөөс) өсгий моментийн утгатай тэнцүү зайд хэвтээ тэнхлэгт параллель зурсан хэвтээ шулуун шугамын муруйтай огтлолцох цэг дээр (Зураг 153, а). Энэ үед (цэг А) статикийн үйлчлэлээс өсөх мөч
Салхи, далайн давалгааны шинж чанар
хүч нь хөлөг онгоц өсгийтэй байх үед үүсдэг сэргээх мөчтэй тэнцүү бөгөөд өсгийтэй хөлөг онгоцыг анхны шулуун байрлал руу буцаах хандлагатай байдаг. Өсгөх ба тэгшлэх мөчүүд тэнцүү байх өнхрөх өнцөг нь статик хэрэглэсэн хүчнээс хүссэн өнхрөх өнцөг юм.
Хэрэв өсгийн хүч нь хөлөг онгоцонд динамик байдлаар, өөрөөр хэлбэл гэнэт (салхины шуурга, чирэх кабелийн цохилт гэх мэт) үйлчилдэг бол түүний үүсгэсэн өсгийн өнцгийг статик тогтвортой байдлын диаграммаас өөрөөр тодорхойлно.
Цагаан будаа. 153. Статик нөлөөллөөс өнхрөх өнцгийг тодорхойлох ( А) ба динамикаар ( б) хэрэглэсэн хүч
Өсгөх моментийн хэвтээ шугам, жишээлбэл, шуурганы үеэр салхины үйлчлэлээс A цэгээс баруун тийш (Зураг 153, b) диаграмм доторх АВС-ийн таслагдсан талбай нь тэнцүү болтол үргэлжилнэ. талбай AODтүүний гадна талд; энэ тохиолдолд шулуун шугамын байрлалд тохирох өнхрөх өнцөг (E цэг). Нар, нь динамикаар үйлчлэх хүчний үйлчлэлээс хүссэн өнхрөх өнцөг юм. Физикийн хувьд энэ нь өсгийтэй моментийн ажлын өнхрөх өнцөгтэй тохирч байна (тэгш өнцөгтийн талбайг графикаар дүрсэлсэн) ODCE) нь сэргээх моментийн ажилтай тэнцүү болж хувирна (зургийн талбай Хоёулаа).
Хэрэв тэгшлэх моментийн муруйгаар хязгаарлагдсан талбай нь түүний гаднах өсгийтэй моментоор хязгаарлагдсан дүрсийн талбайтай тэнцэхэд хангалтгүй бол хөлөг онгоц хөмрөх болно. Тиймээс хөлөг онгоцны тогтвортой байдлыг харуулсан диаграммын гол шинж чанаруудын нэг нь муруй ба хэвтээ тэнхлэгээр хязгаарлагдах талбай юм. Зураг дээр. 154-т хоёр хөлөг онгоцны статик тогтвортой байдлын муруйг харуулав: анхны тогтвортой байдал өндөр, гэхдээ жижиг диаграмын талбайтай ( 1 ) ба түүнээс бага анхны метацентрик өндөртэй, гэхдээ хамт илүү том талбайдиаграмм (2). Сүүлчийн хөлөг онгоц нь илүү хүчтэй салхинд тэсвэртэй, илүү тогтвортой байдаг. Дүрмээр бол диаграмын талбай нь өндөр хөлгийн тавцантай хөлөг онгоцны хувьд илүү том, бага зайтай хөлөг онгоцны хувьд бага байдаг.
Цагаан будаа. 154. Өндөр (1) ба бага (2) хөлгийн хөлөг онгоцны статик тогтвортой байдлын муруй.
Далайн хөлөг онгоцны тогтвортой байдал нь ЗХУ-ын Бүртгэлийн Тогтвортой байдлын стандартад нийцсэн байх ёстой бөгөөд үүнд дараахь нөхцөлийг гол шалгуур болгон ("цаг агаарын шалгуур" гэж нэрлэдэг) заасан байдаг: хөмрөх мөч. М Def, өөрөөр хэлбэл, гулсмал хөдөлгөөн ба хамгийн их ачааллын нэгэн зэрэг нөлөөгөөр хөлөг онгоцыг хөмрөхөд хүргэдэг динамикаар үйлчлэх хамгийн бага момент нь хөлөг онгоцонд динамикаар гулсах моментоос багагүй байх ёстой. M crсалхины даралт дээр, өөрөөр хэлбэл K = М Def/M cr≥ л.00.
Энэ тохиолдолд хөмрөх моментийн утгыг тусгай схемийн дагуу статик тогтворжилтын диаграммаас, түүнтэй харьцуулсан өсөх моментийн утгыг (кН∙м-ээр) томъёоны дагуу (Зураг 155) олно. M cr = S p z n-д 0.001P, Хаана R in- салхины даралт, МПа буюу кгс/м 2 ("Шуурхай" баганад Бофортын хуваарийн дагуу эсвэл ЗХУ-ын Бүртгэлийн хүснэгтийн дагуу тодорхойлогддог); S n- далбаат талбай (хөлөг онгоцны гадаргуугийн хажуугийн проекцын талбай), м 2; z n- дарвуулын төвийг усны шугамаас дээш өргөх, м.
Статик тогтвортой байдлын диаграммыг судлахдаа муруй нь хэвтээ тэнхлэгтэй огтлолцох өнцөг нь сонирхолтой байдаг - нар жаргах өнцөг гэж нэрлэгддэг. Бүртгэлийн дүрмийн дагуу далайн хөлөг онгоцны хувьд энэ өнцөг нь 60 ° -аас багагүй байх ёстой. Үүнтэй ижил дүрмүүд нь диаграм дээрх тэгшлэх моментуудын хамгийн их утгыг өсгийн өнцгөөр 30 ° -аас багагүй байх ёстой бөгөөд 80 м хүртэл урттай хөлөг онгоцны хувьд хамгийн их тогтвортой байдлын гар нь 0.25 м-ээс багагүй байх ёстой. 105 м-ээс дээш урттай хөлөг онгоцны хувьд 0.20 м.
Цагаан будаа. 155. Салхины хүчний үйлчлэлээс өсөх моментийг тодорхойлох
шуурганд (дарвуулт газар сүүдэртэй)
Шингэн ачааны тогтвортой байдалд үзүүлэх нөлөө. Танкнууд дахь шингэн ачаа, савнууд бүрэн дүүрээгүй үед хөлөг онгоц хазайсан тохиолдолд хазайх чиглэлд хөдөлдөг. Үүнээс болж хөлөг онгоцны CG нэг чиглэлд хөдөлдөг (цэгээс G 0яг G), энэ нь сэргээх мөчний гарыг багасгахад хүргэдэг. Зураг дээр. 156 хэрхэн тогтвортой байдлын гарыг харуулж байна л 0шингэний ачааллын шилжилтийг харгалзан үзэхэд энэ нь буурна л.Түүгээр ч зогсохгүй чөлөөт шингэний гадаргуутай сав эсвэл тасалгаа илүү өргөн байх тусам CG-ийн хөдөлгөөн ихсэх ба улмаар хажуугийн тогтвортой байдал буурах болно. Тиймээс шингэн ачааны нөлөөллийг багасгахын тулд тэд савны өргөнийг багасгаж, ашиглалтын явцад чөлөөт түвшин үүсэх савны тоог хязгаарлахыг хичээдэг, өөрөөр хэлбэл хэд хэдэн савнаас нийлүүлэхийг нэг дор биш харин нийлүүлдэг. нэг нэгээр нь.
Бөөн ачааны тогтвортой байдалд үзүүлэх нөлөө.Бөөн ачаанд бүх төрлийн үр тариа, нүүрс, цемент, хүдэр, хүдрийн баяжмал гэх мэт орно.
Шингэн ачааны чөлөөт гадаргуу нь үргэлж хэвтээ хэвээр байна.
Үүний эсрэгээр, их хэмжээний ачаа нь ачааны гадаргуу ба хэвтээ хавтгай хоёрын хоорондох хамгийн том өнцгөөр тодорхойлогддог бөгөөд энэ үед ачаа тайван байх бөгөөд хэтэрсэн тохиолдолд асгарч эхэлдэг. Ихэнх их хэмжээний ачааны хувьд энэ өнцөг нь 25-35 ° байна.
Усан онгоцонд ачигдсан их хэмжээний ачаа нь сүвэрхэг буюу сүвэрхэг чанараар тодорхойлогддог, өөрөөр хэлбэл ачааны хэсгүүдийн шууд эзэлхүүн ба тэдгээрийн хоорондох хоосон зайны харьцаагаар тодорхойлогддог. Энэ шинж чанар нь ачааны өөрийнх нь шинж чанар болон түүнийг агуулахад ачих аргаас хамааран тээвэрлэх явцад түүний агшилтын (нягшилт) зэргийг тодорхойлдог.
Цагаан будаа. 156. Шингэн ачааны чөлөөт гадаргуугийн нөлөөллийг тодорхойлох
тогтвортой байдлын төлөө
Их хэмжээний ачаа (ялангуяа үр тариа) тээвэрлэх үед далайн шуурганы нөлөөгөөр хөлөг онгоцны гэнэтийн буюу том хазайлт (өнцгөөс хэтрэх) үед хөлөг онгоцны их бие чичирч, чичирч багасах үед хоосон зай үүсдэг. тайвшрах), тэдгээр нь нэг тал руу асгарч, савыг шулуун болгосны дараа анхны байрлалдаа бүрэн буцаж ирэхээ больсон.
Ийм байдлаар асгарсан ачааны хэмжээ (үр тариа) аажмаар нэмэгдэж, жагсаалтад хүргэдэг бөгөөд энэ нь хөлөг онгоцыг хөмрөхөд хүргэдэг. Үүнээс зайлсхийхийн тулд тусгай арга хэмжээ авдаг - тэд агуулахад асгасан үр тарианы орой дээр ууттай үр тариа байрлуулдаг (ачааны шуудай) эсвэл янданд нэмэлт түр зуурын уртын хаалт суурилуулдаг - шилжүүлэх самбар (154-р зургийг үз). Хэрэв эдгээр арга хэмжээг дагаж мөрдөөгүй бол ноцтой осол, тэр ч байтугай хөлөг онгоцыг алдах тохиолдол гардаг. Хөмрсний улмаас алдсан хөлөг онгоцны талаас илүү хувь нь задгай ачаа тээвэрлэж байсныг статистик харуулж байна.
Хүдрийн баяжмалыг тээвэрлэх үед онцгой аюул үүсдэг бөгөөд энэ нь аяллын явцад чийгшил өөрчлөгдөхөд, тухайлбал гэсгээх, хөлрөх үед маш хөдөлгөөнтэй болж, хажуу тийшээ амархан шилждэг. Энэхүү бага судлагдсан хүдрийн баяжмалын шинж чанар нь хэд хэдэн ноцтой хөлөг онгоцны осолд хүргэсэн.
ЛЕКЦ №4
Тогтвортой байдлын ерөнхий заалтууд. Бага налуу үед тогтвортой байдал. Метацентр, метацентрик радиус, метацентрик өндөр. Тогтвортой байдлын метацентрик томъёо. Усан онгоцонд ачаа тээвэрлэх үед буух параметр ба тогтвортой байдлыг тодорхойлох. Сул болон шингэн ачааны тогтвортой байдалд үзүүлэх нөлөө.
Гайхалтай туршлага.
Тогтвортой байдал Энэ нь аливаа гадны хүчний нөлөөгөөр хэвийн тэнцвэрт байдлаас гарсан хөлөг онгоц эдгээр хүчний үйлчлэл зогссоны дараа анхны байрлалдаа буцаж очих чадвар юм. Хөлөг онгоцыг хэвийн тэнцвэрийн байрлалаас нүүлгэн шилжүүлэх гадаад хүчинд: салхи, долгион, ачаа, хүмүүсийн хөдөлгөөн, түүнчлэн хөлөг онгоц эргэх үед үүсдэг төвөөс зугтах хүч, моментууд орно. Хөтөч нь хөлөг онгоцныхоо шинж чанарыг мэдэж, түүний тогтвортой байдалд нөлөөлж буй хүчин зүйлсийг зөв үнэлэх үүрэгтэй.
Хөндлөн ба уртааш тогтвортой байдлын хооронд ялгаа бий. Хөлөг онгоцны хажуугийн тогтвортой байдал нь хүндийн төвийн харьцангуй байрлалаар тодорхойлогддог Гба магнитудын төв ХАМТ.Хажуугийн тогтвортой байдлыг авч үзье.
Хэрэв хөлөг нэг талдаа жижиг өнцгөөр (5-10°) хазайсан бол (Зураг 1) төв цэг нь С цэгээс цэг рүү шилжинэ. Үүний дагуу гадаргууд перпендикуляр үйлчлэх тулгуур хүч нь тухайн цэг дээр төв хавтгайг (DP) огтолно. М.
Хөлөг онгоцны DP-ийн өнхрөх үед дэмжих хүчний чиглэлийн үргэлжлэлтэй огтлолцох цэгийг гэнэ. анхны мета төв М. Дэмжих хүчийг хэрэглэх цэг хүртэлх зай ХАМТанхны метатөв рүү дуудагдана метацентрик радиус .
Зураг 1 – Cбага өсгийт дээр хөлөг онгоцонд үйлчлэх статик хүч
Анхны мета төвөөс зай Мхүндийн төв рүү Гдуудсан анхны метацентрийн өндөр
.
Анхны метацентрик өндөр нь хөлөг онгоцны жижиг налуу дахь тогтвортой байдлыг тодорхойлдог бөгөөд метрээр хэмжигддэг бөгөөд хөлөг онгоцны анхны тогтвортой байдлын шалгуур юм. Дүрмээр бол моторт завь, хурдны завины анхны метацентрик өндөр нь 0.5-аас их байвал сайн гэж тооцогддог. м,зарим хөлөг онгоцны хувьд бага зөвшөөрөгдөх боловч 0.35-аас багагүй байна м.
Хурц хазайлт нь хөлөг онгоцыг эргэлдүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд чөлөөт өнхрөх хугацааг секундомероор хэмждэг, өөрөөр хэлбэл нэг туйлын байрлалаас нөгөө байрлал руу бүрэн дүүжин эргэх хугацааг хэмждэг. Савны хөндлөн метацентрик өндрийг дараахь томъёогоор тодорхойлно.
,
м
Хаана IN- хөлөг онгоцны өргөн, м; Т- өнхрөх хугацаа, сек.
Хүлээн авсан үр дүнг үнэлэхийн тулд Зураг дээрх муруйг ашиглана уу. 2, өгөгдлийн дагуу бүтээгдсэн 
dacha зохион бүтээсэн завь.
Ри.2 – ВЭхний метацентрик өндрийн хөлөг онгоцны уртаас хамаарах хамаарал
Хэрэв анхны метацентрик өндөр 
, дээрх томьёогоор тодорхойлогдох нь сүүдэрлэсэн шугамаас доогуур байх бөгөөд энэ нь хөлөг онгоц жигд өнхрөх боловч эхний тогтвортой байдал хангалтгүй, түүн дээр дарвуулт явах нь аюултай болно гэсэн үг юм. Хэрэв метатөв нь сүүдэртэй туузан дээр байрладаг бол хөлөг онгоц нь хурдан (хурц) эргэлддэг боловч тогтвортой байдал нь нэмэгддэг тул ийм хөлөг онгоц нь далайд илүү тохиромжтой боловч амьдрах чадвар нь хангалтгүй байдаг. Хамгийн оновчтой утгууд нь сүүдэрлэсэн зурваст багтах утгууд байх болно.
Нэг талдаа хөлөг онгоцны өнхрөх өнцгөөр хэмжигддэг 
босоо шугамтай төвийн хавтгайн шинэ налуу байрлалын хооронд.
Өсгийтэй тал нь эсрэг талынхаас илүү их усыг нүүлгэн шилжүүлэх бөгөөд хүндийн төв нь өсгий рүү шилжих болно. Дараа нь тулгуур ба жингийн үр дүнд үүссэн хүч тэнцвэргүй болж, мөртэй тэнцүү хос хүчийг үүсгэнэ.
.
Жин ба дэмжих хүчний давтагдах үйлдлийг засах мөчөөр хэмждэг.
.
Хаана Д- хөлөг онгоцны жинтэй тэнцүү хөвөх хүч; л- тогтвортой байдлын гар.
Энэ томьёог метацентр тогтвортой байдлын томъёо гэж нэрлэдэг бөгөөд зөвхөн жижиг өнхрөх өнцгүүдэд хүчинтэй бөгөөд энэ үед мета төвийг тогтмол гэж үзэж болно. Том өнхрөх өнцгүүдэд мета төв нь тогтмол биш бөгөөд үүний үр дүнд зөв тохируулах момент ба өнхрөх өнцгийн хоорондох шугаман хамаарал зөрчигддөг.
жижиг ( 
) ба том ( 
) метацентрик радиусыг профессор А.П.Фан дер Флетийн томъёог ашиглан тооцоолж болно.
;
.
Усан онгоцон дээрх ачааны харьцангуй байрлалын дагуу навигатор нь метацентрик өндрийн хамгийн таатай утгыг үргэлж олж чаддаг бөгөөд энэ үед хөлөг хангалттай тогтвортой, довтолгоонд өртөхгүй байх болно.
Өсгийтэй мөч нь хөлөг онгоцны дундуур мөрөн дээр хөдөлж, хөдөлгөөний зайтай тэнцүү ачааны жингийн үржвэр юм. Хэрэв хүн 75 жинтэй бол кг,эрэг дээр суух нь хөлөг онгоцоор 0.5-аар хөдөлнө м,Дараа нь өсгийтэй мөч нь 75 * 0.5 = 37.5-тай тэнцүү байх болно кг/м.
Хөлөг онгоцыг 10 ° -аар эргүүлэх мөчийг өөрчлөхийн тулд хөлөг онгоцыг төв хавтгайтай харьцуулахад бүрэн тэгш хэмтэй бүрэн нүүлгэн шилжүүлэх шаардлагатай. Усан онгоцны ачааллыг хоёр талдаа хэмжсэн ноорог ашиглан шалгах хэрэгтэй. Налуу хэмжигчийг АН-д хатуу перпендикуляр суурилуулсан бөгөөд ингэснээр 0 ° -ыг харуулна.
Үүний дараа та налуу хэмжигч 10 ° -ыг харуулах хүртэл ачааг (жишээлбэл, хүмүүсийг) урьдчилан тогтоосон зайд шилжүүлэх хэрэгтэй. Туршилтын туршилтыг дараах байдлаар гүйцэтгэнэ: хөлөг онгоцыг нэг талдаа, дараа нь нөгөө талдаа хазайлгана. Төрөл бүрийн өнцгөөр (хамгийн их) өнцгөөр унасан хөлөг онгоцны бэхэлгээний моментуудыг мэдэхийн тулд хөлөг онгоцны тогтвортой байдлыг үнэлэх боломжтой статик тогтвортой байдлын диаграммыг (Зураг 3) хийх боломжтой.
Fig.3 – Статик тогтвортой байдлын диаграм
Тогтвортой байдлыг хөлөг онгоцны өргөнийг нэмэгдүүлэх, хүндийн төвийг доошлуулах, товойсон товойлт суурилуулах замаар нэмэгдүүлэх боломжтой.
Хэрэв хөлөг онгоцны CG нь CV-ийн доор байрладаг бол хөлөг онгоцыг маш тогтвортой гэж үздэг, учир нь өнхрөх үед дэмжих хүч нь хэмжээ, чиглэлд өөрчлөгддөггүй, харин хэрэглэх цэг нь хөлөг онгоцны хазайлт руу шилждэг. (Зураг 4, а). Тиймээс, өсгийтэй байх үед эерэг сэргээх момент бүхий хос хүч үүсдэг бөгөөд энэ нь хөлөг онгоцыг шулуун гэдсээр хэвийн босоо байрлал руу буцаах хандлагатай байдаг. Үүнийг шалгах нь амархан h>0, метацентрик өндөр нь 0. Энэ нь хүнд дахилттай дарвуулт онгоцны хувьд ердийн зүйл бөгөөд ердийн их биетэй том хөлөг онгоцны хувьд ердийн зүйл биш юм.
Хэрэв CG нь CV-ийн дээр байрладаг бол тогтвортой байдлын гурван тохиолдол боломжтой бөгөөд үүнийг навигатор сайн мэддэг байх ёстой.
Тогтвортой байдлын 1-р тохиолдол
Метацентрик өндөр h>0. Хэрэв таталцлын төв нь магнитудын төвөөс дээгүүр байрласан бол хөлөг онгоц налуу байрлалд байх үед дэмжих хүчний үйл ажиллагааны шугам нь хүндийн төвөөс дээш төв хавтгайтай огтлолцдог (Зураг 4, б).
Зураг 4 – Тогтвортой савны тохиолдол
Энэ тохиолдолд нөхөн сэргээх эерэг мөч бүхий хэд хэдэн хүч үүсдэг. Энэ нь ихэнх уламжлалт хэлбэрийн завины хувьд ердийн зүйл юм. Энэ тохиолдолд тогтвортой байдал нь их бие болон хүндийн төвийн өндрийн байрлалаас хамаарна. Өсгийтэй байх үед өсгий тал нь усанд орж, нэмэлт хөвөх хүчийг бий болгож, хөлөг онгоцыг тэгшлэх хандлагатай байдаг. Гэсэн хэдий ч хөлөг онгоц өнхрөх рүү шилжих боломжтой шингэн болон задгай ачаатай өнхрөх үед хүндийн төв мөн өнхрөх рүү шилжинэ. Хэрэв өнхрөх үед таталцлын төв нь магнитудын төвийг мета төвтэй холбосон шугамаас цааш хөдөлвөл хөлөг онгоц хөмрөх болно.
Тогтворгүй савны ялгаагүй тэнцвэрт байдлын 2-р тохиолдол
Метацентрик өндөр h= 0. Хэрэв CG нь CG-ээс дээш байрласан бол өнхрөх үед тулгуур хүчний үйл ажиллагааны шугам нь CG MG = 0-ээр дамждаг (Зураг 5).
Зураг 5 – Тогтворгүй савны ялгаагүй тэнцвэрт байдал
Энэ тохиолдолд CV нь үргэлж CG-тэй нэг босоо байрлалд байрладаг тул сэргээх хос хүч байдаггүй. Гадны хүчний нөлөөлөлгүйгээр хөлөг онгоц босоо байрлал руу буцаж чадахгүй. Энэ тохиолдолд шингэн болон задгай ачааг хөлөг онгоцоор тээвэрлэх нь онцгой аюултай бөгөөд бүрэн хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй: бага зэрэг ганхах үед хөлөг онгоц хөмрөх болно. Энэ нь дугуй хүрээтэй завины хувьд ердийн зүйл юм.
Тогтворгүй тэнцвэртэй тогтворгүй хөлөг онгоцны 3 дахь тохиолдол
Метацентрик өндөр h<0. ЦТ расположен выше ЦВ, а в наклонном положении судна линия действия силы поддержания пересекает след диаметральной плоскости ниже ЦТ (рис. 6). Сила тяжести и сила поддержания при малейшем крене образуют пару сил с отрицательным восстанавливающим моментом и судно опрокидывается.
Зураг.6 - Cтогтворгүй тэнцвэрт байдалд байгаа тогтворгүй хөлөг онгоцны цацраг
Шинжилгээнд хамрагдсан тохиолдлууд нь хэрэв мета төв нь хөлөг онгоцны CG-ээс дээш байрладаг бол хөлөг онгоц тогтвортой байгааг харуулж байна. CG бага байх тусам хөлөг илүү тогтвортой байна. Практикт энэ нь ачааг тавцан дээр биш харин доод өрөө, тавиур дээр байрлуулах замаар хийгддэг.
Хөлөг онгоцонд гадны хүчний нөлөөлөл, түүнчлэн ачаа хангалттай хүчтэй бэхлэгдээгүйн улмаас хөлөг онгоцон дээр хөдөлж болно. Энэ хүчин зүйлийн хөлөг онгоцны буух параметрийн өөрчлөлт, түүний тогтвортой байдалд үзүүлэх нөлөөг авч үзье.
Ачааны босоо хөдөлгөөн.
Зураг 1 – Метацентрик өндрийн өөрчлөлтөд ачааны босоо хөдөлгөөний нөлөөлөл
Бага оврын ачааны хөдөлгөөнөөс болж хөлөг онгоцны буулт ба тогтвортой байдлын өөрчлөлтийг тодорхойлъё 
цэгээс босоо чиглэлд (1-р зураг). 
яг 
. Ачааны масс өөрчлөгдөхгүй тул хөлөг онгоцны шилжилт өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Тиймээс тэнцвэрийн эхний нөхцөл хангагдсан байна: 
. Биеийн аль нэгийг хөдөлгөхөд бүхэл системийн CG нэг чиглэлд хөдөлдөг гэдгийг онолын механикаас мэддэг. Тиймээс хөлөг онгоцны CG 
цэг рүү шилжих болно 
, босоо нь өөрөө хэмжигдэхүүний төвөөр өмнөх шигээ дамжих болно 
.
Хоёр дахь тэнцвэрийн нөхцөл хангагдсан болно: 
.
Манай тохиолдолд тэнцвэрийн хоёр нөхцөл хангагдсан тул бид дараахь дүгнэлтийг хийж болно. Ачаа босоо тэнхлэгт шилжих үед хөлөг онгоц тэнцвэрийн байрлалаа өөрчилдөггүй.
Анхны хажуугийн тогтвортой байдлын өөрчлөлтийг авч үзье. Усанд дүрсэн хөлөг онгоцны их биений эзэлхүүний хэлбэр, усны шугамын талбай өөрчлөгдөөгүй тул утгын төвийн байрлал өөрчлөгдөөгүй. 
ачаа босоо чиглэлд шилжих үед хөндлөн метацентр өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Зөвхөн хөлөг онгоцны CG хөдөлдөг бөгөөд энэ нь метацентрик өндрийг бууруулахад хүргэдэг 
, ба 
, хаана 
, Хаана 
- тээвэрлэсэн ачааны жин; кН;
- ачааны CG босоо чиглэлд шилжих зай; м.
Тиймээс шинэ утга учир 
, ачааг дээш хөдөлгөх үед (+) тэмдэг, доош (-) тэмдэг хэрэглэнэ.
Томъёогоос харахад ачааны босоо хөдөлгөөн нь дээшээ чиглэсэн хөлөг онгоцны хажуугийн тогтвортой байдал буурахад хүргэдэг бөгөөд доошоо шилжих үед хажуугийн тогтвортой байдал нэмэгддэг.
Тогтвортой байдлын өөрчлөлт нь бүтээгдэхүүнтэй тэнцүү байна 
. Хажуугийн тогтвортой байдлын өөрчлөлт нь том шилжилттэй хөлөг онгоцны хувьд бага нүүлгэн шилжүүлэлттэй хөлөг онгоцныхоос харьцангуй бага байх тул том нүүлгэн шилжүүлэлттэй хөлөг онгоцонд ачааны хөдөлгөөн нь жижиг хөлөг онгоцноос илүү аюулгүй байдаг.
Ачааны хөндлөн хэвтээ хөдөлгөөн.
Ачаа зөөвөрлөх 
цэгээс 
яг 
(Зураг 2) зайд 
хөлөг онгоцыг өнцгөөр эргүүлэхэд хүргэнэ 
ачааны хөдөлгөөний шугамтай параллель чиглэлд түүний CG-ийн шилжилт.
2-р зураг – Ачааны хөндлөвчний хөдөлгөөний үед өсгийтэй момент үүсэх
Өнцөг дээр бөхийх 
, хөлөг онгоц шинэ тэнцвэрийн байрлалд ирдэг, хөлөг онгоцны хүндийн хүч 
, одоо тухайн цэг дээр хэрэгжиж байна 
болон хүчийг хадгалах 
, цэг дээр хэрэглэнэ 
, шинэ усны шугамд нэг босоо перпендикуляр дагуу үйлчилнэ 
.
Ачааллын хөдөлгөөн нь өсөх мөч үүсэхэд хүргэдэг.
,
Хаана 
- ачаалал хөдөлж буй мөрөн, м.
Метацентрик тогтвортой байдлын томъёоны дагуу зөв тохируулах момент
.
Усан онгоц тэнцвэрт байдалд байгаа тул 
ба , ачааны хөндлөн хөдөлгөөний үед өнхрөх өнцөг хаана байна 
. Нэгэнт өнхрөх өнцөг бага, тэгвэл 
.
Хэрэв хөлөг онгоц аль хэдийн анхдагч өсгийн өнцөгтэй байсан бол ачааны хэвтээ хөдөлгөөний дараа өсгийн өнцөг болно. 
.
Тогтвортой байдлын гол шинж чанар засах мөчСалхи, давалгаа болон бусад шалтгааны нөлөөн дор ачаа нүүлгэн шилжүүлэхээс үүсэх өсгий, засах моментуудын статик эсвэл динамик (гэнэтийн) үйлдлийг хөлөг онгоц тэсвэрлэхэд хангалттай байх ёстой.
Өсгий (шүргэх) ба тэгшлэх мөчүүд нь эсрэг чиглэлд ажилладаг бөгөөд хөлөг онгоцны тэнцвэрийн байрлалд тэнцүү байна.
Ялгах хажуугийн тогтвортой байдал, хөндлөн хавтгай дахь хөлөг онгоцны налуу (хөлөг онгоцны өнхрөх) -д тохирсон, ба уртааш тогтвортой байдал(хөлөг онгоцны чимэглэл).
Далайн хөлөг онгоцны уртааш тогтвортой байдал нь илт хангагдаж, түүнийг зөрчих нь бараг боломжгүй, харин ачааг байрлуулах, шилжүүлэх нь хажуугийн тогтвортой байдлыг өөрчлөхөд хүргэдэг.
Усан онгоц хазайх үед түүний магнитудын төв (CM) CM траектор гэж нэрлэгддэг тодорхой муруй дагуу хөдөлнө. Хөлөг онгоцны жижиг хазайлттай (12 ° -аас ихгүй) төв цэгийн зам нь хавтгай муруйтай давхцдаг гэж үздэг бөгөөд үүнийг m цэг дээр төвтэй r радиустай нум гэж үзэж болно.
r радиус гэж нэрлэдэг хөлөг онгоцны хөндлөн метацентрик радиус, ба түүний төв m - хөлөг онгоцны анхны мета төв.
Метацентр - хөлөг онгоцыг хазайлгах явцад С магнитудын төв хөдөлдөг траекторийн муруйлтын төв. Хэрэв хазайлт нь хөндлөн хавтгайд (өнхрөх) тохиолдвол мета төвийг хөндлөн буюу жижиг гэж нэрлэдэг бол уртааш хавтгай дахь налууг уртааш буюу том гэж нэрлэдэг.
Үүний дагуу хөндлөн (жижиг) r ба уртааш (том) R метацентрик радиусуудыг ялгаж, өнхрөх, засах үед C траекторийн муруйлтын радиусыг төлөөлдөг.
Анхны мета төв t ба G хөлөг онгоцны хүндийн төвийн хоорондох зайг нэрлэнэ анхны метацентрийн өндөр(эсвэл зүгээр л метацентрийн өндөр) ба h үсгээр тэмдэглэнэ. Анхны метацентрик өндөр нь хөлөг онгоцны тогтвортой байдлын хэмжүүр юм.
h = zc + r - zg; h = zm ~ zc; h = r - a,
Энд a нь хүндийн төвийн (CG) CV-ээс дээш өргөгдсөн байдал.
Метацентрик өндөр (m.h.) - метацентр ба хөлөг онгоцны хүндийн төвийн хоорондох зай. M.v. нь өнхрөх эсвэл засах жижиг өнцгөөр засах моментуудыг тодорхойлох хөлөг онгоцны анхны тогтвортой байдлын хэмжүүр юм.
m.v нэмэгдэхийн хэрээр. Усан онгоцны тогтвортой байдал нэмэгддэг. Усан онгоцны эерэг тогтвортой байдлыг хангахын тулд мета төв нь хөлөг онгоцны хүндийн төвөөс дээгүүр байх шаардлагатай. Хэрэв m.v. сөрөг, өөрөөр хэлбэл. Мета төв нь хөлөг онгоцны хүндийн төвийн доор байрладаг, хөлөг онгоцонд үйлчилж буй хүч нь сэргээх мөч биш, харин өсөх мөчийг үүсгэдэг бөгөөд хөлөг онгоц нь анхны өнхрөх (сөрөг тогтвортой байдал) -аар хөвдөг бөгөөд үүнийг зөвшөөрөхгүй.
OG - хүндийн төвийг хөлийн дээгүүр өргөх; OM – каринагаас дээш метатөвийн өргөлт;
GM - метацентрик өндөр; CM - метацентрик радиус;
m - мета төв; G - хүндийн төв; C - магнитудын төв
G хөлөг онгоцны хүндийн төвтэй харьцуулахад мета төв m-ийн байршлын гурван боломжит тохиолдол байдаг.
m мета төв нь G хөлөг онгоцны хүндийн төвөөс дээш байрладаг (h > 0). Бага зэрэг хазайлттай үед таталцлын хүч ба хөвөх хүч нь хос хүчийг үүсгэдэг бөгөөд энэ мөч нь хөлөг онгоцыг анхны тэнцвэрт байдалд буцаах хандлагатай байдаг;
Хөлөг онгоцны CG G нь мета төвөөс дээш m (h< 0). В этом случае момент пары сил веса и плавучести будет стремиться увеличить крен судна, что ведет к его опрокидыванию;
Усан онгоцны хүндийн төв G ба мета төв m давхцаж байна (h = 0). Хос хүчний мөр байхгүй тул хөлөг онгоц тогтворгүй байх болно.
Мета төвийн физик утга нь энэ цэг нь хөлөг онгоцны анхны тогтвортой байдлыг алдагдуулахгүйгээр хөлөг онгоцны хүндийн төвийг өсгөх хязгаар болж үйлчилдэг явдал юм.
- Налуугийн хавтгайгаас хамаарч байдаг хажуугийн тогтвортой байдалөсгийтэй үед болон уртааш тогтвортой байдалзасах үед. Гадаргуугийн хөлөг онгоц (хөлөг онгоц) -ын хувьд хөлөг онгоцны их биеийн уртасгасан хэлбэрийн улмаас түүний уртааш тогтвортой байдал нь хөндлөн тогтвортой байдлаас хамаагүй өндөр байдаг тул навигацийн аюулгүй байдлыг хангахын тулд хажуугийн зөв тогтвортой байдлыг хангах нь хамгийн чухал юм.
- Налуугийн хэмжээнээс хамааран налуугийн жижиг өнцгүүдийн тогтвортой байдал нь ялгагдана ( анхны тогтвортой байдал) болон том налуу өнцөгт тогтвортой байдал.
- Үйлчлэх хүчний шинж чанараас хамааран статик ба динамик тогтвортой байдлыг ялгадаг.
Эхний хажуугийн тогтвортой байдал
Өнхрөх үед 10-15 ° хүртэлх өнцгөөр тогтвортой байдлыг анхны гэж үздэг. Эдгээр хязгаарын дотор зөв тохируулах хүч нь өнхрөх өнцөгтэй пропорциональ бөгөөд энгийн шугаман хамаарлыг ашиглан тодорхойлж болно.
Энэ тохиолдолд тэнцвэрийн байрлалаас хазайх нь хөлөг онгоцны жин эсвэл түүний хүндийн төвийн байрлалыг (CG) өөрчилдөггүй гадны хүчнээс үүдэлтэй гэж таамаглаж байна. Дараа нь дүрсэн хэмжээ нь хэмжээ нь өөрчлөгддөггүй, харин хэлбэр нь өөрчлөгддөг. Тэнцүү эзэлхүүний налуу нь ижил эзэлхүүнтэй усны шугамтай тохирч, ижил хэмжээтэй их биений живсэн эзэлхүүнийг таслана. Усны шугамын хавтгайн огтлолцох шугамыг налуу тэнхлэг гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь ижил эзэлхүүнтэй налуутай, усны шугамын талбайн хүндийн төвөөр дамжин өнгөрдөг. Хөндлөн налуутай бол энэ нь төв хавтгайд байрладаг.
Чөлөөт гадаргуу
Дээр дурдсан бүх тохиолдлууд нь хөлөг онгоцны хүндийн төв нь хөдөлгөөнгүй, өөрөөр хэлбэл хазайсан үед хөдөлдөг ачаалал байхгүй гэж үздэг. Гэхдээ ийм ачаалал байгаа үед тогтвортой байдалд үзүүлэх нөлөө нь бусдаас хамаагүй их байдаг.
Ердийн тохиолдол бол хэсэгчлэн дүүрсэн, өөрөөр хэлбэл чөлөөт гадаргуутай саванд шингэн ачаа (түлш, тос, тогтворжуулагч, бойлерийн ус) юм. Ийм ачаалал нь хазайсан үед хальж болно. Хэрэв шингэн ачаа савыг бүрэн дүүргэх юм бол энэ нь хатуу суурин ачаатай тэнцэнэ.
Чөлөөт гадаргуугийн тогтвортой байдалд үзүүлэх нөлөө
Хэрэв шингэн нь савыг бүрэн дүүргэхгүй, өөрөөр хэлбэл энэ нь үргэлж хэвтээ байрлалтай чөлөөт гадаргуутай бол савыг өнцгөөр хазайлгах үед θ шингэн нь налуу руу урсдаг. Чөлөөт гадаргуу нь KVL-тэй харьцуулахад ижил өнцгийг авна.
Шингэн ачааны түвшин ижил хэмжээтэй савыг тасалдаг, өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь ижил эзэлхүүнтэй усны шугамтай төстэй байдаг. Тиймээс өнхрөх үед шингэн ачааны халилтаас үүссэн мөч би би, хэлбэрийн тогтвортой байдлын моменттэй ижил төстэй байдлаар төлөөлж болно м f, зөвхөн би биэсрэг м f тэмдгээр:
δm θ = − γ f i x θ,Хаана би x- энэ хэсгийн хүндийн төвөөр дамжин өнгөрөх уртааш тэнхлэгтэй харьцуулахад шингэний ачааллын чөлөөт гадаргуугийн талбайн инерцийн момент; γ f- шингэн ачааны хувийн жин
Дараа нь чөлөөт гадаргуутай шингэн ачаалал байгаа үед сэргээх мөч:
m θ1 = m θ + δm θ = Phθ − γ f i x θ = P(h − γ f i x /γV)θ = Ph 1 θ,Хаана h- цус сэлбэлт байхгүй үед хөндлөн метацентрик өндөр; h 1 = h − γ f i x /γV- бодит хөндлөн метацентрик өндөр.
Цахилдаг жингийн нөлөө нь хөндлөн метацентрик өндрийг залруулж өгдөг δ h = − γ f i x /γV
Ус ба шингэн ачааны нягт нь харьцангуй тогтвортой байдаг, өөрөөр хэлбэл залруулгад гол нөлөө нь чөлөөт гадаргуугийн хэлбэр, эс тэгвээс түүний инерцийн момент юм. Энэ нь хажуугийн тогтвортой байдал нь голчлон өргөн, чөлөөт гадаргуугийн уртааш уртаас хамаарна гэсэн үг юм.
Сөрөг засварын утгын физик утга нь чөлөөт гадаргуутай байх нь үргэлж байдаг бууруулдагтогтвортой байдал. Тиймээс тэдгээрийг бууруулахын тулд зохион байгуулалтын болон бүтээлч арга хэмжээ авч байна.
Усан онгоцны динамик тогтвортой байдал
Статик нөлөөллөөс ялгаатай нь хүч ба моментуудын динамик нөлөө нь хөлөг онгоцонд ихээхэн өнцгийн хурд, хурдатгал өгдөг. Тиймээс тэдний нөлөөг эрч хүчээр, илүү нарийвчлалтайгаар хүчин чармайлтаар бус харин хүч, моментийн ажлын хэлбэрээр авч үздэг. Энэ тохиолдолд кинетик энергийн теоремыг ашигладаг бөгөөд үүний дагуу хөлөг онгоцны налуу кинетик энергийн өсөлт нь түүнд нөлөөлж буй хүчний ажилтай тэнцүү байна.
Өсгийтэй мөчийг хөлөг онгоцонд хэрэглэх үед м кр, хэмжээ нь тогтмол, энэ нь эргэлдэж эхэлдэг эерэг хурдатгал хүлээн авдаг. Та хазайх тусам сэргээх мөч нэмэгддэг боловч эхлээд өнцөг хүртэл нэмэгддэг θ ст, аль үед m cr = m θ, энэ нь бага өсгийтэй байх болно. Статик тэнцвэрийн өнцөгт хүрэхэд θ ст, эргэлтийн хөдөлгөөний кинетик энерги хамгийн их байх болно. Тиймээс хөлөг онгоц тэнцвэрийн байрлалд үлдэхгүй, харин кинетик энергийн улмаас цааш эргэлдэх болно, гэхдээ зөв эргэх мөч нь өсөх мөчөөс их байдаг тул аажмаар эргэлддэг. Өмнө нь хуримтлагдсан кинетик энерги нь нөхөн сэргээх моментийн илүүдэл ажлын үр дүнд унтардаг. Энэ ажлын хэмжээ нь кинетик энергийг бүрэн унтраахад хангалттай болмогц өнцгийн хурд нь тэг болж, хөлөг онгоц өсөхөө болино.
Усан онгоцны динамик агшинд авдаг хамгийн их налуу өнцгийг өсгийн динамик өнцөг гэж нэрлэдэг. θ дин. Үүний эсрэгээр, хөлөг онгоц ижил мөчийн нөлөөн дор хөвөх өнхрөх өнцөг (нөхцөлийн дагуу) m cr = m θ), статик өнхрөх өнцөг гэж нэрлэгддэг θ ст.
Хэрэв бид статик тогтворжилтын диаграммд хандвал ажил нь тэгшлэх моментийн муруйн доорх талбайгаар илэрхийлэгдэнэ. м-д. Үүний дагуу динамик өнхрөх өнцөг θ динталбайн тэгш байдлаас тодорхойлж болно OABТэгээд BCD, нөхөн сэргээх моментийн илүүдэл ажилд харгалзах. Аналитик байдлаар ижил ажлыг дараах байдлаар тооцоолно.
,0-ээс хооронд хэлбэлздэг θ дин.
Динамик банкны өнцөгт хүрсэн θ дин, хөлөг онгоц тэнцвэрт байдалд ордоггүй, гэхдээ хэт их зөв чиглүүлэх агшны нөлөөн дор шулуун хурдасч эхэлдэг. Усны эсэргүүцэл байхгүй тохиолдолд хөлөг онгоц өсгийтэй байх үед тэнцвэрийн байрлалын эргэн тойронд уналтгүй хэлбэлзэлд ордог. θ st / ed. Физик нэвтэрхий толь бичиг
Хөлөг онгоц, хөлөг онгоц нь өнхрөх, тайрахад хүргэдэг гадны хүчийг эсэргүүцэх, үйл ажиллагаа нь зогссоны дараа анхны тэнцвэрт байдалдаа буцаж очих чадвар; хамгийн чухалуудын нэг далайд тэнцэх чадвархөлөг онгоц. О. өсгийтэй үед...... Зөвлөлтийн агуу нэвтэрхий толь бичиг
Усан онгоцны чанар нь босоо байрлалд тэнцвэрт байдалд байгаа бөгөөд ямар нэгэн хүчний үйлчлэлээр түүнээс салгаж, үйл ажиллагаа нь зогссоны дараа дахин буцаж ирдэг. Энэ чанар нь навигацийн аюулгүй байдалд хамгийн чухал зүйлсийн нэг юм; маш олон байсан …… Нэвтэрхий толь бичиг Ф.А. Брокхаус ба И.А. Эфрон
G. Хөлөг онгоцны босоо байрлалд хөвөх, хазайсны дараа өөрийгөө шулуун болгох чадвар. Ефраимын тайлбар толь бичиг. Т.Ф.Ефремова. 2000... Орчин үеийн Толь бичигОрос хэл Ефремова
Тогтвортой байдал, тогтвортой байдал, тогтвортой байдал, тогтвортой байдал, тогтвортой байдал, тогтвортой байдал, тогтвортой байдал, тогтвортой байдал, тогтвортой байдал, тогтвортой байдал, тогтвортой байдал