Хөлөг онгоцны магнитудын төв (c.v.) ба хүндийн төв (c.g.) -ийг тодорхойлох арга. Метацентрик өндөр - хөлөг онгоцны тогтвортой байдлын шалгуур: томьёо Томъёоны төвийн байрлал тогтвортой байдалд хэрхэн нөлөөлдөг вэ
Хажуугийн тогтвортой байдлын онол нь хөлөг онгоцны дундах хавтгайд тохиолдох хөлөг онгоцны хазайлтыг авч үздэг бөгөөд өсгий момент гэж нэрлэгддэг гадаад момент мөн дундын хавтгайд үйлчилдэг.
Одоохондоо хөлөг онгоцны жижиг хазайлтаар хязгаарлагдахгүйгээр (тэдгээрийг "Эхний тогтвортой байдал" хэсэгт онцгой тохиолдол гэж үзэх болно) гадаад өсөх моментийн тогтмол нөлөөн дор хөлөг онгоцны өсгий байдлын ерөнхий тохиолдлыг авч үзье. цаг. Практикт ийм өсгийтэй мөч нь жишээлбэл, тогтмол салхины хүчний үйлчлэлээс үүсдэг бөгөөд түүний чиглэл нь хөлөг онгоцны хөндлөн хавтгай - дунд хэсгийн хавтгайтай давхцдаг. Энэ өсгийтэй мөчид өртөх үед хөлөг онгоц эсрэг тал руугаа тогтмол эргэлддэг бөгөөд түүний хэмжээ нь салхины хүч болон хөлөг онгоцны хэсэг дэх тэгшлэх моментоор тодорхойлогддог.
Усан онгоцны онолын талаархи уран зохиолд зураг дээр хөлөг онгоцны хоёр байрлалыг шууд ба жагсаалттай хослуулах нь заншилтай байдаг. Өсгийтэй байрлал нь хөлөг онгоцтой харьцуулахад усны шугамын шинэ байрлалтай тохирч байгаа бөгөөд энэ нь тогтмол живсэн эзэлхүүнтэй тохирч байгаа боловч өсгийтэй хөлөг онгоцны усан доорх хэсгийн хэлбэр нь тэгш хэмтэй байхаа больсон: баруун тал нь зүүнээс илүү живсэн байна. (Зураг 1).
Хөлөг онгоцны шилжилтийн нэг утгатай (хөлөг онгоцны тогтмол жинд) тохирох бүх усны шугамыг ихэвчлэн гэж нэрлэдэг. тэнцүү хэмжээ.
Бүх ижил эзэлхүүнтэй усны шугамын зураг дээрх үнэн зөв дүрслэл нь тооцоолоход ихээхэн бэрхшээлтэй холбоотой байдаг. Усан онгоцны онолын хувьд ижил эзэлхүүнтэй усны шугамыг графикаар дүрслэх хэд хэдэн арга байдаг. Өсгийн маш жижиг өнцгөөр (хязгааргүй тэнцүү эзэлхүүнтэй хазайлттай үед) Л.Эйлерийн теоремын үр дүнг ашиглаж болох бөгөөд үүний дагуу өсгийн хязгааргүй жижиг өнцгөөр ялгаатай тэнцүү эзэлхүүнтэй хоёр усны шугам дайран өнгөрөх шулуун шугамын дагуу огтлолцдог. талбайн нийтлэг таталцлын төвөөр дамжуулан (хязгаарлагдмал хазайлтын хувьд энэ мэдэгдэл хүчинтэй байх болно, учир нь усны шугам бүр талбайн өөрийн хүндийн төвтэй байдаг).
Сэргээх мөчийг бүрдүүлэх схем
Хэрэв бид хөлөг онгоцны жин ба гидростатик даралтын хүчний бодит хуваарилалтыг хийсвэрлэж, тэдгээрийн үйлдлийг төвлөрсөн үр дүнгээр сольж үзвэл бид диаграммд хүрнэ (Зураг 1). Усан онгоцны хүндийн төвд бүх тохиолдолд усны шугамд перпендикуляр чиглэсэн жингийн хүчийг хэрэглэнэ. Үүнтэй зэрэгцээд хөлөг онгоцны усан доорх эзэлхүүний төв хэсэгт хөвөх хүч үйлчилдэг. магнитудын төв(цэг ХАМТ).
Эдгээр хүчний зан төлөв (мөн гарал үүсэл) нь бие биенээсээ хамааралгүй байдаг тул нэг шугамын дагуу үйлчлэхээ больсон, харин ажиллаж байгаа усны шугамтай параллель ба перпендикуляр хос хүчийг үүсгэдэг. B 1 L 1. Жингийн хүчний тухайд РЭнэ нь усны гадаргуу дээр босоо, перпендикуляр хэвээр үлдэж, хазайсан хөлөг онгоц босоо тэнхлэгээс хазайдаг бөгөөд зөвхөн зургийн конвенц нь жингийн хүчний векторыг төвийн хавтгайгаас хазайхыг шаарддаг гэж бид хэлж чадна. Хэрэв та хөлөг онгоцон дээр суурилуулсан видео камерын нөхцөл байдлыг төсөөлж, далайн гадаргууг хөлөг онгоцны өнхрөх өнцөгтэй тэнцэх өнцгөөр дэлгэцэн дээр харуулж байгаа бол энэ аргын онцлогийг ойлгоход хялбар болно.
Үүний үр дүнд хос хүч нь моментийг үүсгэдэг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн нэрлэдэг сэргээх мөч. Энэ мөч нь гаднах өсгийтэй моментийг эсэргүүцдэг бөгөөд тогтвортой байдлын онолын анхаарлын гол объект юм.
Сэргээх моментийн хэмжээг нэг (хоёрын аль нэг) хүчний үржвэр ба тэдгээрийн хоорондох зайг томъёогоор (ямар ч хос хүчний хувьд) тооцоолж болно. статик тогтвортой байдлын мөрөн:
Формула (1) нь мөр ба момент хоёулаа хөлөг онгоцны өнхрөх өнцгөөс хамаардаг болохыг харуулж байна, өөрөөр хэлбэл. хувьсах (өнхрөх утгаараа) хэмжигдэхүүнийг илэрхийлнэ.
Гэсэн хэдий ч бүх тохиолдолд сэргээх моментийн чиглэл нь 1-р зураг дээрх зурагтай тохирч чадахгүй.
Хэрэв таталцлын төв (хөлөг онгоцны өндрийн дагуу ачааг байрлуулах өвөрмөц байдлын үр дүнд, жишээлбэл, тавцан дээр илүүдэл ачаа байгаа үед) нэлээд өндөр байвал нөхцөл байдал үүсч болно. жингийн хүч нь дэмжих хүчний үйл ажиллагааны шугамын баруун талд байна. Дараа нь тэдний мөч нь эсрэг чиглэлд үйлчилж, хөлөг онгоцны өсгийд хувь нэмэр оруулах болно. Гаднах өсгийтэй мөчтэй хамт тэд хөлөг онгоцыг хөмрөх болно, учир нь өөр эсрэг тэсрэг мөч байхгүй.
Энэ тохиолдолд хөлөг онгоцны тогтвортой байдал байхгүй тул энэ нөхцөл байдлыг хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй гэж үнэлэх нь тодорхой байна. Тиймээс, таталцлын төв өндөртэй тул хөлөг онгоц нь энэ чухал чанар болох тогтвортой байдлыг алдаж магадгүй юм.
Далайн нүүлгэн шилжүүлэлтийн хөлөг онгоцнуудад хөлөг онгоцны тогтвортой байдалд нөлөөлөх, түүнийг "удирдах" чадварыг зөвхөн хөлөг онгоцны байрлалыг тодорхойлдог ачаа, нөөцийг хөлөг онгоцны өндрийн дагуу оновчтой байрлуулах замаар л навигатагчид олгодог. хөлөг онгоцны хүндийн төв. Энэ нь хөлөг онгоцны усан доорх хэсгийн хэлбэртэй холбоотой (хөлөг онгоцны байнгын шилжилт ба таталттай) холбоотой байдаг тул багын гишүүдийн голын байрлалд үзүүлэх нөлөөллийг үгүйсгэхгүй. өөрчлөгдөөгүй бөгөөд хөлөг онгоцны өнхрөх үед хүний оролцоогүйгээр өөрчлөгддөг бөгөөд зөвхөн ноорогоос хамаарна. Их биений хэлбэрт хүний нөлөөлөл нь хөлөг онгоцны дизайны үе шатанд дуусдаг.
Тиймээс хөлөг онгоцны аюулгүй байдалд нэн чухал ач холбогдолтой хүндийн төвийн босоо байрлал нь багийнхны “нөлөөллийн хүрээнд” байдаг бөгөөд тусгай тооцоогоор байнгын хяналт шаарддаг.
Савны "эерэг" тогтвортой байдлыг тооцоолохын тулд метацентр ба анхны метацентрийн өндөр гэсэн ойлголтыг ашигладаг.
Хөндлөн метатөв- энэ бол хөлөг онгоц өсгийтэй байх үед утгын төв нь хөдөлдөг траекторийн муруйлтын төв юм.
Үүний үр дүнд мета төв (мөн цар хүрээний төв) нь тодорхой цэг бөгөөд түүний зан байдал нь зөвхөн усан доорх хэсэг дэх хөлөг онгоцны хэлбэрийн геометр ба түүний ноорхойгоор тодорхойлогддог.
Өнхрөхгүйгээр хөлөг онгоцны буулттай тохирох мета төвийн байрлалыг ихэвчлэн нэрлэдэг анхны хөндлөн метатөв.
Төвийн хавтгайд (DP) хэмжсэн хөлөг онгоцны хүндийн төв ба ачаалах тодорхой хувилбар дахь анхны мета төвийн хоорондох зайг гэж нэрлэдэг. анхны хөндлөн метацентрик өндөр.
Зураг дээр таталцлын төв нь тогтмол (өгөгдсөн ноорог) анхны метатөвтэй харьцуулахад бага байх тусам хөлөг онгоцны метацентрик өндөр байх болно, өөрөөр хэлбэл. Сэргээх мөч болон энэ агшин өөрөө илүү их байх тусмаа.
Хөлөг онгоцны хүндийн төвийн байрлалаас засах моментийн гарны хамаарал.
Тиймээс метацентрик өндөр нь хөлөг онгоцны тогтвортой байдлыг хянах чухал шинж чанар юм. Мөн түүний үнэ цэнэ их байх тусам ижил өнхрөх өнцгөөр засах моментийн утга их байх болно, өөрөөр хэлбэл. хөлөг онгоцны өсгийд тэсвэртэй байдал.
Хөлөг онгоцны жижиг өсгийтийн хувьд мета төв нь ойролцоогоор анхны мета төвийн байршилд байрладаг, учир нь магнитудын төвийн замнал (цэг) ХАМТ) тойрогтой ойрхон, радиус нь тогтмол байна. Мета төвд оройтой гурвалжингаас өнхрөх жижиг өнцгүүдэд хүчинтэй ашигтай томъёо гарч ирнэ ( θ <10 0 ÷12 0):
өнхрөх өнцөг хаана байна θ радианд ашиглах ёстой.
(1) ба (2) илэрхийллээс дараах илэрхийллийг олж авахад хялбар байдаг.
Энэ нь статик тогтвортой байдлын гар ба метацентрик өндөр нь хөлөг онгоцны жин ба түүний шилжилтээс хамаардаггүй, харин янз бүрийн төрөл, хэмжээтэй хөлөг онгоцны тогтвортой байдлыг харьцуулж болох бүх нийтийн тогтвортой байдлын шинж чанарыг илэрхийлдэг болохыг харуулж байна.
Статик тогтвортой байдлын гар
Тиймээс хүндийн төв өндөртэй хөлөг онгоцны хувьд (мод зөөгч) анхны метацентрик өндөр нь утгыг авдаг. h 0≈ 0 – 0.30 м, хуурай ачааны хөлөг онгоцны хувьд h 0≈ 0 – 1.20 м, задгай тээвэрлэгч, мөс зүсэгч, чирэгчийн хувьд h 0> 1.5 ÷ 4.0 м.
Гэсэн хэдий ч метацентрийн өндөр нь сөрөг утгыг авах ёсгүй. Формула (1) нь бусад чухал дүгнэлтийг гаргах боломжийг бидэнд олгодог: учир нь засах моментийн дарааллыг голчлон хөлөг онгоцны шилжилтийн хэмжээгээр тодорхойлдог. Р, дараа нь статик тогтвортой байдлын гар нь эргэлтийн моментийн өөрчлөлтийн мужид нөлөөлдөг "хяналтын хувьсагч" юм. M inөгөгдсөн нүүлгэн шилжүүлэлт дээр. Мөн өчүүхэн өөрчлөлтөөс l(θ)Тооцооллын алдаа эсвэл анхны мэдээллийн алдаанаас (хөлөг онгоцны зураг эсвэл хөлөг дээрх хэмжсэн параметрүүдээс авсан өгөгдөл) моментийн хэмжээ ихээхэн хамаардаг. M in, энэ нь хөлөг онгоцны налууг эсэргүүцэх чадварыг тодорхойлдог, i.e. түүний тогтвортой байдлыг тодорхойлох.
Тиймээс, анхны метацентрик өндөр нь бүх нийтийн тогтвортой байдлын шинж чанарыг гүйцэтгэдэг, хөлөг онгоцны хэмжээнээс үл хамааран түүний оршихуй, хэмжээг дүгнэх боломжийг олгодог.
Хэрэв бид том өнхрөх өнцгөөр тогтвортой байдлын механизмыг дагаж мөрдвөл залруулах мөчийн шинэ боломжууд гарч ирнэ.
Хөлөг онгоцны дурын хөндлөн хазайлтын хувьд магнитудын төвийн траекторын муруйлт. ХАМТөөрчлөлтүүд. Энэ зам нь тогтмол муруйлтын радиустай тойрог байхаа больсон, харин цэг бүрт өөр өөр муруйлт ба муруйлтын радиустай нэг төрлийн хавтгай муруй юм. Дүрмээр бол энэ радиус нь хөлөг онгоцны өнхрөх тусам нэмэгдэж, хөндлөн метацентр (энэ радиусын эхлэл) төвийн хавтгайг орхиж, түүний траекторийн дагуу хөдөлж, хөлөг онгоцны усан доорх хэсэг дэх магнитудын төвийн хөдөлгөөнийг дагаж мөрддөг. . Энэ тохиолдолд, мэдээжийн хэрэг, метацентрик өндрийн тухай ойлголтыг ашиглах боломжгүй болж, зөвхөн засах мөч (мөн түүний мөрөн) л(θ)) нь өндөр налуу үед хөлөг онгоцны тогтвортой байдлын цорын ганц шинж чанар хэвээр байна.
Гэсэн хэдий ч, энэ тохиолдолд анхны метацентрийн өндөр нь хөлөг онгоцны тогтвортой байдлын үндсэн шинж чанар болох үүргээ алдахгүй, учир нь засах моментийн дараалал нь түүний утгаас хамаардаг тул тодорхой "масштаб" дээр байдаг. хүчин зүйл, өөрөөр хэлбэл. өнхрөх том өнцөгт хөлөг онгоцны тогтвортой байдалд шууд бус нөлөөлөл хэвээр байна.
Тиймээс, ачихаас өмнө хөлөг онгоцны тогтвортой байдлыг хянахын тулд эхний шатанд эхний хөндлөн метацентрик өндрийн утгыг тооцоолох шаардлагатай. h 0, илэрхийллийг ашиглан:
Энд z G ба z M0 нь хөлөг онгоцтой холбоотой OXYZ координатын системийн эхлэл байрлах үндсэн хавтгайгаас хэмжигдэх тус тус хүндийн төв ба анхны хөндлөн метатөвийн хэрэглээний програмууд юм (Зураг 3).
Илэрхийлэл (4) нь тогтвортой байдлыг хангахад чиглүүлэгчийн оролцооны түвшинг нэгэн зэрэг илэрхийлдэг. Усан онгоцны хүндийн төвийн байрлалыг өндрөөр сонгох, хянах замаар багийнхан хөлөг онгоцны тогтвортой байдлыг хангаж, бүх геометрийн шинж чанарууд, ялангуяа: Z M0, тооцооны г график хэлбэрээр зохион бүтээгч өгсөн байх ёстой, гэж нэрлэдэг онолын зургийн элементүүдийн муруй.
Усан онгоцны тогтвортой байдлын цаашдын хяналтыг Далайн тээврийн бүртгэлийн (RS) эсвэл Олон улсын далайн байгууллагын (IMO) аргуудын дагуу гүйцэтгэдэг.
Анхны хөндлөн метацентрик өндөр
Статик тогтвортой байдлын диаграм
Баруун гар лмөн тэр мөч өөрөө M inстатик тогтвортой байдлын диаграмм (SSD) хэлбэрээр геометрийн тайлбартай байна (Зураг 4). DSO бол сэргээх мөчний гарны график хамаарал л(θ) эсвэл тэр мөч өөрөөM in (θ) өнхрөх өнцгөөс θ .
Энэ график нь дүрмээр бол хөлөг онгоцны зүүн тал руу өнхрөхөд зориулж дүрслэгдсэн байдаг, учир нь тэгш хэмтэй хөлөг онгоцны зүүн тал руу эргэлдэж буй зураг бүхэлдээ зөвхөн тухайн мөчийн тэмдгээр ялгаатай байдаг. M in (θ).
Тогтвортой байдлын онолд DSO-ийн ач холбогдол маш их байдаг: энэ нь зөвхөн графикийн хамаарал биш юм M in(θ); DSO нь тогтвортой байдлын үүднээс хөлөг онгоцны ачааллын төлөв байдлын талаархи дэлгэрэнгүй мэдээллийг агуулдаг. Хөлөг онгоцны DSO нь тухайн аялалд олон практик асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгодог бөгөөд хөлөг онгоцыг ачих, аялалд илгээх чадварыг илтгэх баримт бичиг юм.
Дараах шинж чанаруудыг DSO гэж тэмдэглэж болно.
· Тухайн хөлөг онгоцны DSO нь зөвхөн хөлөг онгоцны хүндийн төвийн харьцангуй байрлалаас хамаарна. Гболон анхны хөндлөн метатөв м(эсвэл метацентрик өндрийн утга h 0) ба нүүлгэн шилжүүлэлт Р(эсвэл ноорог d дундаж) тусгай тохируулга ашиглан шингэн ачаа, хангамжийн бэлэн байдлыг харгалзан үзэх,
· тодорхой хөлөг онгоцны их биеийн хэлбэр нь мөрөн дээгүүр DSO-д илэрдэг l(θ),биеийн контурын хэлбэрт хатуу холбогдсон , хэмжигдэхүүний төвийн шилжилтийг илэрхийлдэг ХАМТхөлөг онгоц өсгийтэй байх үед ус руу орж буй тал руу.
метацентрийн өндөр h 0, шингэн ачаа ба нөөцийн нөлөөллийг харгалзан тооцсон (доороос харна уу) нь DSO дээр цэг дээрх DSO-д шүргэгч шүргэгч хэлбэрээр харагдана. θ = 0, өөрөөр хэлбэл:
DSO-ийн барилгын зөв эсэхийг баталгаажуулахын тулд түүн дээр барилгын ажил хийдэг: өнцгийг нь хойш нь тавьдаг θ = 1 рад (57.3 0) ба DSO-д гипотенуз шүргэгч гурвалжин байгуулна. θ = 0, хэвтээ хөл θ = 57.3 0. Босоо (эсрэг) хөл нь метацентрийн өндөртэй тэнцүү байх ёстой h 0тэнхлэгийн масштаб дээр л(м).
· Анхны параметрүүдийн утгыг өөрчлөхөөс бусад тохиолдолд DSO-ийн төрлийг өөрчлөх боломжгүй h 0Тэгээд Р, учир нь DSO нь утгаараа хөлөг онгоцны их биений өөрчлөгдөөгүй хэлбэрийг нэг ёсондоо тусгадаг. л(θ);
метацентрийн өндөр h 0үнэндээ DSO-ийн төрөл, цар хүрээг тодорхойлдог.
Өнхрөх өнцөг θ = θ 3, DSO график нь x тэнхлэгтэй огтлолцох үед DSO-ийн нар жаргах өнцөг гэнэ. Нар жаргах өнцөг θ 3Зөвхөн нэг шулуун шугамын дагуу жингийн хүч ба хөвөх хүчний нөлөө үзүүлэх өнхрөх өнцгийн утгыг тодорхойлно. л(θ 3) = 0. Өнхрөх үед хөлөг онгоцны хөмрөлтийг шүүнэ
θ = θ 3Энэ нь зөв биш байх болно, учир нь хөлөг онгоцны хөмрөлт нь DSO-ийн хамгийн дээд цэгийг давсны дараа удалгүй эхэлдэг. DSO-ийн хамгийн их цэг ( л = л m (θ m)) нь зөвхөн жингийн хүч ба дэмжих хүчний хоорондох хамгийн их зайг заана. Гэсэн хэдий ч хамгийн их хөшүүрэг би болба хамгийн их өнцөг θ мтогтвортой байдлын хяналтын чухал хэмжигдэхүүн бөгөөд холбогдох стандартад нийцэж байгаа эсэхийг шалгах шаардлагатай.
DSO нь хөлөг онгоцны статикийн олон асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг олгодог, жишээлбэл, тогтмол (хөлөг онгоцны өнхрөхөөс үл хамааран) өсөх моментийн нөлөөн дор хөлөг онгоцны өнхрөх статик өнцгийг тодорхойлох. M cr= const. Энэ өсгийн өнцгийг өсгий болон тэгшлэх мөчүүд тэнцүү байх нөхцөлөөр тодорхойлж болно M in (θ) = M cr. Практикт энэ асуудлыг хоёр моментийн графикуудын огтлолцлын цэгийн абсциссыг олох даалгавар болгон шийддэг.
Өсгий ба зөв мөчүүдийн харилцан үйлчлэл
Статик тогтвортой байдлын диаграмм нь хөлөг онгоц хазайсан үед зөв эргэх мөчийг бий болгох чадварыг харуулдаг. Түүний гадаад төрх нь зөвхөн өгөгдсөн аялалд хөлөг онгоцны ачих параметртэй тохирч, тодорхой шинж чанартай байдаг ( Р = Р i ,h 0 =h 0i). Усан онгоцонд ачих аялал, тогтвортой байдлын тооцоог төлөвлөхөд оролцдог навигатор нь удахгүй болох аялалд хөлөг онгоцны хоёр мужид зориулсан тодорхой DSO-ийг барих үүрэгтэй: ачааны анхны байрлал өөрчлөгдөөгүй, 100% ба 10. хөлөг онгоцны дэлгүүрүүдийн %.
Шилжилт ба метацентрик өндрийн янз бүрийн хослолуудын статик тогтвортой байдлын диаграммыг бүтээхийн тулд тэрээр хөлөг онгоцны баримт бичигт байгаа туслах график материалыг, жишээлбэл, пантокаренс эсвэл бүх нийтийн статик тогтвортой байдлын диаграммыг ашигладаг.
Пантокарена
Хөлөг онгоцны ахмадын тогтвортой байдал, хүч чадлын талаарх мэдээллийн нэг хэсэг болгон зохион бүтээгч нь Pantocares-ийг хөлөг онгоцонд нийлүүлдэг. Пантокаренань тухайн хөлөг онгоцны их биений хэлбэрийг тогтвортой байдлын хувьд тусгасан бүх нийтийн графикууд юм.
Пантокаренсыг (Зураг 6) зарим нэг хөлөг онгоцны жин (эсвэл түүний ноорог) -аас хамааран хэд хэдэн график хэлбэрээр (өөр өөр өнцгөөр (θ = 10,20,30,….70˚)) дүрсэлсэн болно. тогтвортой байдлын гарны хэлбэрүүд гэж нэрлэгддэг статик тогтвортой байдлын гарны нэг хэсэг нь - l f (P, θ ).
Пантокарена
Хэлбэрийн гар нь хөвөх хүчний анхны төвтэй харьцуулахад хөдлөх зай юм C охөлөг онгоц эргэлдэж байх үед (Зураг 7). Хүчний төвийн энэ шилжилт нь зөвхөн биеийн хэлбэртэй холбоотой бөгөөд таталцлын төвийн өндрийн байрлалаас хамаардаггүй нь тодорхой байна. Өсгийн янз бүрийн өнцгөөр гарны хэлбэр дүрсийн багц (судасны тодорхой жингийн хувьд P=P i) пантокарен графикаас хасагдсан (Зураг 6).
Тогтвортой байдлын гарыг тодорхойлох л(θ) ба удахгүй болох аяллын статик тогтвортой байдлын диаграммыг барьж, гарны хэлбэрийг жингийн гараар нөхөх шаардлагатай. би орлоо, тооцоолоход хялбар:
Дараа нь ирээдүйн DSO-ийн ординатуудыг дараах илэрхийллээр олж авна.
Хэлбэр ба жингийн тогтвортой гар
Хоёр ачааллын төлөвийн тооцоог хийсний дараа ( R zap.= 100% ба 10%, хоёр DSO-ийг хоосон маягт дээр бүтээсэн бөгөөд энэ нь энэ аялалд хөлөг онгоцны тогтвортой байдлыг тодорхойлдог. Тогтвортой байдлын параметрүүд нь далайн хөлөг онгоцны тогтвортой байдлын үндэсний болон олон улсын стандартад нийцэж байгаа эсэхийг шалгах хэвээр байна.
Өгөгдсөн хөлөг онгоцны бүх нийтийн DSO-г ашиглан DSO барих хоёр дахь арга бий (хөлөг онгоцонд тусгай туслах материал байгаа эсэхээс хамаарна).
Хөлөг онгоцны магнитудын төв (c.v.) ба хүндийн төв (c.g.) -ийг тодорхойлох арга
Хөлөг онгоцны аль ч цэгийн байрлалыг тодорхойлох, үүнд в. т ба в. в., хөлөг онгоцны их биетэй тогтмол холбогдсон координатын тэнхлэгийн системийг ашиглана.
Босоо тэнхлэгийг OZ нь DP-ийн дундын хүрээний хавтгайтай огтлолцох шугам, урт - хэвтээ тэнхлэг нь OX нь DP-ийн үндсэн хавтгайтай огтлолцох шугам, хөндлөн - хэвтээ тэнхлэг нь OY нь тэнхлэгийн шугам юм. дунд хэсгийн огтлолцол - үндсэн хавтгайтай хүрээ. Энэ тохиолдолд тэнхлэгүүдийн эерэг чиглэлийг тэнхлэгийн чиглэлийг OX - оруулах, OY - баруун тийш, OZ - дээшээ авна. Бидний сонирхож буй g ба c цэгүүдийн байрлалыг ойролцоогоор ба яг хамааралтай хамаарлыг ашиглан олж болно. Координатыг тодорхойлох ойролцоо арга c. В. Координат в. В. хөлөг онгоцны өргөний дагуу, DP-тэй харьцуулахад хөлөг онгоцны тэгш хэмийн улмаас энэ нь үргэлж диаметрийн хавтгайд байх ёстой, өөрөөр хэлбэл. y c =0.
Хэрэв энэ тэгш байдал байхгүй бол хөлөг онгоц хазайх болно.
Хөлөг онгоцны уртын дагуух c цэгийн координат нь нум болон арын хэсэгт огтлолцоогүй бол хөлөг онгоцны дунд хэсэгт үргэлж ойрхон байх ба жижиг хязгаарт дундын хүрээнээс байрлалаа өөрчилдөг. Ихэвчлэн xc нь +0.02L-ээс -0.035L хооронд хэлбэлздэг бөгөөд L нь савны урт юм.
Координат в. В. хөлөг онгоцны өндөр нь дараахь хязгаарт хэлбэлзэж болно: тэгш өнцөгт хөндлөн огтлолтой хөлөг онгоцны хувьд z c = 0.5T, T нь хөлөг онгоцны ноорог; гурвалжин хөндлөн огтлолтой хөлөг онгоцны хувьд z c нь тэнцүү байх вэ? Үндсэн хавтгайгаас T, i.e. z с =0.66Т, иймд энэ координат нь хөндлөн огтлолын хэлбэр, тиймээс харгалзах бүрэн байдлын коэффициентээс хамаарна.
Хэмжээний төв (c.v.) ба хүндийн төв (c.t.) -ийн координатыг тодорхойлох Налуу байрлалгүй хөлөг онгоцны хүндийн төв (g), i.e. тэнцвэрт байрлалд хөвж байгаа нь үргэлж магнитудын төвтэй (c) нэг босоо байрлалд байх ёстой. Энэ нь хөлөг онгоцон дээрх ачааг зохих ёсоор байрлуулах замаар хийгддэг бөгөөд энэ тохиолдолд y c = 0 байна.
Өндөрт g цэгийн байрлал, i.e. түүний хэрэглээ z g нь ачааны өндөртэй харьцуулахад хөлөг дээрх ачааны байршлаас хамаардаг ба хөлөг онгоцны хажуугийн H өндрийн фракцаар илэрхийлэгдэж болно.
Энд k - туршилтын коэффициент, түүний утга нь хоосон ачааны хөлөг онгоцонд 0.35?0.5, чирэх шураг хөлөг онгоцонд 0.60?0.70 байна.
Ачаатай ачааны хөлөг онгоц, түүнчлэн тавцан дээрх дээд бүтэцтэй зорчигч тээврийн хөлөг онгоцны хувьд z g-ийн утга N-ээс их байж болно, i.e. k>1.0.
Таталцлын төвийн координатын утгыг үнэн зөв тодорхойлохын тулд хөлөг онгоцыг жингийн зүйлд хувааж, эдгээр жингийн хэсгүүдийн хүндийн төвүүдийн үндсэн онгоц ба дундын онгоц - хүрээнээс хол зайг авна. тодорхойлсон.
Бүх жингийн ачааллыг тодорхойлж, тэдгээрийн хүндийн төвийн мөрийг олж, хүчний моментуудыг тооцоолсны дараа хөлөг онгоцны уртын дагуух хүндийн төвийн координатыг x g томъёогоор тодорхойлно.
Энд UM n - хөлөг онгоцны нум дахь жингийн элементүүдийн бүх хүчний моментуудын нийлбэр нь хөлөг онгоцны дундах - хүрээний хавтгайтай харьцуулахад;
UM k - хөлөг онгоцны дундах онгоц - хүрээтэй харьцуулахад хөлөг онгоцны ар талын жингийн элементүүдийн бүх хүчний моментуудын нийлбэр.
(+) тэмдэг нь хүндийн төвийн абсцисса нь хөлөг онгоцны нуманд, (-) тэмдэг нь хөлөг онгоцны хойд хэсэгт байрлаж байгааг илтгэнэ, учир нь энд x тэнхлэг нь сөрөг байна. үнэ цэнэ.
z g өндрийн дагуу хүндийн төвийн координатыг томъёогоор тодорхойлно
Энд UM нь үндсэн хавтгайд хамаарах бүх хүчний моментуудын нийлбэр юм.
Трапецын дүрэм, хөлөг онгоц ба өрөмдлөгийн эзэлхүүний шилжилтийг тодорхойлох арга
Эзлэхүүний шилжилтийг янз бүрийн аргаар тодорхойлж болно. Трапецын дүрмийг ашиглахад үндэслэсэн аргыг практикт хангалттай нарийвчлалтай өгдөг хамгийн энгийн аргыг авч үзье.
Эхлээд бид муруй шугамаар хүрээлэгдсэн дүрсүүдийн талбайг тодорхойлохын тулд трапецын дүрмийг ашигладаг.
Муруй шугаман дүрсийг (Зураг 7) n тэнцүү хэсэгт хуваая. Ийм хэсэг бүрийн урт нь байх ба хэсэг бүрийн u i талбайг трапецын талбайнууд гэж тодорхойлж болно, тэдгээрийн талууд нь ординатууд y i, өндөр нь Dl.
Зураг 7 - Трапецын аргаар талбайг тооцоолох схем
Тиймээс S = š 1 + š 2 + ... š n-1 + š n эсвэл
u утгыг бие даасан трапецын талбайн хэлбэрээр томъёонд орлуулснаар бид олж авна
Энэ илэрхийллийг трапецын дүрмийн томьёо гэж нэрлэдэг ба y 0 +y 1 +y 2 +y 3 +….+y n-1 +y n нь ординатуудын нийлбэр бөгөөд үүнийг үүгээр тэмдэглэнэ үү? 0 ;
Үүнийг нэмэлт өөрчлөлт гэж нэрлэдэг.
Дөрвөлжин хаалтанд байгаа бүх утга нь залруулсан дүн бөгөөд үүнийг дараах байдлаар тэмдэглэв үү? зассан бол муруй шугамын талбайн илэрхийлэлийг дараах байдлаар товчилж бичиж болно.
Бүх тооцооллыг хүснэгт хэлбэрээр хийх нь хамгийн тохиромжтой (Хүснэгт 1).
Усан онгоцны эзэлхүүний шилжилтийг тооцоолохдоо хөлөг онгоцны гадаргуу болон одоо байгаа усны шугамын хавтгайгаар хязгаарлагдсан усан доорх хэсгийн эзэлхүүнийг тооцоолох шаардлагатай.
Трапецын дүрмийн дагуу эзэлхүүний шилжилтийг тооцоолохдоо хөлөг онгоцны хэмжээс ба түүний тоймыг мэдэж байгаа тул эзэлхүүний шилжилт V-ийг V 1 +V 2 +V 3 +...+ эзэлхүүний нийлбэрээр сольсон болно. V n-1 +V n усан доорх хэсэг нь хөлөг онгоцны дундах хавтгайтай параллель ижил зайд байрладаг хөлөг онгоцоор хуваагддаг - хүрээ, эсвэл одоо байгаа усны шугамын хавтгай.
Хүснэгт 1 - Трапецын аргаар талбайн тооцоо
8-р зурагт заасны дагуу усан шугамын урт L, ноорог T хөлөг онгоцыг хөлөг онгоцны дундах хүрээний хавтгайтай параллель n тасалгаа болгон хуваасан тохиолдлыг авч үзье.
Зураг 8 - Усан онгоцны дундах хүрээний хавтгайтай параллель онгоц бүхий хөлөг онгоцны хэсэг
Усан онгоцны тасалгааны эзэлхүүнийг тэг ба эхний хэсгүүдийн хооронд V 1, эхний ба хоёр дахь хэсгээс V 2 гэх мэтээр тэмдэглээд бид хөлөг онгоцны усан доорх хэсгийн эзэлхүүний илэрхийлэлийг бичнэ.
V=V 1 +V 2 +V 3 +…+V n-1 +V n .(30)
Савны сонгосон тасалгаануудын эзэлхүүнийг хүрээний талбайн нийлбэр ба DL хоорондын зайны хагасын үржвэрээр тодорхойлж, дараа нь тэгшитгэл хэлбэрийг авна.
эсвэл өмнөхтэй адилтгаж, бид байх болно
Энд F 0 +F 1 +….+F n - хүрээнүүдийн талбайн нийлбэр;
Нэмэлт өөрчлөлт;
дөрвөлжин хаалт дахь илэрхийлэл нь зассан дүн юм.
Хүрээний талбайг тодорхойлохын тулд F i (Зураг 9), DP-тэй харьцуулахад хөлөг онгоцны тэгш хэмийн улмаас хүрээний талбайн зөвхөн хагасыг тодорхойлж, дараа нь үр дүнг хоёр дахин нэмэгдүүлнэ. Энэ тохиолдолд T нооргийг m тэнцүү хэсэгт хувааж, хуваах цэгүүдээр y 0, y 1 ...., y m ординатуудыг зурвал эдгээр ординатуудаар хязгаарлагдсан талбайнууд f 1, f 2, .. байна. .., f м. Ординатуудын хоорондох зай
Зураг 9 - Хүрээний талбайг тооцоолох схем
Өмнөхтэй ижил төстэй байдлаар F i хүрээний талбайг тодорхойлох тэгшитгэл нь хэлбэртэй болно
эхлээд хүрээний дагуух ординатуудыг, дараа нь савны уртын дагуух хүрээг нэгтгэн гаргаж авсан давхар залруулсан нийлбэр хаана байна.
Эзлэхүүний нүүлгэн шилжүүлэлтийг үндсэн хавтгайтай параллель ижил зайтай онгоцтой хөлөг онгоцыг огтолж, дараа нь эдгээр онгоцнуудаас үүссэн тасалгаануудыг нэгтгэн дүгнэж болно (Зураг 10).
Энэ тохиолдолд ноорог T нь m тэнцүү хэсгүүдэд хуваагдаж, бие биенээсээ зайтай S-ийн хэд хэдэн усны шугамын талбайнууд үүсдэг.
Зураг 10 - Үндсэн хавтгайтай параллель онгоц бүхий хөлөг онгоцны хэсэг
Өмнөхтэй адил савны эзэлхүүний шилжилтийг тодорхойлох илэрхийлэл нь хэлбэртэй байна
Усны шугам тус бүрийн талбайг S 0, S 1, .... S m хамаарлаар тодорхойлно.
Усны шугамын дагуух ординатуудыг эхлээд дараа нь хөлөг онгоцны татуургын дагуух усны шугамыг нэгтгэн гаргаж авсан давхар зассан нийлбэр хаана байна.
Хоёр тохиолдолд эзлэхүүний шилжилтийг тодорхойлох үр дүн ижил байх болно гэдгийг харахад хялбар байдаг.
Савны эзэлхүүний шилжилтийн тооцоог үргэлж хүснэгт хэлбэрээр хийдэг (Хүснэгт 2).
Энэ хүснэгтэд хөлөг онгоцны онолын зургаас харахад нэг талын хүрээ тус бүрийн усны шугам тус бүрд ординатын утгыг y оруулсан болно. Ординатуудыг хэвтээ ба босоогоор нийлбэрлэж, нийлбэр бүрийн залралтыг туйлын ординатуудын нийлбэрээр олох, зассан нийлбэрийг олох уу? корр. Хэвтээ шугамаар хүрээ тус бүрийн талбайг утгыг үржүүлэх замаар тооцоолох уу? isp дээр DT (усны шугамын хоорондох зай), босоо баганад харгалзах утгуудыг үржүүлэх замаар усны шугам бүрийн талбайг тооцоолох уу? isp on DL (дизайн хүрээ хоорондын зай).
Хүснэгтийн баруун доод буланд баганын дүнгийн залруулсан нийлбэр ба нэгэн зэрэг CU мөрийн дүнгийн залруулсан нийлбэрийг авна. Энэ утга нь босоо болон хэвтээ байдлаар ижил байх ёстой бөгөөд энэ нь эзэлхүүний шилжилтийг зөв тооцоолоход чиглэсэн хяналт юм.
Хүснэгт 2 - Хүрээ, усны шугам, хөлөг онгоцны шилжилтийн талбайн тооцоо
|
Загварын хүрээний тоо |
Усны шугамын дугаар. |
Нэмэлт өөрчлөлт |
Залруулсан дүн?y |
Хүрээний талбай F=2ДT?y |
|||||
|
Нэмэлт өөрчлөлт Залруулсан дүн?y Усны шугамын талбай |
Давхар залруулсан үнийн дүнгийн тооцоогоор ?? , томъёог ашиглан эзэлхүүний шилжилтийг тодорхойлно
Хүснэгтээс олж авсан хүрээний талбайн утгыг ашиглан хөлөг онгоцны уртын дагуу эдгээр талбайн өөрчлөлтийн муруйг ихэвчлэн байгуулдаг. Ийм муруйг хүрээний дагуух шугам гэж нэрлэдэг. Үүнийг хийхийн тулд L хөлөг онгоцны уртыг зарим масштабаар зурж, F 0-ээс F n хүртэлх бүх ижил зайтай дизайны хүрээнүүдийн байрлалыг зурсан болно. Дахин бүтээгдсэн ординатууд дээр F хүрээнүүдийн дүрсэн талбайн утгыг зохих масштабаар зурсан болно.Эдгээр ординатуудын төгсгөлүүдийг холбосон муруйг хүрээний дагуух шугам гэж нэрлэдэг (Зураг 11).
Зураг 11 - Хүрээний дагуу үүсэх хэлбэр
Энэ өрөм нь дараахь шинж чанартай байдаг.
1. Трапецын дүрмийн дагуу тооцоолсон L шугам, гадна ординат ба хүрээний дагуух шугамаар хязгаарлагдсан зургийн талбай нь хөлөг онгоцны эзэлхүүний шилжилттэй тоогоор тэнцүү байна;
2. Abscissa c.t. энэ хэсэг нь c.v-ийн абсциссыг илэрхийлдэг. хөлөг онгоц, өөрөөр хэлбэл X-тэй
3. Байлдааны талбайн хүрээний бүрэн байдлын коэффициент нь хөлөг онгоцны эзэлхүүний шилжилтийн уртааш бүрэн байдлын коэффициентээс өөр зүйл биш юм.
4. Хүрээгээр барих нь хөлөг онгоцны уртын дагуух эзэлхүүний шилжилтийн тархалтын шинж чанарын талаар тодорхой ойлголт өгдөг бөгөөд үүнийг хөлөг онгоцны хүчийг тооцоолохдоо мэдэх шаардлагатай.
Үүний нэгэн адил хөлөг онгоцны ноорогоос хамааран усны шугамын талбайн өөрчлөлтийн муруйг байгуулна (Зураг 12). Энэ муруйг усны шугам гэж нэрлэдэг. Үүнийг хийхийн тулд T хөлөг онгоцны төслийг тодорхой масштабаар зурж, S 0-ээс S m хүртэлх бүх ижил зайд байгаа усны шугамын байрлалыг зурсан болно. Өөр масштабаар, харгалзах усны шугамаас сэргээгдсэн абсцисса бүр дээр түүний талбайн утгыг зурна. Эдгээр абсциссуудын төгсгөлүүдийг холбосон муруйг усны шугам гэж нэрлэдэг. Энэ нь дараах шинж чанаруудтай.
1. Трапецын дүрмийн дагуу тооцоолсон T шугам, туйлын абсцисс ба усны шугамын дагуух шугамаар хязгаарлагдсан зургийн талбай нь хөлөг онгоцны эзэлхүүний шилжилттэй тоогоор тэнцүү байна;
Зураг 12 - Усны шугамын дагуух байлдааны шугам
2. Талбайн хүндийн төвийн ординат нь савны Z c хэмийн төвийн ординаттай тэнцүү байна.
3. Усны шугамын дагуух тогтоцын талбайн бүрэн байдлын коэффициент нь хөлөг онгоцны шилжилтийн босоо бүрэн байдлын коэффициент юм.
4. Муруй нь савны өндрөөр эзлэхүүний шилжилтийн тархалтын шинж чанарыг нүдээр харуулдаг бөгөөд энэ нь хөлөг онгоцны гөлгөр контурыг тодорхойлоход чухал ач холбогдолтой юм.
1. Гадаргуугийн хөвөгч биеийн тогтвортой байдал
2. Гадаргуугийн хөвөгч биеийн тогтвортой байдал
Гадаргуу дээр хөвж буй бие нь аливаа гадны хүчний нөлөөн дор нэг чиглэлд хазайж болно. Биеийн анхны байрлалдаа буцаж орох чадварыг түүний тогтвортой байдал гэж нэрлэдэг.
Хөвөгч бие эсвэл хөлөг онгоц нь хүндийн төв g, магнитудын төв c ба мета төв m гэсэн гурван онцлог цэгтэй байдаг. Хуурай ачааны хөлөг онгоцны хүндийн төв g өнхрөх үед байрлалаа өөрчилдөггүй. Усан онгоц хазайх үед магнитудын төв нь хазайх чиглэлд хөдөлдөг бол Архимедийн хүчний үйлчлэлийн шугам нь навигацийн "0 - 0" тэнхлэгийг метатөв гэж нэрлэдэг цэгээр огтолдог. Усан онгоц хазайх үед мета төвийн байрлал тогтмол байдаггүй. Гэсэн хэдий ч u = 15 ° -аас ихгүй өнцгөөр мета төвийн байрлал бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байгаа бөгөөд өөрчлөгдөөгүй гэж хүлээн зөвшөөрөгддөг. Энэ тохиолдолд c хэмжигдэхүүний төв нь r радиустай m цэгээс дүрслэгдсэн дугуй нумын дагуу ойролцоогоор хөдөлж, метацентрик радиус гэж нэрлэгддэг. Савны тогтвортой байдал нь c, g, m төвүүдийн харьцангуй байрлалаас хамаарна.
Бид өнцгөөр жагсаалт хүлээн авсан хөлөг онгоцтой гэж бодъё< 15 о (рисунок 13). Для надводно - плавающих тел Архимедова сила D всегда равна силе веса G. Эти две силы образуют пару сил, стремящуюся вернуть судно в первоначальное (нормальное) положение. Таким образом, рассматриваемый случай является случаем остойчивого положения судна.
Хоёрдахь тохиолдлыг (Зураг 14), таталцлын төв g нь навигацийн тэнхлэг дээр үнэ цэнийн төвөөс дээш байрлах үед дүрсэлцгээе. Энэ тохиолдолд хөлөг онгоцыг өнцгөөр хазайлгах үед үүссэн мөч нь хөлөг онгоцыг хэвийн байрлал руу буцаах хандлагатай байдаг, i.e. мөн энэ тохиолдолд бид хөлөг онгоцны тогтвортой байрлалтай байна.
Зураг 13 - Хүндийн төв нь магнитудын төвөөс доогуур байх үед хөлөг онгоцны тогтвортой байдал.
Зураг 14 - Хүндийн төв нь мета төвөөс доогуур, харин магнитудын төвөөс дээш байх үед хөлөг онгоцны тогтвортой байдал
Гэсэн хэдий ч, ижил нөхцөлд хоёр дахь тохиолдолд тогтвортой байдал нь эхний тохиолдолд тогтвортой байдлаас бага байгааг анзаарахад хялбар байдаг, учир нь хос хүчний хөшүүрэг, улмаар эхний тохиолдолд сэргээх момент байх болно. илүү.
Эцэст нь таталцлын төв нь мета төвөөс дээш байрлах гурав дахь тохиолдлыг авч үзье (Зураг 15). Үүний үр дүнд үүссэн хос хүч нь хөлөг онгоцыг илүү их хазайлгах хандлагатай байдаг. Энэ тохиолдолд хөлөг онгоцыг хэвийн байдалд нь буцаах хүчин чадал байхгүй. Бидэнд хөлөг онгоцны байрлал тогтворгүй болсон тохиолдол бий. Хүндийн төвийн өөр байрлалтай хөлөг онгоцтой холбоотой гурван тохиолдлыг авч үзвэл хөлөг онгоцны хүндийн төв өндөр байх тусам түүний тогтвортой байдал буурна гэж хэлж болно. Тиймээс биеийн тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд хүндийн төвийг багасгахыг үргэлж хичээх хэрэгтэй.
Зураг 15 - Хүндийн төв нь мета төвөөс дээш байх үед хөлөг онгоцны тогтвортой байдал
Хөвөгч биетүүдийн тогтвортой байдалд хос хүчний янз бүрийн нөлөөлөл нь хүндийн төв g ба мета төв m-ийн харьцангуй байрлалаас хамаарна. Мета төв нь таталцлын төвөөс дээш байрласан үед бие нь тогтвортой, харин мета төв нь хүндийн төвөөс доош байрласан үед тогтворгүй байдаг. Үүнийг мөн r ба a хоорондын хамаарлаар тодорхойлж болно, энд a нь хүндийн төв ба магнитудын төв хоорондын зай юм. c төв нь g төвөөс доош сэлэлтийн тэнхлэг дээр байрлах үед a-ийн эерэг утга нь c ба g төвүүдийн харьцангуй байрлалтай тохирч байгааг ерөнхийд нь хүлээн зөвшөөрдөг.
Тиймээс
r>a үед - хөлөг онгоц тогтвортой (1 ба 2-р тохиолдол),
r Усанд сэлэх тэнхлэг дээрх таталцлын төв ба мета төвийн хоорондох зайг мета төвийн өндөр h гэж үзнэ. h,r ба а хоёрын хооронд дараах хамаарал байна Хэрэв бид дээр дурдсан хөлөг онгоцны байрлалын тохиолдлуудад дахин анхаарлаа хандуулбал эхний болон хоёр дахь тохиолдолд h>0, гурав дахь тохиолдолд метацентрийн өндөр h байгааг анзаарах болно.< 0. Следовательно, знак при h характеризует остойчивость судна. Положительное значение метацентрической высоты характеризует остойчивое положение судна, а отрицательное значение метацентрической высоты - неостойчивое. Эцэст нь, мета төв m нь өнцгөөр хазайсан үед хөлөг онгоцны хүндийн төвтэй давхцах үед, i.e. h=0 эсвэл r= a үед бид хөлөг онгоцны тогтворгүй байрлалтай байх болно, учир нь энэ тохиолдолд архимедын D хүч ба G хөлөг онгоцны хүндийн хүчний үйлчлэлийн шугамууд давхцах тул сэргээх мөч үүсэх боломжгүй. Усанд сэлэлтийн онолын хувьд энэ тохиолдлыг хайхрамжгүй байдал гэж нэрлэдэг. Усан онгоцыг ажиллуулах явцад заримдаа шугаман хөдөлгөөнөөс муруйн дагуух хөдөлгөөн рүү шилжих шаардлагатай болдог. Энэ нь хөлөг онгоцонд гадны хүчийг хэрэглэсэн тохиолдолд боломжтой бөгөөд түүний мөчүүд нь хөлөг онгоцыг анхны хөдөлгөөний чиглэлээс хазайлгахад хүргэдэг. Усан онгоцны чиглэлийг өөрчлөх, муруй замаар явах чадварыг авхаалж самбаа гэж нэрлэдэг. Хөлөг онгоцны чиглэлийг хоёр аргаар өөрчлөх боломжтой - хөдөлгөгч төхөөрөмж эсвэл тусгай жолоодлогын төхөөрөмжийн тусламжтайгаар. Эхний аргыг зөвхөн хоёр хөдөлгүүртэй өөрөө явагч хөлөг онгоцонд ашиглаж болно. Хөдөлгүүрийн төхөөрөмжүүдийн тусламжтайгаар хөлөг онгоц T хөдөлгүүрийн зогсоолуудын хэмжээ нь тэгш бус эсвэл эсрэг чиглэлд чиглүүлсэн бол чиглэлээ өөрчилдөг (Зураг 16). Зураг 16 - Хөлөг онгоцны уян хатан байдал Энэ тохиолдолд тоон утгыг томъёогоор тодорхойлж болох хос хүчнээс момент үүсдэг. Энд T 1 ба T 2 нь зүүн ба баруун хөдөлгөгчийн зогсоол юм; l - сэнсний тэнхлэг хоорондын зай. Энэ мөч нь хөлөг онгоцыг чиглэлээ өөрчлөхөд хүргэдэг. Хэрэв T 1 = T 2 байвал хөлөг онгоц урагшлах хөдөлгөөнийг хүлээн авахгүйгээр байрандаа эргэлдэнэ. Хэрэв T 1 >T 2 бол хөлөг онгоц эргүүлэх моментийн нөлөөн дор эргэхээс гадна урагшлах хөдөлгөөнтэй байх ба хэрэв T 1 бол<Т 2 судна, кроме вращения, будет иметь и поступательное движение назад. Ихэвчлэн хөлөг онгоцыг эргүүлэхийн тулд жолооны төхөөрөмжийг ашигладаг бөгөөд энэ нь хамгийн ерөнхий тохиолдолд хөлөг онгоцны ар талын арын урсгалд байрлах босоо хавтан (жолооны ир) юм (Зураг 17). Жолооны ир нь о тэнхлэгийг тойрон эргэлдэж болно. Хавтанг бэхлэх, эргүүлэх бусад төхөөрөмжүүдийн хамт залуур гэж нэрлэдэг. Зураг 17 - Жолоо эргүүлэх үед хөлөг онгоцонд үйлчлэх хүч Хэрэв жолоо нь диаметрээс b өнцгөөр хазайсан бол хөлөг онгоцны хурд V үед гидромеханикийн хуулиудын дагуу жолоодлого дээр гидродинамик даралтын хүч үйлчилдэг бөгөөд түүний хэмжээг Жосселийн томъёогоор тодорхойлж болно. энд R a нь жолооны ир дээрх усны даралт; F - жолооны ирний усан доорх хэсгийн талбай; V - хөлөг онгоцны хурд; b - жолооны шилжилтийн өнцөг (диаметрээс хазайх өнцөг); k b - b өнцгөөс хамааран туршилтын коэффициент, энэ нь 1 м/сек хөлөг онгоцны хурдтай жолооны ирний талбайн 1 м 2 дахь даралтыг илэрхийлнэ. k b-ийн утгыг эмпирик томъёогоор тодорхойлно k-ийн утгыг нэг шурагтай хөлөг онгоцны хувьд 400 н/м 3, хос шурагтай хөлөг онгоцны хувьд 225 н/м 3 байхыг зөвлөж байна. Усан онгоцон дээрх жолоог b өнцөгт шилжүүлэхэд харилцан тэнцвэртэй (нэг жигд хөдөлгөөнтэй) эсэргүүцлийн хүч R ба зогсолтын T хүчнээс гадна дараахь хүчүүд мөн үйлчилнэ. 1. Момент үүсгэгч хос хүч M. Энэ моментийн тоон утгыг хамаарлаар тодорхойлно. Энэ томъёонд утга нь хамаагүй бага, b нь жолооны ирний урт, l нь хөлөг онгоцны урт бөгөөд үүнээс болж утгыг үл тоомсорлодог. P a-ийн утгыг (48) тэгшитгэлд орлуулсны дараа хэрэв хөлөг тогтмол хурдтай хөдөлж байвал моментийн хэмжээ cosb sinb бүтээгдэхүүнээс хамаарах нь тодорхой байна. Энэ бүтээгдэхүүн нь b = 36 o үед хамгийн ихдээ хүрдэг. Усан онгоцны эргэлтийн момент нэмэгдэхгүй тул жолооны ирийг 35-36 хэмээс дээш хазайх нь утгагүй юм. 2., жолооны эргэлтийн эсрэг чиглэлд хөлөг онгоцыг эргүүлэх. Үүнийг батлахын тулд g цэг дээр эсрэг чиглэлд чиглэсэн Ra хүчийг хэрэглэцгээе. Энэ нь хөлөг онгоцны тэнцвэрийг алдагдуулахгүй. g цэг дээр нэг Ra хүч нь жолооны ирэнд үйлчлэх Ra хүчтэй хамт хос хүчийг үүсгэдэг. Үүнийг бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд нь задалъя. Хүч нь жолооны ирний тоормосны нөлөөгөөр хөлөг онгоцны хөдөлгөөний эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь хөдөлгөөний чиглэлд тодорхой өнцгөөр байрладаг. Хүч нь хөлөг онгоцны хажуугийн шилжилтийг (зөрөх) үүсгэдэг бөгөөд түүний оршихуй нь хажуугийн татах хүч үүсэх шалтгаан болдог. нь хөлөг онгоцыг анхны чиглэлээ өөрчлөхөд хүргэдэг хүч юм. Жолооны ирийг b өнцөгт шилжүүлэхтэй холбоотойгоор үүсэх хүчний харилцан үйлчлэлийн нарийн төвөгтэй схем нь хөлөг онгоцны хөдөлгөөний маш нарийн төвөгтэй замыг тодорхойлдог. Судасны хөдөлгөөний гурван үеийг авч үзэх нь заншилтай байдаг. Эхнийх нь жолоодлогын жолоодлого, хүчний нөлөөн дор хөлөг хажуу тийшээ хазайх үед маневрлах чадвартай байдаг. Хоёр дахь нь хувьслын шинж чанартай бөгөөд хөлөг онгоц тогтмол тэнхлэгийн эргэн тойронд жигд эргэлдэж эхлэх хүртэл үргэлжилнэ. Гурав дахь нь тогтвортой, хөлөг онгоцонд ажиллаж буй бүх хүч ба тэдгээрийн мөчүүд харилцан тэнцвэржиж, хөлөг онгоц тойрог хэлбэрээр хөдөлж эхэлдэг. Усан онгоцны хүндийн төвийн бүрэн эргэлтийн үед дүрслэгдсэн муруйг хөлөг онгоцны эргэлт гэж нэрлэдэг (Зураг 21), түүний диаметр нь эргэлтийн диаметр юм. Усан онгоц бүрэн эргэлт хийх хугацааг эргэлтийн үе гэж нэрлэдэг. Эргэлтийн диаметр бага байх тусам хөлөг онгоцны авхаалж самбаа сайтай байдаг тул хөвөгч байгууламжаар хязгаарлагдмал усан бүсэд модоор урсдаг зам дээр ажиллах ёстой rafting хөлөг онгоцны хамгийн чухал чанаруудын нэг нь авхаалж самбаа юм. Эргэлтийн диаметрийг томъёогоор тодорхойлж болно S нь жолооны ирний талбай, м2; l,T - хөлөг онгоцны урт ба ноорог, м; OB - хажуугийн шилжилт үүсэх үед маневр хийх хугацаа, тоогоор k-тэй тэнцүү; МЭӨ бол хувьслын үе юм.
Хөлөг онгоцны уртын тогтвортой байдал нь түүний хөндлөн тогтвортой байдлаас хамаагүй өндөр байдаг тул аюулгүй жолоодлогын хувьд зөв хөндлөн 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
Эхний хажуугийн тогтвортой байдал. Усан онгоцонд үйлчилж буй хүчний систем
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 бол, i.e. хөлөг онгоц өнцгөөр хазайсан үед үргэлж хэвтээ байрлалыг эзэлдэг чөлөөт гадаргуутай θ шингэн нь налуу руу урсдаг. Чөлөөт гадаргуу нь KVL-тэй харьцуулахад ижил өнцгийг авна.
Шингэн ачааны түвшин нь ижил хэмжээний савыг тасалдаг, өөрөөр хэлбэл. тэдгээр нь тэнцүү хэмжээний усны шугамтай төстэй. 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 бууруулдаг
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 Marine Dictionary - Хөргөгчтэй хөлөг онгоцны Зааны Ясан Тирупати анхны тогтвортой байдал нь сөрөг Тогтвортой байдал гэдэг нь хөвөгч хөлөг өнхрөх, зүсэх, эвдрэл дууссаны дараа тэнцвэрт байдалд буцаж ирэхэд хүргэдэг гадны хүчийг эсэргүүцэх чадвар юм. Википедиа
Усанд живсэн далавчнаас үүссэн өргөх хүчний нөлөөн дор хөдөлж байх үед их бие нь уснаас дээш гарч ирдэг хөлөг онгоц. Уг хөлөг онгоцны патентыг 1891 онд Орост олгосон боловч эдгээр хөлөг онгоцыг 20-р зууны 2-р хагасаас ашиглаж эхэлсэн... ... Зөвлөлтийн агуу нэвтэрхий толь бичиг
Газар дээр ч, усан дээр ч явах чадвартай бүх төрлийн тээврийн хэрэгсэл. Усанд явагч тээврийн хэрэгсэл нь битүүмжилсэн их биетэй байдаг бөгөөд үүнийг заримдаа илүү сайн хөвөхийн тулд суурилуулсан хөвөгчөөр дүүргэдэг. Усан дээр хөдөлж байна ... ... Технологийн нэвтэрхий толь бичиг
- (Малай) төрлийн дарвуулт хөлөг онгоц, эвэрт хажуугийн тогтвортой байдлыг бэхэлсэн хөвөгч сувгаар хангадаг. гол руу хөндлөн цацраг бүхий бие. Уг хөлөг онгоц нь дарвуулт катамарантай төстэй. Эрт дээр үед П. Номхон далайн тухай харилцах хэрэгсэл болж байв... ... Том нэвтэрхий толь бичиг Политехникийн толь бичиг
хоёр нутагтан "Нисэх" нэвтэрхий толь бичиг
хоёр нутагтан- (Хос амьдралын хэв маягийг удирдан чиглүүлдэг Грекийн амфибиос) усан онгоц, газардах төхөөрөмжөөр тоноглогдсон, усны гадаргуу болон хуурай газрын нисэх онгоцны буудал дээр суурилах чадвартай. Хамгийн түгээмэл нь A. завь юм. Уснаас хөөрөх ...... "Нисэх" нэвтэрхий толь бичиг
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.
мета төв m 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.
§ 12. Усан онгоцны далайд тэнцэх чадвар. 1-р хэсэг
Иргэний болон цэргийн хөлөг онгоц хоёулаа далайд гарах чадвартай байх ёстой.Математик анализ ашиглан эдгээр чанарыг судлах тусгай шинжлэх ухааны салбар юм. хөлөг онгоцны онол.
Хэрэв асуудлыг математикийн аргаар шийдвэрлэх боломжгүй бол тэд шаардлагатай хамаарлыг олохын тулд туршилт хийж, онолын дүгнэлтийг практикт туршиж үздэг. Усан онгоцны бүх далайцтай байдлыг сайтар судалж, туршсаны дараа л тэд үүнийг бүтээж эхэлдэг.
"Хөлөг онгоцны онол" сэдвээр далайд гарах чадварыг хоёр хэсэгт судалдаг. хөлөг онгоцны статик ба динамик. Статик нь хөвөгч хөлөг онгоцны тэнцвэрт байдлын хуулийг судалдаг бөгөөд тэдгээртэй холбоотой чанарууд: хөвөх чадвар, тогтвортой байдал, живэхгүй байх. Динамик нь хөлөг онгоцны хөдөлгөөнийг судалж, удирдах чадвар, цохилт, хөдөлгөх чадвар зэрэг шинж чанаруудыг харгалзан үздэг.
Ингээд хөлөг онгоцны далайд тэнцэх чадвартай танилцацгаая.
Хөлөг онгоцны хөвөх чадвархөлөг онгоцны зориулалтын дагуу зориулалтын ачааг үүрч, тодорхой ноорог дээр усан дээр хөвөх чадварыг нэрлэдэг.
Хөвөгч хөлөг онгоцонд үргэлж хоёр хүч үйлчилдэг: a) нэг талаас, жингийн хүч, хөлөг онгоцны өөрөө болон түүн дээрх бүх ачааны жингийн нийлбэртэй тэнцүү (тонноор тооцсон); жингийн хүчний үр дүнг хэрэглэнэ хөлөг онгоцны хүндийн төв(CG) G цэг дээр үргэлж босоо доош чиглэсэн; б) нөгөө талаас, хүчийг хадгалах, эсвэл хөвөх хүч(тонноор илэрхийлсэн), өөрөөр хэлбэл, хөлөг онгоцны хөвж буй усны эзэлхүүний жингийн их биений живсэн хэсгийн эзэлхүүний үржвэрээр тодорхойлогддог усан онгоцны усан доорх хэсгийн усны даралт. Хэрэв эдгээр хүчийг С цэг дэх хөлөг онгоцны усан доорх эзэлхүүний хүндийн төвд хэрэглэсэн үр дүнгээр илэрхийлбэл, гэж нэрлэдэг. магнитудын төв(CV), дараа нь энэ үр дүн нь хөвөгч хөлөг онгоцны бүх байрлалд үргэлж босоо дээш чиглэсэн байх болно (Зураг 10).
Эзлэхүүний шилжилтшоо метрээр илэрхийлсэн их биений живсэн хэсгийн эзэлхүүн юм. Эзлэхүүний нүүлгэн шилжүүлэлт нь хөвөх чадварын хэмжүүр болдог бөгөөд түүгээр нүүлгэсэн усны жинг гэнэ. жингийн шилжилт D) ба тонноор илэрхийлэгдэнэ.
Архимедийн хуулийн дагуу хөвөгч биеийн жин нь энэ биеэс нүүлгэсэн шингэний эзэлхүүний жинтэй тэнцүү байна.
Энд y нь далайн усны эзлэхүүний жин, t/m 3, цэвэр усны хувьд 1.000, далайн усны хувьд 1.025-тай тэнцүү байхаар тооцоолсон.
Цагаан будаа. 10. Хөвөгч хөлөг онгоцонд үйлчилж буй хүч ба үүсэх хүчний хэрэглээний цэгүүд.
Хөвөгч хөлөг онгоцны P жин нь түүний жингийн шилжилттэй үргэлж тэнцүү байдаг тул тэдгээрийн үр дүн нь ижил босоо тэнхлэгийн дагуу бие биенээсээ эсрэг чиглэлд чиглэгддэг бөгөөд хэрэв бид хөлөг онгоцны уртын дагуу G ба C цэгүүдийн координатыг тус тус зааж өгвөл x g ба x c, y g ба y c өргөн, z g ба z c өндөр дагуу байвал хөвөгч хөлөг онгоцны тэнцвэрийн нөхцөлийг дараах тэгшитгэлээр томъёолж болно.
P = D; x g = x c.
АН-тай харьцуулахад хөлөг онгоцны тэгш хэмийн улмаас G ба C цэгүүд энэ хавтгайд байх ёстой нь ойлгомжтой.
Y g = y c = 0.
Ихэвчлэн гадаргуугийн судаснуудын хүндийн төв G нь С магнитудын төвөөс дээш байдаг ба энэ тохиолдолд
Заримдаа их биений усан доорх хэсгийн эзэлхүүнийг хөлөг онгоцны үндсэн хэмжээсүүд болон ерөнхий бүрэн байдлын коэффициентоор илэрхийлэх нь илүү тохиромжтой байдаг.
Дараа нь жингийн шилжилтийг дараах байдлаар илэрхийлж болно
Хэрэв бид бүх хажуугийн нүх нь ус үл нэвтрэх хаалттай байх нөхцөлд дээд тавцан хүртэлх их биеийн нийт эзэлхүүнийг V n-ээр тэмдэглэвэл бид олж авна.
Ачааны усны шугам дээрх ус үл нэвтрэх их биений тодорхой эзэлхүүнийг илэрхийлэх V n - V ялгааг нөөц хөвөх чадвар гэж нэрлэдэг. Усан онгоцны их бие рүү яаралтай ус орох тохиолдолд түүний урсац нэмэгдэх боловч хөвөх чадварын нөөцийн ачаар хөлөг хөвж байх болно. Тиймээс усан онгоцны ус үл нэвтрэх хэсгийн өндөр өндөр байх тусам хөвөх хүчний нөөц нэмэгдэнэ. Тиймээс хөвөх чадвар нь хөлөг онгоцны чухал шинж чанар бөгөөд живэх чадваргүй байдлыг баталгаажуулдаг. Энэ нь хэвийн нүүлгэн шилжүүлэлтийн хувиар илэрхийлэгдэх бөгөөд голын хөлөг онгоцонд 10-15%, цистернүүдэд 10-25%, хуурай ачааны хөлөг онгоцонд 30-50%, мөс зүсэгч онгоцонд 80-90%, зорчигчийн хувьд хамгийн бага утгатай байна. 80-100% тээвэрлэдэг.
Цагаан будаа. 11. Хүрээний дагуух барилгын ажил
Хөлөг онгоцны жин P (жингийн ачаалал) Мөн таталцлын төвийн координатыг их бие, механизм, тоног төхөөрөмж, хангамж, хангамж, ачаа, хүн бүрийн жинг харгалзан тооцсон тооцоогоор тодорхойлно. тэдний ачаа тээш болон хөлөг дээрх бүх зүйл. Тооцооллыг хялбарчлахын тулд бие даасан мэргэжлийн гарчигуудыг нийтлэл, дэд бүлэг, бүлэг, ажлын ачааллын хэсгүүдэд нэгтгэхээр төлөвлөж байна. Тэдгээрийн хувьд жин ба статик моментийг тооцдог.
Үүссэн хүчний момент нь нэг хавтгайд хамаарах бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хүчний моментуудын нийлбэртэй тэнцүү байгааг харгалзан бүх хөлөг дээрх жин ба статик моментуудыг нэгтгэн дүгнэж, G хөлөг онгоцны хүндийн төвийн координатыг тодорхойлно. .Эзэлхүүний шилжилт, түүнчлэн C утгын төвийн координатыг дунд огтлолын дагуу x c ба z c гол шугамаас өндрийн дагуу хүснэгт хэлбэрээр трапецын аргыг ашиглан онолын зургаас тодорхойлно.
Үүнтэй ижил зорилгоор тэд онолын зургийн өгөгдлийн дагуу зурсан барилгын муруй гэж нэрлэгддэг туслах муруйг ашигладаг.
Хүрээний дагуу үүсэх ба усны шугамын дагуу үүсэх хоёр муруй байдаг.
Хүрээн дээрх барилгын ажил(Зураг 11) хөлөг онгоцны уртын дагуу их биений усан доорх хэсгийн эзлэхүүний тархалтыг тодорхойлдог. Энэ нь дараах байдлаар баригдсан. Ойролцоогоор тооцооллын аргыг ашиглан хүрээ тус бүрийн дүрсэн хэсгийн талбайг (w) онолын зургаас тодорхойлно. Сонгосон масштабаар савны уртыг абсцисса тэнхлэгийн дагуу зурж, онолын зургийн хүрээнүүдийн байрлалыг түүн дээр зурна. Эдгээр цэгүүдээс сэргээн босгосон ординатууд дээр тооцоолсон хүрээнүүдийн харгалзах хэсгүүдийг тодорхой масштабаар зурдаг.
Ординатуудын төгсгөлүүд нь гөлгөр муруйгаар холбогдсон бөгөөд энэ нь хүрээний дагуух шугам юм.
Цагаан будаа. 12. Усны шугамын дагуу өрөмдлөг хийх.
Усны шугамын дагуу өрөмдлөг хийх(Зураг 12) хөлөг онгоцны өндрийн дагуу их биений усан доорх хэсгийн эзлэхүүний тархалтыг тодорхойлдог. Үүнийг барихын тулд онолын зургийг ашиглан бүх усны шугамын талбайг тооцоолно (5). Сонгосон масштабын эдгээр хэсгүүдийг өгөгдсөн усны шугамын байрлалын дагуу хөлөг онгоцны ноорог дагуу байрлах харгалзах хэвтээ шугамын дагуу байрлуулна. Үүссэн цэгүүд нь усны шугамын дагуух шугам болох гөлгөр муруйгаар холбогддог.
Цагаан будаа. 13. Ачааны хэмжээ муруй.
Эдгээр муруйнууд нь дараах шинж чанаруудыг гүйцэтгэдэг.
1) байлдааны нэгж бүрийн талбайнууд нь хөлөг онгоцны эзлэхүүний шилжилтийг зохих хэмжээгээр илэрхийлдэг;
2) хөлөг онгоцны уртын масштабаар хэмжсэн хүрээний дагуух байлдааны талбайн хүндийн төвийн абсцисса нь хөлөг онгоцны цар хүрээний төвийн абсцисса х c-тэй тэнцүү байна;
3) усны шугамын дагуух барилгын талбайн хүндийн төвийн ординатыг ноорог масштабаар хэмжсэн нь хөлөг онгоцны z c хэмжээтэй хэсгийн төвийн ординаттай тэнцүү байна. Ачааны хэмжээнь V хөлөг онгоцны ноорхой Т-ээс хамаарч эзэлхүүний шилжилтийг тодорхойлох муруй (Зураг 13). Энэ муруйг ашиглан та хөлөг онгоцны ноорхойноос хамааран шилжилтийг тодорхойлох эсвэл урвуу асуудлыг шийдэж болно.
Энэ муруйг онолын зургийн усны шугам бүрийн дагуу урьдчилан тооцоолсон эзэлхүүний шилжилт дээр үндэслэн тэгш өнцөгт координатын системд байгуулна. Ординатын тэнхлэг дээр сонгосон масштаб дээр хөлөг онгоцны нооргийг усны шугам тус бүрийн дагуу зурж, тэдгээрийн дундуур хэвтээ шугамыг зурж, мөн тодорхой масштабаар харгалзах усны шугамын нүүлгэн шилжүүлэлтийн утгыг зурна. Үүссэн сегментүүдийн төгсгөлүүд нь гөлгөр муруйгаар холбогдсон бөгөөд үүнийг ачааллын хэмжээ гэж нэрлэдэг.
Ачааны хэмжээг ашиглан та ачаа хүлээн авах, буулгах, эсвэл өгөгдсөн нүүлгэн шилжүүлэлтээс дундаж таталтын өөрчлөлтийг тодорхойлох, хөлөг онгоцны төслийг тодорхойлох гэх мэт боломжтой.
Тогтвортой байдалхөлөг онгоцны хазайлтад хүргэсэн хүчийг эсэргүүцэх чадварыг нэрлэж, эдгээр хүч зогссоны дараа анхны байрлалдаа буцаж ирдэг.
Усан онгоцны хазайлт нь янз бүрийн шалтгааны улмаас боломжтой байдаг: ирж буй долгионы нөлөөллөөс, нүхний үеэр тасалгааны тэгш бус үерийн улмаас, ачааны хөдөлгөөн, салхины даралт, ачаа хүлээн авах, хэрэглэснээс үүдэн гэх мэт.
Хөндлөн хавтгайд хөлөг онгоцны налууг нэрлэдэг өнхрөх, ба уртааш хавтгайд - d ялгаатай; Энэ тохиолдолд үүссэн өнцгийг O ба y-ээр тус тус тэмдэглэнэ.
Анхны тогтвортой байдал бий, өөрөөр хэлбэл, дээд тавцангийн ирмэг нь ус руу орж эхэлдэг өсгийн жижиг өнцгүүдийн тогтвортой байдал (гэхдээ өндөр гадаргуутай хөлөг онгоцны хувьд 15 ° -аас ихгүй), ба өндөр налуу үед тогтвортой байдал .
Гадны хүчний нөлөөн дор хөлөг онгоц 9 өнцгөөр хазайсан гэж төсөөлье (Зураг 14). Үүний үр дүнд хөлөг онгоцны усан доорх хэсгийн эзэлхүүн нь хэмжээгээ хадгалсан боловч хэлбэрээ өөрчилсөн; Хажуу талд нь нэмэлт эзэлхүүн нь ус руу орж, зүүн талд нь уснаас ижил эзэлхүүн гарч ирэв. Хүчний төв нь анхны байрлалаас С-ээс хөлөг онгоцны өнхрөх хэсэг рүү, шинэ эзэлхүүний хүндийн төв - С 1 цэг рүү шилжсэн. Хөлөг онгоц налуу байрлалд байх үед G цэгт үйлчлэх таталцлын хүч P ба C цэгт тусах D хүч нь шинэ усны шугамд перпендикуляр үлдсэн B 1 L 1 нь GK гартай хос хүч үүсгэдэг. G цэгээс тулгуур хүчний чиглэл рүү буулгасан перпендикуляр .
Хэрэв бид тулгуур хүчний чиглэлийг С 1 цэгээс эхлээд С цэгээс анхны чиглэлтэйгээ огтлолцох хүртэл үргэлжлүүлбэл, эхний тогтвортой байдлын нөхцөлд тохирсон жижиг өнхрөх өнцгөөр эдгээр хоёр чиглэл нь M цэг дээр огтлолцох болно. хөндлөн метатөв .
Метацентр ба MC магнитудын төвийн хоорондох зайг нэрлэдэг хөндлөн метацентрик радиус, p-ээр тэмдэглэсэн ба M цэг ба G савны хүндийн төвийн хоорондох зай хөндлөн метацентрик өндөр h 0. Зураг дээрх өгөгдөл дээр үндэслэн. 14 Бид өвөрмөц байдлыг бий болгож чадна
H 0 = p + z c - z g .
GMR тэгш өнцөгт гурвалжинд M орой дээрх өнцөг нь 0 өнцөгтэй тэнцүү байх болно. Түүний гипотенуз ба эсрэг талын өнцгөөс GK хөлийг тодорхойлж болно. хөлөг онгоцыг сэргээж буй хосын мөр GK=h 0 sin 8, мөн сэргээх мөч нь Mvost = DGK-тэй тэнцүү байх болно. Хөшүүргийн утгыг орлуулснаар бид илэрхийлэлийг авна
Mvost = Dh 0 * sin 0,
Цагаан будаа. 14. Усан онгоц эргэлдэж байх үед үзүүлэх хүч.
M ба G цэгүүдийн харьцангуй байрлал нь хажуугийн тогтвортой байдлыг тодорхойлдог дараах шинж чанарыг тодорхойлох боломжийг олгодог: хэрэв мета төв нь хүндийн төвөөс дээгүүр байрласан бол сэргээх момент эерэг бөгөөд хөлөг онгоцыг анхны байрлал руу нь буцаах хандлагатай байдаг, өөрөөр хэлбэл. өсгийтэй байвал хөлөг онгоц тогтвортой байх болно, эсрэгээр, хэрэв M цэг нь G цэгийн доор байрладаг бол h 0 сөрөг утгатай бол мөч нь сөрөг бөгөөд өнхрөлтийг нэмэгдүүлэх хандлагатай болно, өөрөөр хэлбэл энэ тохиолдолд хөлөг онгоц тогтворгүй болно. M ба G цэгүүд давхцаж, P ба D хүч нь нэг босоо шугамын дагуу үйлчилдэг, хос хүч үүсэхгүй, сэргээх момент нь тэг байх тохиолдолд боломжтой: хөлөг онгоц нь тэмүүлдэггүй тул тогтворгүй гэж үзэх ёстой. анхны тэнцвэрийн байрлал руугаа буцах (Зураг 15).
Төлөөлөгч ачааллын тохиолдлын метацентрик өндрийг хөлөг онгоцны дизайны явцад тооцдог бөгөөд тогтвортой байдлын хэмжүүр болдог. Усан онгоцны үндсэн төрлүүдийн хувьд хөндлөн метацентрик өндрийн утга нь 0.5-1.2 м-ийн хооронд хэлбэлздэг бөгөөд зөвхөн мөс зүсэгчдийн хувьд 4.0 м хүрдэг.
Хөлөг онгоцны хажуугийн тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэхийн тулд таталцлын төвийг багасгах шаардлагатай. Энэ бол маш чухал хүчин зүйл бөгөөд ялангуяа хөлөг онгоц жолоодож байхдаа үргэлж санаж байх ёстой бөгөөд давхар ёроолтой саванд хадгалагдаж буй түлш, усны зарцуулалтыг хатуу бүртгэх ёстой.
Уртааш метацентрик өндөр H 0Хөндлөнтэй адил тооцоолсон боловч хэдэн арван, бүр хэдэн зуун метрээр илэрхийлэгддэг утга нь үргэлж маш том байдаг - хөлөг онгоцны нэгээс нэг хагас хүртэлх урттай, дараа нь баталгаажуулалтын тооцооны дараа хөлөг онгоцны тууш тогтвортой байдлыг бараг тооцогдоогүй, түүний үнэ цэнэ нь зөвхөн ачааны уртааш хөдөлж байх үед эсвэл хөлөг онгоцны уртын дагуу тасалгаанууд үерт автсан тохиолдолд хөлөг онгоцны нум эсвэл хойд хэсгийн ноорхойг тодорхойлоход сонирхолтой байдаг.
Цагаан будаа. 15. Ачааны байршлаас хамааран хөлөг онгоцны хөндлөн тогтвортой байдал: a - эерэг тогтвортой байдал; b - тэнцвэрийн байрлал - хөлөг онгоц тогтворгүй; в - сөрөг тогтвортой байдал.
Хөлөг онгоцны тогтвортой байдлын асуудалд онцгой ач холбогдол өгдөг тул ихэвчлэн онолын бүх тооцооноос гадна хөлөг онгоцыг барьж дууссаны дараа түүний хүндийн төвийн жинхэнэ байрлалыг туршилтын налуу, өөрөөр хэлбэл хөлөг онгоцны хажуугийн хазайлтаар шалгадаг. тодорхой жинтэй ачааг хөдөлгөх, гэж нэрлэдэг налуу тогтворжуулагч .
Өмнө дурьдсанчлан, өмнө нь олж авсан бүх дүгнэлтүүд нь эхний тогтвортой байдалд, өөрөөр хэлбэл өнхрөх жижиг өнцгүүдэд бараг хүчинтэй байдаг.
Том өнхрөх өнцгөөр хажуугийн тогтвортой байдлыг тооцоолохдоо (практикт уртааш хазайлт нь тийм ч их биш) голын төв, метатөв, хөндлөн метацентрик радиус, GK-ийн тэгшлэх моментийн гарны хувьсах байрлалыг өнхрөх янз бүрийн өнцгийн хувьд тодорхойлно. хөлөг онгоц. Энэ тооцоог шулуун байрлалаас эхлээд 5-10° өнхрөх өнцгөөс эхлэн баруун гар нь тэг болж, хөлөг сөрөг тогтвортой байдлыг олж авах үед хийгддэг.
Энэхүү тооцооны өгөгдлөөс харахад хөлөг онгоцны тогтвортой байдлыг өсгийн том өнцгөөр дүрслэн харуулахын тулд статик тогтвортой байдлын диаграм(үүнийг мөн Рид диаграм гэж нэрлэдэг), статик тогтвортой байдлын гар (GK) эсвэл өнхрөх өнцөг 8-аас зөв засах момент Mvost-ийн хамаарлыг харуулсан (Зураг 16). Энэ диаграммд өнхрөх өнцгийг абсцисса тэнхлэгийн дагуу, тэгшлэх моментуудын утгыг эсвэл тэгшлэх хосын гарыг ординатын тэнхлэгийн дагуу зурсан болно, учир нь ижил эзэлхүүнтэй налуу үед D хөлөг онгоцны шилжилт хөдөлгөөн ажиглагдаж байна. тогтмол хэвээр байна, залруулах мөчүүд нь тогтвортой байдлын гартай пропорциональ байна.
Цагаан будаа. 16. Статик тогтвортой байдлын диаграмм.
Усан онгоцны ачааллын онцлог тохиолдол бүрт статик тогтвортой байдлын диаграммыг бүтээсэн бөгөөд хөлөг онгоцны тогтвортой байдлыг дараах байдлаар тодорхойлдог.
1) муруй нь x тэнхлэгээс дээш байрлах бүх өнцгөөр сэргээх гар, моментууд эерэг утгатай, хөлөг онгоц эерэг тогтвортой байдалтай байна. Эдгээр өсгий өнцөгт муруй нь абсцисса тэнхлэгийн доор байрлах үед хөлөг онгоц тогтворгүй болно;
2) бүдүүвчийн хамгийн дээд хэмжээ нь хөлөг онгоцыг статикаар хазайсан үед өсгийн хамгийн дээд өнцгийг 0 макс, хамгийн их өсгийт мөчийг тодорхойлдог;
3) муруйн уруудах салбар абсцисса тэнхлэгтэй огтлолцох өнцгийг 8 гэнэ. нар жаргах өнцгийн диаграм. Энэ өнхрөх өнцгөөр баруун гар нь тэг болно;
4) хэрэв абсцисса тэнхлэг дээр бид 1 радиантай (57.3 °) тэнцүү өнцгийг зурж, энэ цэгээс эхлэн муруйн эхээс татсан шүргэгчтэй огтлолцол руу перпендикуляр байгуулвал энэ перпендикуляр нь хуваарийн дагуу байна. диаграмм нь анхны метацентрийн өндөртэй тэнцүү байх болно h 0 .
Тогтвортой байдалд хөдөлгөөнт, өөрөөр хэлбэл хамгаалалтгүй, түүнчлэн чөлөөтэй (нээлттэй) гадаргуутай шингэн ба задгай ачаа ихээхэн нөлөөлдөг. Хөлөг онгоц хазайх үед эдгээр ачаа нь өнхрөх чиглэлд хөдөлж эхэлдэг бөгөөд үүний үр дүнд бүхэл бүтэн хөлөг онгоцны хүндийн төв нь тогтмол G цэг дээр байхаа больж, мөн ижил чиглэлд хөдөлж эхэлнэ. , хажуугийн тогтвортой байдлын гарыг багасгахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь метацентрик өндрийн бууралттай тэнцүү бөгөөд үүнээс үүсэх бүх үр дагавар. Ийм тохиолдлуудаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд хөлөг онгоцон дээрх бүх ачааг найдвартай хамгаалж, шингэн болон задгай ачааг тээвэрлэх, асгарахаас хамгаалсан саванд хийх ёстой.
Өсгийтэй моментийг үүсгэдэг хүчний удаан үйлдлээр хазайсан хөлөг онгоц өсгий ба тэгшлэх мөчүүд тэнцүү байх үед зогсох болно. Гадны хүчний гэнэтийн нөлөөн дор, тухайлбал, салхи шуурга, хөлөг онгоцон дээрх чирэх таталт, шидэлт, бууны өргөн бууны цохилт гэх мэт нөлөөгөөр хөлөг онгоц хазайж, өнцгийн хурдтай болж, тэр ч байтугай хөдөлгөөн зогссон ч болно. Хөлөг онгоцны эргэлтийн хөдөлгөөний бүх кинетик энерги (амьд хүч) дуусч, өнцгийн хурд нь тэг болох хүртэл эдгээр хүчнүүд нэмэлт өнцгөөр инерцийн дагуу эргэлддэг. Гэнэт хэрэглэсэн хүчний нөлөөн дор хөлөг онгоцны хазайлтыг ингэж нэрлэдэг динамик хазайлт. Хэрэв статик өсгийтэй үед хөлөг онгоц зөвхөн тодорхой өнхрөх 0 ST-тэй хөвж байвал ижил өсөх моментийн динамик нөлөөллийн үед тэрээр хөмрөх боломжтой.
Динамик тогтвортой байдалд дүн шинжилгээ хийхдээ хөлөг онгоцны шилжилт бүрт а динамик тогтвортой байдлын диаграммууд, ординатууд нь тодорхой масштабаар харгалзах өнхрөх өнцгүүдийн статик тогтвортой байдлын моментуудын муруйгаар үүссэн талбайг илэрхийлдэг, өөрөөр хэлбэл, хөлөг онгоцыг 0 өнцгөөр хазайлгах үед тэгшлэх хосын ажлыг илэрхийлдэг. , радианаар илэрхийлнэ. Эргэлтийн хөдөлгөөнд, мэдэгдэж байгаагаар ажил нь радианаар илэрхийлэгдсэн момент ба эргэлтийн өнцгийн үржвэртэй тэнцүү байна.
T 1 = M kp 0.
Энэхүү диаграммыг ашиглан динамик тогтвортой байдлыг тодорхойлохтой холбоотой бүх асуудлыг дараах байдлаар шийдэж болно (Зураг 17).
Динамикаар хэрэглэсэн өсгийтэй момент бүхий өнхрөх өнцгийг ижил масштабтай диаграм дээр өсгий хосын үйл ажиллагааны графикаар олж болно; Энэ хоёр графикийн огтлолцлын цэгийн абсцисс нь хүссэн өнцгийг 0 DIN-ийг өгнө.
Хэрэв тодорхой тохиолдолд бэхэлгээний момент нь тогтмол утгатай, өөрөөр хэлбэл M cr = const байвал ажлыг илэрхийлнэ.
T 2 = M kp 0.
График нь эхийг дайран өнгөрөх шулуун шугам шиг харагдах болно.
Динамик тогтворжилтын диаграм дээр энэ шулуун шугамыг байгуулахын тулд абсцисса тэнхлэгийн дагуу радиантай тэнцүү өнцгийг зурж, үүссэн цэгээс ординатыг зурах шаардлагатай. Үүн дээр M cr утгыг ординатын масштаб дээр Nn сегмент хэлбэрээр (Зураг 17) зурсны дараа өсгий хосын үйл ажиллагааны хүссэн график болох ON шулуун шугамыг зурах шаардлагатай.
Цагаан будаа. 17. Динамик тогтвортой байдлын диаграммыг ашиглан өнхрөх өнцөг ба хамгийн их динамик налууг тодорхойлох.
Ижил диаграмм нь хоёр графикийн огтлолцох цэгийн абсцисса гэж тодорхойлсон динамик налуу өнцгийг 0 DIN-ийг харуулж байна.
M cr момент өсөхөд ON секант нь хязгаарлах байрлалыг авч, динамик тогтворжилтын диаграмм руу гарал үүслийн эхээс татсан гадаад шүргэгч OT болж хувирна. Иймд шүргэгч цэгийн абсцисса нь динамик налуугийн хамгийн дээд хязгаарлах өнцөг байх болно 0. Энэ шүргэгчийн ординат нь радиантай харгалзах нь M crmax динамик налуу дахь хамгийн их өсөх мөчийг илэрхийлдэг.
Дарвуулт явах үед хөлөг онгоц ихэвчлэн гадны динамик хүчинд өртдөг. Тиймээс хөлөг онгоцны тогтвортой байдлыг шийдэхдээ динамик өсөх мөчийг тодорхойлох чадвар нь практик ач холбогдолтой юм.
Усан онгоцны үхлийн шалтгааныг судалснаар хөлөг онгоцууд ихэвчлэн тогтвортой байдал алдагдсанаас болж үхдэг гэсэн дүгнэлтэд хүргэж байна. Янз бүрийн навигацийн нөхцлийн дагуу тогтвортой байдлын алдагдлыг хязгаарлахын тулд ЗХУ-ын Бүртгэл нь тээврийн болон загас агнуурын флотын хөлөг онгоцны тогтвортой байдлын стандартыг боловсруулсан. Эдгээр стандартад гол үзүүлэлт нь өнхрөх, салхины хосолсон нөлөөн дор хөлөг онгоцны эерэг тогтвортой байдлыг хадгалах чадвар юм. Ачаалах хамгийн муу хувилбарын дагуу түүний M CR нь M OPR-аас бага хэвээр байвал хөлөг онгоц Тогтвортой байдлын стандартын үндсэн шаардлагыг хангана.
Энэ тохиолдолд хөлөг онгоцны хөмрөх хамгийн бага моментийг шингэн ачааны чөлөөт гадаргуу, өнхрөх болон хөлөг онгоцыг ачаалах янз бүрийн тохиолдлуудад хөлөг онгоцны салхины тооцооны элементүүдийн нөлөөллийг харгалзан статик эсвэл динамик тогтвортой байдлын диаграммаас тодорхойлно.
Стандартууд нь тогтвортой байдлын хэд хэдэн шаардлагыг хангадаг, жишээлбэл: M KR
метацентрийн өндөр нь эерэг утгатай байх ёстой, статик тогтвортой байдлын диаграммын нар жаргах өнцөг нь хамгийн багадаа 60 ° байх ёстой бөгөөд мөстөлтийг харгалзан - дор хаяж 55 ° гэх мэт. Ачаалах бүх тохиолдолд эдгээр шаардлагыг заавал дагаж мөрдөх нь эрх өгдөг. хөлөг онгоцыг тогтвортой гэж үзэх.
Усан онгоцны живэх чадваргүй байдалДотор хэсгийн зарим хэсгийг усан онгоцноос ирж буй усаар үерлэсний дараа хөвөх чадвар, тогтвортой байдлыг хадгалах чадвар гэж нэрлэдэг.
Усан онгоцны живэх чадваргүй байдал нь хөвөх чадварын нөөц, хэсэгчлэн үерт автсан өрөөнд эерэг тогтвортой байдлыг хадгалах замаар хангагдана.
Хэрэв хөлөг онгоцны гадна талын их бие нь нүхтэй бол түүгээр урсаж буй Q усны хэмжээг илэрхийлэлээр тодорхойлно.
Энд S нь нүхний талбай, м²;
G - 9.81 м/с²
N - усны шугамаас нүхний төвийн зай, м.
Бага хэмжээний нүхтэй байсан ч биед орж буй усны хэмжээ маш их байх тул насосууд үүнийг даван туулах чадваргүй болно. Тиймээс зөвхөн нүхийг зассаны дараа буюу үе мөчний цоорхойгоор орж ирсэн усыг зайлуулах тооцоонд үндэслэн усан онгоцон дээр ус зайлуулах төхөөрөмжийг суурилуулсан.
Усан онгоцны нүхэнд урсах ус тархахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд бүтээмжтэй арга хэмжээ авдаг: их бие нь тусдаа тасалгаанд хуваагддаг. ус үл нэвтрэх хаалт ба тавцан. Энэ хуваалтаар нүх гарсан тохиолдолд нэг буюу хэд хэдэн хязгаарлагдмал тасалгаа үерлэх бөгөөд энэ нь хөлөг онгоцны урсацыг нэмэгдүүлж, улмаар усан онгоц болон хөлөг онгоцны хөвөх хүчний нөөцийг бууруулна.
Урагшаа
Агуулгын хүснэгт
Буцах