Stabiliteten til et skip avhenger av holdningen. Grunnleggende om skipsteori. Operative, sjødyktige og manøvrerbare egenskaper. Faktorer som påvirker skipets stabilitet

Fartøyets ytelse

De mest karakteristiske operative egenskapene til et lite fartøy er: passasjerkapasitet,lastekapasitet, forskyvning og hastighet.

Passasjerkapasitet er en indikator som tilsvarer antall utstyrte plasser for å ta imot personer på skipet. Passasjerkapasiteten avhenger av lastekapasiteten:

P = G/100, mennesker (med bagasje), eller P =G/75 mennesker (uten bagasje)

I dette tilfellet avrundes resultatet til et mindre heltall. På et lite fartøy må tilgjengeligheten av utstyrte seter tilsvare passasjerkapasiteten etablert for fartøyet.

Passasjerkapasiteten kan beregnes tilnærmet ved å bruke formelen:

N=Lnb Bnb/K, mennesker,

Hvor TIL - empirisk koeffisient tatt lik: for motor- og robåter - 1,60; for båter - 2,15.

Vektgrense— skipets nyttelast, inkludert massen av personer og bagasje i henhold til passasjerkapasitet. Det skilles mellom dødvekt og netto tonnasje.

dødvekt - dette er forskjellen mellom slagvolumet når det er fullastet og når det ikke er lastet.

Netto lastekapasitet - Dette er massen av bare nyttelasten som skipet kan ta.

For store fartøy er endringsenheten i bæreevne tonn, for små fartøy - kg. Belastningskapasitet C kan beregnes ved hjelp av formler, eller kan bestemmes eksperimentelt. For å gjøre dette, når fartøyet er tomt, men med forsyninger og en reserve av drivstoff, plasseres last sekvensielt inntil fartøyet når vannlinjen som tilsvarer minimum fribordshøyde. Massen til den plasserte lasten tilsvarer fartøyets bæreevne.

Forskyvning . Det er to typer forskyvning - masse (vekt) og volumetrisk.

Masse (vekt) forskyvning - dette er massen til skipet flytende, lik massen av vannet som fortrenges av skipet. Måleenheten er tonn.

Volumetrisk forskyvning V - dette er volumet til undervannsdelen av fartøyet i m3. Beregningen gjøres gjennom hovedmålingene:

V = SL VT,

hvor S er koeffisienten for fullstendig forskyvning, lik 0,35 - 0,6 for små fartøy, og en lavere verdi av koeffisienten er typisk for små fartøy med skarpe konturer. For deplasementbåter S = 0,4 - 0,55, planende båter S = 0,45 - 0,6, motorbåter 5 - 0,35 - 0,5, for seilbåter denne koeffisienten varierer fra 0,15 til 0,4.

Hastighet.

Hastighet er avstanden tilbakelagt av et skip per tidsenhet. På sjøgående fartøy måles fart i knop (mile per time), og på innlandsfartøy - i kilometer per time (km/t). Navigatoren til et lite fartøy anbefales å kjenne tre hastigheter: den høyeste (maksimum) som fartøyet utvikler ved maksimal motorkraft; det minste (minimum) hvor skipet adlyder roret; medium - den mest økonomiske for relativt store overganger. Hastigheten avhenger av motorkraften, størrelsen og formen på skroget, lasten på fartøyet og ulike eksterne faktorer: bølger, vind, strømmer, etc.

Fartøyets sjødyktighet

Et fartøys evne til å holde seg flytende, samhandle med vann og ikke kantre eller synke når det er oversvømmet, er preget av dets sjødyktighet. Disse inkluderer: oppdrift, stabilitet og usinkbarhet.

Oppdrift. Oppdrift er evnen til et skip til å flyte på overflaten av vannet, med en gitt dypgående. Jo mer vekt du legger på båten, jo dypere vil den synke ned i vannet, men vil ikke miste oppdrift før vann begynner å renne inn i skroget.

Ved lekkasje i skroget eller et hull, samt vann som kommer inn i fartøyet under stormvær, øker vekten. Derfor må skipet ha en oppdriftsreserve.

Oppdriftsreserve - Dette er det vanntette volumet til skipets skrog, plassert mellom lastevannlinjen og overkanten av siden. Hvis det ikke er oppdriftsreserve, vil skipet synke selv om en liten mengde vann kommer inn i skroget.

Oppdriftsreserven som er nødvendig for sikker navigering av et fartøy sikres ved å gi fartøyet tilstrekkelig fribordshøyde, samt tilstedeværelse av vanntette lukkinger og skott mellom rom og oppdriftsblokker - strukturelle elementer inne i skroget til et lite fartøy i form av en solid blokk av materiale (for eksempel polystyren) med en tetthet på mindre enn én . I fravær av slike skott og oppdriftsblokker fører ethvert hull i undervannsdelen av skroget til fullstendig tap av oppdriftsreserve og fartøyets død.

Oppdriftsreserven avhenger av høyden på fribordet - jo høyere fribord, desto større oppdriftsreserve. Denne reserven er standardisert av minste fribordshøyde, avhengig av verdien som det sikre navigasjonsområdet og tillatt avstand fra land er etablert for et bestemt lite fartøy. Fribordshøyden kan imidlertid ikke misbrukes, da dette påvirker en annen like viktig kvalitet - stabiliteten

Stabilitet. Stabilitet er et skips evne til å motstå kreftene som får det til å vippe, og etter opphør av disse kreftene (vind, bølger, passasjerbevegelser osv.) gå tilbake til sin opprinnelige likevektsposisjon. Det samme fartøyet kan ha god stabilitet dersom lasten er plassert nær bunnen og kan delvis eller helt miste stabiliteten dersom lasten eller personer plasseres litt høyere

Det er to typer stabilitet: tverrgående og langsgående. Tverrstabilitet viser seg når skipet ruller, d.v.s. når den vippes om bord. Under navigering virker to krefter på skipet: tyngdekraft og støtte. Resultanten D (fig. 1, a) av fartøyets tyngdekraft, rettet nedover, vil bli betinget påført ved punkt G, kalt tyngdepunktet (CG), og resultanten A av støttekreftene, rettet oppover, vil være betinget påført ved tyngdepunktet C av delen nedsenket i vannkar, kalt størrelsessenteret (CV). Når skipet ikke har trim og roll, vil CG og CV være plassert i skipets senterlinjeplan (DP).

Fig. 1 Plassering av de resulterende tyngdekreftene og støtten i forhold til hverandre ved forskjellige posisjoner av fartøyet

Ho-verdien karakteriserer fartøyets stabilitet ved lave helninger. Posisjonen til punktet M under disse forholdene er nesten uavhengig av rullevinkelen f.

Kraften D og den like støttekraften A danner et kraftpar med skulderen /, som skaper et gjenopprettingsmoment MB=Dl. Dette øyeblikket har en tendens til å returnere skipet til sin opprinnelige posisjon. Merk at CG er under punkt M.

Tenk deg nå at en ekstra last er plassert på dekket av samme skip (fig. 1, c). Som et resultat vil CG være betydelig høyere, og under en rulling vil punktet M være under det. Det resulterende kraftparet vil ikke lenger skape et gjenopprettende øyeblikk, men et veltende øyeblikk Mopr. Følgelig vil skipet være ustabilt og kantre.

På sidestabilitet Fartøyets bredde påvirkes i stor grad av skrogets bredde: jo bredere skrog, jo mer stabilt fartøy, og omvendt, jo smalere og høyere skrog, jo dårligere stabilitet.

For små høyhastighetsfartøyer (spesielt når du skal videre høy hastighet under grov sjø) er ikke alltid problemet med å opprettholde langsgående stabilitet løst.

For små kjølfartøy er den initiale metasentriske høyden som regel 0,3 - 0,6 m. Fartøyets stabilitet avhenger av lasten av fartøyet, bevegelse av last, passasjerer og andre årsaker. Jo større metasentrisk høyde, jo større er det rette momentet og jo mer stabilt er fartøyet, men med høy stabilitet har fartøyet en skarp rulle. Stabiliteten er forbedret av den lave plasseringen av motoren, drivstofftanken, setene og passende plassering av last og personer.

I kraftig vind, en sterk bølge som treffer siden, og i noen andre tilfeller øker skipets rulling raskt og det oppstår et dynamisk krengemoment. I dette tilfellet vil skipets rulling øke selv etter at krenge- og opprettingsmomentene er like. Dette skjer på grunn av virkningen av treghetskraft. Vanligvis er en slik rull dobbelt så stor som rullen fra den statiske virkningen av samme krengemoment. Derfor er seiling i stormfullt vær, spesielt for små fartøyer, svært farlig.

Langsgående stabilitet virker når skipet vippes til baugen eller hekken, dvs. under pitching. Navigatøren bør ta hensyn til denne stabiliteten når han beveger seg i høy hastighet under bølger, pga Etter å ha begravd nesen i vannet, kan det hende at en båt eller motorbåt ikke gjenoppretter sin opprinnelige posisjon og synker, og noen ganger til og med kantre.

Faktorer som påvirker skipets stabilitet:

a) Stabiliteten til et fartøy påvirkes mest av dets bredde: jo større det er i forhold til lengde, sidehøyde og dypgående, desto høyere stabilitet.

b) Stabiliteten til et lite fartøy øker dersom formen på den nedsenkede delen av skroget endres ved store krengevinkler. Denne uttalelsen er for eksempel grunnlaget for virkningen av sideboller og skumskjermer, som, når de senkes i vann, skaper et ekstra opprettingsmoment.

c) Stabiliteten forringes dersom skipet har drivstofftanker med overflatespeil fra side til side, så disse tankene må ha innvendige skillevegger

d) Stabiliteten er sterkest påvirket av plassering av passasjerer og last på skipet, de bør plasseres så lavt som mulig. På et lite fartøy skal folk ikke få sitte om bord eller bevege seg vilkårlig mens det er i bevegelse. Laster må festes forsvarlig for å forhindre uventet forskyvning fra oppbevaringsstedene e) I sterk vind og bølger er effekten av krengemoment svært farlig for fartøyet, derfor med forringelse værforhold det er nødvendig å ta skipet i ly og vente ut det dårlige været. Hvis dette er umulig å gjøre på grunn av den betydelige avstanden til kysten, bør du under stormfulle forhold prøve å holde skipet "hodet mot vinden", kaste ut sjøankeret og kjøre motoren med lav hastighet.

Usinkbar. Usinkability er evnen til et skip til å holde seg flytende etter at en del av skipet har blitt oversvømmet.

Usynkbarhet sikres strukturelt - ved å dele skroget i vanntette rom, utstyre fartøyet med flyteblokker og dreneringsmidler.

De ikke-oversvømmede volumene til skroget er oftest laget av skumblokker. Dens nødvendige mengde og plassering er beregnet for å sikre en nødreserve av oppdrift og opprettholde nødfartøyet i "jevn kjøl"-posisjon.

Selvfølgelig, under forhold med sterk spenning, ikke alle som fikk et hull motorbåt og båten vil sørge for at disse kravene oppfylles.

Manøvrerbarhet for et lite fartøy

De viktigste manøvreringsegenskapene til et fartøy inkluderer: kontrollerbarhet, sirkulasjon, fremdrift og treghet

Kontrollerbarhet. Kontrollerbarhet er evnen et fartøy har til å opprettholde en gitt bevegelsesretning mens den beveger seg med en konstant rorposisjon (kursstabilitet) og til å endre bevegelsesretningen mens den beveger seg under påvirkning av roret (smidighet).

Kursstabilitet er egenskapen til et fartøy for å opprettholde en rett bevegelsesretning. Hvis skipet, med roret i rett posisjon, avviker fra kursen, kalles dette fenomenet vanligvis skipets yaw.

Hvis skipet, med roret i rett posisjon, avviker fra kursen, kalles dette fenomenet vanligvis skipets yaw.

Årsakene til yaw kan være permanente eller midlertidige. Konstante årsaker inkluderer de som er relatert til fartøyets designegenskaper: butte baugkonturer av skroget, avvik mellom fartøyets lengde og bredden, utilstrekkelig rorbladareal, påvirkning av propellrotasjon

Midlertidig giring kan være forårsaket av feil lasting av fartøyet, vind, grunt vann, ujevn strøm, etc.

Begrepene "kursstabilitet" og "smidighet" er motstridende, men disse egenskapene er iboende i nesten alle skip og karakteriserer deres kontrollerbarhet.

Kontrollerbarhet påvirkes av mange faktorer og årsaker, de viktigste er rattets handling, propellens drift og deres interaksjon.

Smidighet- egenskapen til et skip til å endre bevegelsesretningen under påvirkning av roret. Denne kvaliteten avhenger først og fremst av det riktige forholdet mellom lengden og bredden på skroget, formen på dets konturer, samt arealet av rorbladet.

Funksjoner ved fartøyskontroll når du beveger deg fra forover til revers

Ved utføring av fortøyningsoperasjoner eller behov for å raskt stoppe fartøyet (fare for kollisjon, hindre grunnstøting, hjelpe en person over bord, etc.), er det nødvendig å bytte fra forover til revers. I disse tilfellene må navigatøren ta hensyn til at i løpet av de første sekundene, når du endrer driften av høyre rotasjonspropell fra forover til revers, vil hekken raskt rulle til venstre, og med en venstrerotasjonspropell - til høyre.

Årsaker som påvirker kontrollerbarheten

I tillegg til roret og den roterende propellen, påvirkes fartøyets stabilitet og smidighet av andre faktorer, samt en rekke designfunksjoner til fartøyet: forholdet mellom hoveddimensjonene, formen på skrogets konturer, parametere for ror og propell. Kontrollerbarhet avhenger også av seilingsforhold: arten av fartøyets last, hydrometeorologiske faktorer.

Sirkulasjon Hvis du flytter roret til en hvilken som helst side mens skipet beveger seg, vil skipet begynne å snu og beskrive en buet linje på vannet. Denne kurven, beskrevet av fartøyets tyngdepunkt under en sving, kalles sirkulasjonslinjen (fig. 2), og avstanden mellom skipets senterlinjeplan på foroverkurs og dets senterlinjeplan etter svinging på returkurs (fig. 2). 180) er den taktiske sirkulasjonsdiameteren. Jo mindre taktisk diameter sirkulasjon, jo bedre manøvrerbarheten til fartøyet vurderes. Denne kurven er nær en sirkel, og dens diameter tjener som et mål på manøvrerbarheten til skipet

Sirkulasjonsdiameteren måles vanligvis i meter. For små motorfartøy er størrelsen på den taktiske sirkulasjonsdiameteren i de fleste tilfeller lik 2-3 skipslengder. Hver sjåfør må vite sirkulasjonsdiameteren til fartøyet han skal kontrollere, siden korrekt og sikker manøvrering i stor grad avhenger av dette. Fartøyets hastighet under sirkulasjon reduseres til 30 %. Vi skal aldri glemme at når vi beveger oss langs en kurve, virker en sentrifugalkraft på skipet (fig. 3), rettet fra krumningssenteret til yttersiden og påført skipets tyngdepunkt.

Fig 2 Sirkulasjon

/—sirkulasjonslinje, 2—taktisk sirkulasjonsdiameter, 3—stabil sirkulasjonsdiameter

Fartøyets drift som oppstår fra sentrifugalkraften forhindres av kraften til vannmotstand - sidemotstand, hvis påføringspunkt er plassert under tyngdepunktet. Som et resultat oppstår det et par krefter som skaper en rulling om bord, motsatt av rotasjonsretningen. Rull øker når fartøyets tyngdepunkt øker over senter for sidemotstand og når den metasentriske høyden avtar.

En økning i dreiehastighet og en reduksjon i sirkulasjonsdiameteren øker rullen betydelig, noe som kan føre til at fartøyet kantre. Gjør derfor aldri skarpe svinger når båten beveger seg i høy hastighet.

I motsetning til konvensjonelle forskyvningskar dreier kar med planende konturer på sirkulasjonen innover (fig. 4). Dette oppstår fra den ekstra løftekraften som oppstår på skroget ved sideforskyvning på grunn av planende konturer. Samtidig oppstår glidning under påvirkning av sentrifugalkraft til utsiden, hvorfor planende skip har litt større sirkulasjon sammenlignet med fortrengningsskip.

I tillegg til sirkulasjonsdiameteren bør du også kjenne tiden, dvs. tiden det tar for skipet å gjøre en 360° sving.

De navngitte sirkulasjonselementene avhenger av fartøyets forskyvning og arten av plassering av last langs lengden, samt av hastigheten. Ved lav hastighet er sirkulasjonsdiameteren mindre.

Mobilitet. Fremdrift er evnen til et fartøy til å bevege seg med en viss hastighet med en gitt motorkraft, samtidig som det overvinner motstandskreftene mot bevegelse.

Bevegelsen av fartøyet er bare mulig hvis det er en viss kraft som kan overvinne motstanden til vannet - skyvekraften. Ved konstant hastighet er mengden av stopp lik mengden vannmotstand. Fartøyets hastighet og skyvekraft er relatert følgende avhengighet:

R. V=ho-N.Hvor: V - skipets hastighet; K - vannmotstand; N - motorkraft; ho -Effektivitet=0,5.

Denne ligningen viser at når hastigheten øker, øker også vannmotstanden. Denne avhengigheten har imidlertid en annen fysisk betydning og karakter for forskyvningsfartøyer og planende fartøyer.

For eksempel, ved en hastighet til et fortrengningsfartøy opp til en verdi lik V = 2 ÖL, km/t (L er lengden på fartøyet, m), består vannmotstanden K av friksjonsmotstanden til vann på skroghuden og formmotstanden som skapes av vannturbulens. Når hastigheten til dette fartøyet overstiger den angitte verdien, begynner bølger å dannes og en tredje motstand legges til de to motstandene - bølgemotstand. Bølgemotstanden øker kraftig med økende hastighet.

For planende fartøy er vannmotstandens natur den samme som for deplasementfartøyer og hastighetsverdien er V = 8 ÖL km/t. Men med en ytterligere økning i fart, får skipet en betydelig trim til hekken og baugen stiger. Denne bevegelsesmåten kalles overgang (fra forskyvning til planing). Et karakteristisk tegn på begynnelsen av planingen er en spontan økning i farten til fartøyet. Dette fenomenet er forårsaket av det faktum at etter at baugen stiger, reduseres den totale motstanden til vannet mot fartøyet, det ser ut til å "flyte opp" og øke hastigheten samtidig som den opprettholder konstant kraft.

Ved høvling oppstår en annen type vannmotstand - sprutmotstand, og bølgemotstanden og formmotstanden reduseres kraftig og verdiene deres er praktisk talt redusert til null.

Dermed påvirker fire typer motstand fremdriften til fartøyet:

friksjonsmotstand- avhenger av området på den fuktede overflaten av fartøyet, kvaliteten på behandlingen og graden av begroing (alger, bløtdyr, etc.);

formmotstand- avhenger av strømlinjeformingen av fartøyets skrog, som igjen er bedre, jo skarpere akterenden og jo større lengde på fartøyet sammenlignet med bredden;

karakteristisk impedans- avhenger av formen på baugen og lengden på fartøyet, jo lengre fartøyet er, jo mindre bølgedannelse;

sprutmotstand- avhenger av forholdet mellom kroppens bredde og lengden.

Konklusjon: 1. Deplasementfartøy med smalt skrog, runde lenselinjer og spisse baug- og akterender opplever minst vannmotstand.

2. For planende fartøy, i fravær av bølger, gir et bredt flatbunnet skrog med akterspeil den minste vannmotstanden med størst hydrodynamisk løft.

Mer sjødyktige planende fartøy med kjølt eller halvkjølt skrog. Å øke hastigheten på disse fartøyene oppnås ved langsgående trinn og lensesprutbeskyttelse.

Treghet. En svært viktig manøvreringskvalitet til et fartøy er treghet. Det er vanligvis estimert av lengdene på bremselengden, frihjuls- og akselerasjonsveier, samt deres varighet. Avstanden som et skip tilbakelegger i løpet av tidsperioden fra det øyeblikk motoren skifter fra full forover til revers til skipet til slutt stopper kalles bremsevei. Denne avstanden uttrykkes vanligvis i meter, sjeldnere i skipslengder. Avstanden som fartøyet tilbakelegger i løpet av tidsperioden fra det øyeblikk motoren stoppes i bevegelse fremover til fartøyet stopper helt under påvirkning av vannmotstand, kalles frikjøring. Avstanden som skipet tilbakelegger fra det øyeblikket motoren slås på til foroverfart til full hastighet oppnås ved en gitt motordriftsmodus kalles akselerasjonsbanen. Nøyaktig kunnskap fra sjåføren om de ovennevnte egenskapene til fartøyet hans sikrer i stor grad sikkerheten ved manøvrering i trange områder og veier med trange navigasjonsforhold. Huske! Motoriserte båter har ikke bremser, så de krever ofte betydelig mer avstand og tid for å absorbere treghet enn for eksempel en bil.

Ved den relative posisjonen til lasten på skipet kan navigatøren alltid finne den mest gunstige verdien av den metasentriske høyden, hvor skipet vil være tilstrekkelig stabilt og mindre utsatt for stigning.

Krengemomentet er produktet av vekten av lasten som beveges over fartøyet med en skulder lik bevegelsesavstanden. Hvis en person veier 75 kg,å sitte på en bank vil bevege seg over skipet med 0,5 m, da vil krengemomentet være lik 75 * 0,5 = 37,5 kg/m.

Figur 91. Statisk stabilitetsdiagram

For å endre øyeblikket som krenger skipet med 10°, er det nødvendig å laste skipet til full forskyvning helt symmetrisk i forhold til senterplanet.

Fartøyets last bør kontrolleres ved dypgående målt på begge sider. Inklinometeret er installert strengt vinkelrett på senterplanet slik at det viser 0°.

Etter dette må du flytte laster (for eksempel personer) på forhåndsmerkede avstander til inklinometeret viser 10°. Testeksperimentet skal utføres som følger: vipp skipet på den ene siden og deretter på den andre siden.

Ved å kjenne festemomentene til et skip som krenger i forskjellige (opptil størst mulig) vinkler, er det mulig å konstruere et statisk stabilitetsdiagram (fig. 91), som vil evaluere skipets stabilitet.

Stabiliteten kan økes ved å øke bredden på fartøyet, senke tyngdepunktet og installere hekkbuler.

Hvis fartøyets tyngdepunkt er plassert under størrelsespunktet, anses fartøyet som svært stabilt, siden støttekraften under en rulling ikke endres i størrelse og retning, men punktet for påføringen skifter mot helningen av fartøyet (fig. 92, a).

Derfor, ved krengning, dannes et par krefter med et positivt gjenopprettingsmoment, som har en tendens til å returnere skipet til sin normale vertikale posisjon på rett kjøl. Det er lett å verifisere at h>0, med den metasentriske høyden lik 0. Dette er typisk for yachter med tung kjøl og atypisk for større. store skip med en konvensjonell boligdesign.

Hvis tyngdepunktet er plassert over størrelsespunktet, er tre tilfeller av stabilitet mulig, som navigatøren bør være godt klar over.

Det første tilfellet av stabilitet.

Metasentrisk høyde h>0. Hvis tyngdepunktet er plassert over tyngdepunktet, så når fartøyet er i skrå posisjon, skjærer handlingslinjen til støttekraften senterplanet over tyngdepunktet (fig. 92, b).

Ris. 92. Saken om et stabilt skip

I dette tilfellet dannes også et par krefter med et positivt gjenopprettingsmoment. Dette er typisk for de fleste konvensjonelt utformede båter. Stabilitet i dette tilfellet avhenger av skroget og plasseringen av tyngdepunktet i høyden.

Ved krengning kommer krengende side inn i vannet og skaper ytterligere oppdrift, og har en tendens til å jevne skipet. Men når et skip ruller med væske- og bulklast som kan bevege seg mot rullen, vil også tyngdepunktet forskyves mot rullen. Hvis tyngdepunktet under en rull beveger seg forbi loddet som forbinder størrelsespunktet med metasenteret, vil skipet kantre.

Det andre tilfellet av et ustabilt kar i likegyldig likevekt.

Metasentrisk høyde h = 0. Hvis tyngdepunktet ligger over tyngdepunktet, så går under en rull aksjonslinjen til støttekraften gjennom tyngdepunktet MG = 0 (fig. 93).

I dette tilfellet er senteret alltid plassert på samme vertikal som tyngdepunktet, så det er ingen gjenvinnende kraftpar. Uten påvirkning av ytre krefter kan ikke skipet gå tilbake til oppreist stilling.

I dette tilfellet er det spesielt farlig og helt uakseptabelt å transportere væske- og bulklast på et skip: med den minste gynging vil skipet kantre. Dette er typisk for båter med rund ramme.

Det tredje tilfellet av et ustabilt fartøy i ustabil likevekt.

Metasentrisk høyde h<0. Центр тяжести расположен выше центра величины, а в наклонном положении судна линия действия силы поддержания пересекает след диаметральной плоскости ниже центра тяжести (рис. 94).

Stabilitet er en av de viktigste sjødyktighetene til et fartøy, som er forbundet med ekstremt viktige spørsmål angående navigasjonssikkerhet. Tap av stabilitet betyr nesten alltid døden til skipet og, veldig ofte, mannskapet. I motsetning til endringer i andre sjøegenskaper er nedgangen i stabilitet ikke synlig, og mannskapet på skipet er som regel uvitende om den forestående faren før de siste sekundene før kantringen. Derfor må den største oppmerksomheten rettes mot studiet av denne delen av teorien om skipet.

For at et skip skal flyte i en gitt likevektsposisjon i forhold til vannoverflaten, må det ikke bare tilfredsstille likevektsbetingelsene, men også være i stand til å motstå ytre krefter som har en tendens til å ta det ut av likevektsposisjonen, og etter opphøret. av virkningen av disse kreftene, gå tilbake til sin opprinnelige posisjon. Derfor må balansen til skipet være stabil, eller med andre ord, skipet må ha positiv stabilitet.

Dermed er stabilitet evnen til et fartøy, brakt ut av en likevektstilstand av ytre krefter, til å gå tilbake til sin opprinnelige likevektsposisjon igjen etter at virkningen av disse kreftene opphører.

Stabiliteten til fartøyet er forbundet med balansen, som fungerer som en karakteristikk av sistnevnte. Hvis skipets balanse er stabil, har skipet positiv stabilitet; hvis likevekten er likegyldig, så har skipet null stabilitet, og til slutt, hvis skipets likevekt er ustabil, så har det negativ stabilitet.

Tankskipkaptein Shiryaev
Kilde: fleetphoto.ru

Dette kapittelet vil undersøke skipets sidehellinger i midtskips rammeplan.

Stabilitet under tverrhellinger, det vil si når en rulling oppstår, kalles tverrgående. Avhengig av fartøyets helningsvinkel deles sidestabilitet inn i stabilitet ved små helningsvinkler (opptil 10-15 grader), eller såkalt initial stabilitet, og stabilitet ved store helningsvinkler.

Vippingen av skipet skjer under påvirkning av et par krefter; øyeblikket av dette kraftparet, som får fartøyet til å rotere rundt lengdeaksen, vil bli kalt krengende Mkr.

Hvis Mcr påført skipet øker gradvis fra null til sluttverdien og ikke forårsaker vinkelakselerasjoner, og derfor treghetskrefter, kalles stabilitet med en slik helning statisk.

Krengemomentet som virker på skipet fører øyeblikkelig til forekomsten av vinkelakselerasjon og treghetskrefter. Stabiliteten som vises med en slik tilbøyelighet kalles dynamisk.

Statisk stabilitet er preget av forekomsten av et gjenopprettingsmoment, som har en tendens til å returnere fartøyet til sin opprinnelige likevektsposisjon. Dynamisk stabilitet er preget av arbeidet i dette øyeblikket fra begynnelsen til slutten av handlingen.

La oss vurdere den ensartede tverrhellingen til fartøyet. Vi vil anta at i utgangsposisjonen har skipet en rett landing. I dette tilfellet virker støttekraften D' i DP og påføres ved punkt C - midten av fartøyets størrelse (senter for oppdrift-B).

Ris. 1

La oss anta at fartøyet, under påvirkning av et krengemoment, har fått en tverrhelling i en liten vinkel θ. Da vil sentrum av størrelsen bevege seg fra punkt C til punkt C 1 og støttekraften, vinkelrett på den nye eksisterende vannlinjen B 1 L 1, vil rettes i en vinkel θ til senterplanet. Aksjonslinjene til den opprinnelige og nye retningen til støttekraften vil krysse i punkt m. Dette skjæringspunktet for handlingslinjen til støttekraften ved en uendelig lik volum helning av et flytende fartøy kalles det tverrgående metasenteret.

Vi kan gi en annen definisjon til metasenteret: krumningssenteret til forskyvningskurven av størrelsessenteret i tverrplanet kalles det tverrgående metasenteret.

Krumningsradiusen til forskyvningskurven til sentrum av en mengde i tverrplanet kalles den tverrgående metasentriske radien (eller liten metasentrisk radius). Den bestemmes av avstanden fra det tverrgående metasenteret m til sentrum av størrelsesorden C og er betegnet med bokstaven r.

Den tverrgående metasentriske radiusen kan beregnes ved hjelp av formelen:

det vil si at den tverrgående metasentriske radien er lik treghetsmomentet Ix for arealet av vannlinjen i forhold til den langsgående aksen som går gjennom tyngdepunktet til dette området, delt på den volumetriske forskyvningen V som tilsvarer denne vannlinjen.

Stabilitetsforhold

La oss anta at skipet, som befinner seg i en direkte likevektsposisjon og flyter langs luftlinjens vannlinje, som følge av virkningen av det ytre krengemomentet Mkr, har krenget slik at luftlinjens opprinnelige vannlinje med ny eksisterende vannlinje B 1 L 1 danner en liten vinkel θ. På grunn av endringen i formen til skrogdelen nedsenket i vann, vil også fordelingen av hydrostatiske trykkkrefter som virker på denne delen av skroget endres. Sentrum av fartøyets størrelse vil bevege seg mot rullen og bevege seg fra punkt C til punkt C 1.

Støttekraften D', forblir uendret, vil bli rettet vertikalt oppover vinkelrett på den nye effektive vannlinjen, og dens virkelinje vil skjære DP ved det opprinnelige tverrgående metasenteret m.

Plasseringen av skipets tyngdepunkt forblir uendret, og vektkraften P vil være vinkelrett på den nye vannlinjen B 1 L 1. Dermed ligger ikke kreftene P og D', parallelt med hverandre, på den samme vertikalen og danner derfor et par krefter med armen GK, der punktet K er bunnen av perpendikulæren senket fra punkt G til virkeretningen til støttekraften.

Kraftparet som dannes av vekten av fartøyet og støttekraften, som har en tendens til å returnere fartøyet til sin opprinnelige likevektsposisjon, kalles et gjenopprettingspar, og momentet til dette paret kalles gjenopprettingsmomentet Mθ.

Spørsmålet om stabiliteten til et krenget skip avgjøres av handlingsretningen til det rette øyeblikket. Hvis gjenopprettingsmomentet har en tendens til å returnere skipet til sin opprinnelige likevektsposisjon, så er gjenopprettingsmomentet positivt, stabiliteten til skipet er også positiv - skipet er stabilt. I fig. Figur 2 viser plasseringen av kreftene som virker på skipet, som tilsvarer et positivt gjenopprettingsmoment. Det er lett å verifisere at et slikt øyeblikk oppstår hvis CG ligger under metasenteret.

Ris. 2

Ris. 3

I fig. Figur 3 viser det motsatte tilfellet, når gjenopprettingsmomentet er negativt (tyngdepunktet ligger over metasenteret). Den har en tendens til å avlede skipet ytterligere fra sin likevektsposisjon, siden handlingsretningen sammenfaller med virkningsretningen til det ytre krengemomentet Mkr. I dette tilfellet er ikke skipet stabilt.

Teoretisk kan det antas at gjenopprettingsmomentet når fartøyet vipper er lik null, det vil si at vektkraften til fartøyet og støttekraften er plassert på samme vertikal, som vist i fig. 4.

Ris. 4

Fraværet av et opprettingsmoment fører til at etter at krengemomentet opphører, forblir skipet i en skrånende posisjon, det vil si at skipet er i likegyldig likevekt.

Således, i henhold til den relative posisjonen til det tverrgående metasenteret m og C.T. G kan bedømmes på tegnet til det rette øyeblikket eller med andre ord på fartøyets stabilitet. Så hvis det tverrgående metasenteret er over tyngdepunktet (fig. 2), så er skipet stabilt.

Hvis det tverrgående metasenteret er plassert under tyngdepunktet eller sammenfaller med det (fig. 3, 4), er ikke skipet stabilt.

Dette gir opphav til begrepet metasentrisk høyde: tverr metasentrisk høyde er høyden av det tverrgående metasenteret over tyngdepunktet til fartøyet i den opprinnelige likevektsposisjonen.

Den tverrgående metasentriske høyden (fig. 2) bestemmes av avstanden fra tyngdepunktet (dvs. G) til tverrmetasenteret (dvs. m), dvs. segmentet mG. Dette segmentet er en konstant verdi, siden og C.T. , og det tverrgående metasenteret endrer ikke sin posisjon ved små helninger. I denne forbindelse er det praktisk å akseptere det som et kriterium for den opprinnelige stabiliteten til et fartøy.

Hvis det tverrgående metasenteret er plassert over fartøyets tyngdepunkt, anses den tverrgående metasentriske høyden som positiv. Deretter kan betingelsen for stabiliteten til karet gis i følgende formulering: karet er stabilt hvis dets tverrgående metasentriske høyde er positiv. Denne definisjonen er praktisk ved at den lar en bedømme stabiliteten til fartøyet uten å ta hensyn til dets helning, dvs. ved en rullevinkel på null, når det ikke er noe rettemoment i det hele tatt. For å fastslå hvilke data som er nødvendige for å oppnå verdien av den tverrgående metasentriske høyden, la oss gå til fig. 5, som viser den relative plassering av størrelsespunktet C, tyngdepunktet G og det tverrgående metasenteret m til et fartøy med positiv initial sidestabilitet.

Ris. 5

Figuren viser at den tverrgående metasentriske høyden h kan bestemmes av en av følgende formler:

h = ZC ± r - ZG;

Den tverrgående metasentriske høyden bestemmes ofte ved hjelp av siste likhet. Applikatet til det tverrgående metasenteret Zm kan finnes fra det metasentriske diagrammet. De viktigste vanskelighetene med å bestemme den tverrgående metasentriske høyden til et fartøy oppstår når man bestemmer anvendelsen av tyngdepunktet ZG, som bestemmes ved hjelp av en oppsummeringstabell over fartøyets masselast (spørsmålet ble diskutert i forelesningen -).

I utenlandsk litteratur kan betegnelsen på de tilsvarende punktene og stabilitetsparametrene se ut som vist nedenfor i fig. 6.

Ris. 6

hvor K er kjølpunktet;
B - sentrum for oppdrift;
G—tyngdepunkt;
M - tverrgående metasenter;
KV - applikasjon av sentrum av størrelsesorden;
KG - applikat av tyngdepunktet;
KM - applikasjon av det tverrgående metasenteret;
VM - tverrgående metasentrisk radius (radius av metasenter);
BG - heving av tyngdepunktet over sentrum av størrelsesorden;
GM - tverrgående metasentrisk høyde.

Den statiske stabilitetsarmen, betegnet i vår litteratur som GK, er i utenlandsk litteratur betegnet som GZ.

Foreslått lesing:

Teorien om lateral stabilitet vurderer hellingen til skipet som oppstår i midtskipsplanet, og et ytre moment, kalt krengemomentet, virker også i midtskipsplanet.

Uten å begrense oss til små hellinger av fartøyet foreløpig (de vil bli betraktet som et spesielt tilfelle i avsnittet "Initial Stability"), la oss vurdere det generelle tilfellet med krenging av fartøyet under påvirkning av et eksternt krengemoment konstant i tid. I praksis kan et slikt krengemoment oppstå, for eksempel fra virkningen av en konstant vindkraft, hvis retning faller sammen med fartøyets tverrplan - midtseksjonsplanet. Når det utsettes for dette krengemomentet, har skipet en konstant rulling til motsatt side, hvis størrelse bestemmes av vindstyrken og det rettemomentet på skipets side.

I litteraturen om skipsteori er det vanlig å kombinere i figuren to posisjoner av skipet samtidig - rett og med en liste. Den krengede posisjonen tilsvarer en ny plassering av vannlinjen i forhold til skipet, som tilsvarer et konstant nedsenket volum, men formen på undervannsdelen av det krengede skipet har ikke lenger symmetri: styrbord side er mer nedsenket enn til venstre (Figur 1).

Alle vannlinjer som tilsvarer én verdi av fartøyets forskyvning (ved konstant vekt av fartøyet) kalles vanligvis likt volum.

Den nøyaktige representasjonen i figuren av alle vannlinjer med like volum er forbundet med store beregningsvansker. I skipsteori er det flere teknikker for grafisk avbildning av vannlinjer med like volum. Ved svært små krengevinkler (ved uendelig liten krengningsvinkel) kan man bruke en følge av L. Eulers teorem, ifølge hvilken to vannlinjer med like volum, som er forskjellige med en uendelig liten krengevinkel, krysser hverandre langs en rett linje som passerer gjennom deres felles tyngdepunkt i området (for begrensede tilbøyeligheter mister dette utsagnet sin gyldighet, siden hver vannlinje har sitt eget tyngdepunkt i området).

Hvis vi abstraherer fra den virkelige fordelingen av krefter av skipets vekt og hydrostatiske trykk, og erstatter deres virkning med konsentrerte resultanter, kommer vi til diagrammet (fig. 1). Ved fartøyets tyngdepunkt påføres en vektkraft, rettet i alle tilfeller vinkelrett på vannlinjen. Parallelt med det påføres en oppdriftskraft i midten av undervannsvolumet til fartøyet - i den s.k. sentrum av størrelsesorden(punktum MED).

På grunn av at oppførselen (og opprinnelsen) til disse kreftene er uavhengige av hverandre, virker de ikke lenger langs én linje, men danner et par krefter parallelt og vinkelrett på den virkende vannlinjen B 1 L 1. Angående vektkraft R vi kan si at det forblir vertikalt og vinkelrett på overflaten av vannet, og det skråstilte skipet avviker fra vertikalen, og bare konvensjonen på tegningen krever at vektoren til vektkraften avvikes fra senterplanet. Spesifikasjonene ved denne tilnærmingen er lett å forstå hvis du forestiller deg en situasjon med et videokamera montert på et skip, som viser på skjermen havoverflaten skrånende i en vinkel lik skipets rullevinkel.

Det resulterende kraftparet skaper et øyeblikk, som vanligvis kalles gjenopprette øyeblikk. Dette momentet motvirker det ytre krengemomentet og er hovedobjektet for oppmerksomhet i stabilitetsteorien.

Størrelsen på gjenopprettingsmomentet kan beregnes ved å bruke formelen (som for et hvilket som helst par av krefter) som produktet av én (en av to) krefter og avstanden mellom dem, kalt statisk stabilitet skulder:

Formel (1) indikerer at både skulderen og selve momentet avhenger av fartøyets rullevinkel, dvs. representerer variable (i betydningen rull) mengder.

Imidlertid vil ikke i alle tilfeller retningen til gjenopprettingsmomentet samsvare med bildet i fig. 1.

Hvis tyngdepunktet (som et resultat av særegenhetene ved plassering av last langs fartøyets høyde, for eksempel når det er overflødig last på dekket) viser seg å være ganske høyt, kan det oppstå en situasjon når vektkraften er til høyre for aksjonslinjen til støttekraften. Da vil øyeblikket deres virke i motsatt retning og vil bidra til at skipet krenger. Sammen med det ytre krengemomentet vil de kantre skipet, siden det ikke er andre motvirkende momenter.

Det er klart at i dette tilfellet bør denne situasjonen vurderes som uakseptabel, siden fartøyet ikke har stabilitet. Følgelig, med et høyt tyngdepunkt, kan skipet miste denne viktige sjødyktighetskvaliteten - stabilitet.

På havgående fortrengningsfartøy er muligheten til å påvirke fartøyets stabilitet, til å "kontrollere" den, kun gitt til navigatøren gjennom rasjonell plassering av last og reserver langs fartøyets høyde, som bestemmer posisjonen til fartøyet. fartøyets tyngdepunkt. Uansett er innflytelsen fra besetningsmedlemmene på posisjonen til sentrum av størrelsesorden utelukket, siden den er assosiert med formen på undervannsdelen av skroget, som (med en konstant forskyvning og dypgående av fartøyet) er uendret, og i nærvær av en rulle av fartøyet, endres den uten menneskelig innblanding og avhenger bare av dypgående. Menneskelig innflytelse på formen på skroget slutter ved designstadiet til fartøyet.

Dermed er den vertikale posisjonen til tyngdepunktet, som er svært viktig for sikkerheten til skipet, i "innflytelsessfæren" til mannskapet og krever konstant overvåking gjennom spesielle beregninger.

For å beregne tilstedeværelsen av "positiv" stabilitet til et fartøy, brukes konseptet metasenter og initial metasentrisk høyde.

Tverrgående metasenter- dette er punktet som er krumningssenteret til banen som sentrum av verdien beveger seg langs når skipet krenger.

Følgelig er metasenteret (så vel som størrelsessenteret) et spesifikt punkt, hvis oppførsel utelukkende er bestemt av geometrien til fartøyets form i undervannsdelen og dets dypgående.

Plasseringen av metasenteret som tilsvarer landingen av fartøyet uten rull kalles vanligvis innledende tverrmetasenter.

Avstanden mellom fartøyets tyngdepunkt og det opprinnelige metasenteret i et bestemt lastealternativ, målt i senterplanet (DP), kalles innledende tverrgående metasentrisk høyde.

Figuren viser at jo lavere tyngdepunktet er plassert i forhold til det konstante (for gitt dypgående) initiale metasenteret, desto større vil den metasentriske høyden på fartøyet være, dvs. jo større er innflytelsen til det gjenopprettende øyeblikket og dette øyeblikket selv.

Dermed er den metasentriske høyden en viktig egenskap som tjener til å kontrollere stabiliteten til fartøyet. Og jo større dens verdi, desto større ved de samme rullevinklene vil verdien av det rette momentet være, dvs. skipets motstand mot krenging.

For små hæler på fartøyet er metasenteret omtrent lokalisert på stedet for det opprinnelige metasenteret, siden banen til sentrum av størrelsen (punkt MED) er nær en sirkel og dens radius er konstant. Fra en trekant med et toppunkt ved metasenteret følger en nyttig formel som er gyldig ved små rullevinkler ( θ <10 0 ÷12 0):

hvor er rullevinkelen θ skal brukes i radianer.

Fra uttrykk (1) og (2) er det enkelt å få uttrykket:

som viser at den statiske stabilitetsarmen og metasentriske høyden ikke er avhengig av fartøyets vekt og dets forskyvning, men representerer universelle stabilitetsegenskaper som stabiliteten til fartøy av forskjellige typer og størrelser kan sammenlignes med.

Så for skip med høyt tyngdepunkt (tømmerskip), tar den opprinnelige metasentriske høyden verdiene h 0≈ 0 – 0,30 m, for tørrlastskip h 0≈ 0 – 1,20 m, for bulkskip, isbrytere, slepebåter h 0> 1,5 ÷ 4,0 m.

Den metasentriske høyden bør imidlertid ikke ha negative verdier. Formel (1) lar oss trekke andre viktige konklusjoner: siden størrelsesordenen til det rette momentet bestemmes hovedsakelig av størrelsen på fartøyets forskyvning R, så er den statiske stabilitetsarmen en "kontrollvariabel" som påvirker spekteret av dreiemomentendringer M inn ved en gitt forskyvning. Og fra de minste endringer l(θ) På grunn av unøyaktigheter i beregningen eller feil i den første informasjonen (data hentet fra skipstegninger eller målte parametere på skipet), avhenger størrelsen av øyeblikket betydelig M inn, som bestemmer fartøyets evne til å motstå tilbøyeligheter, dvs. bestemme stabiliteten.

Dermed, den innledende metasentriske høyden spiller rollen som en universell stabilitetskarakteristikk, slik at man kan bedømme dens tilstedeværelse og størrelse uavhengig av størrelsen på fartøyet.

Hvis vi følger stabilitetsmekanismen ved store rullevinkler, vil nye funksjoner i det rette øyeblikket dukke opp.

For vilkårlige tverrhellinger av fartøyet, krumningen av banen til sentrum av størrelsesorden MED Endringer. Denne banen er ikke lenger en sirkel med konstant krumningsradius, men er en slags flat kurve som har forskjellige krumningsverdier og krumningsradius på hvert punkt. Som regel øker denne radiusen med fartøyets rulling og det tverrgående metasenteret (som begynnelsen av denne radiusen) forlater senterplanet og beveger seg langs dets bane, og sporer bevegelsene til størrelsessenteret i undervannsdelen av fartøyet . I dette tilfellet blir selvfølgelig selve begrepet metasentrisk høyde uanvendelig, og bare det rette øyeblikket (og dets skulder) l(θ)) er fortsatt de eneste egenskapene til skipsstabilitet ved høye helninger.

Men i dette tilfellet mister ikke den innledende metasentriske høyden sin rolle som en grunnleggende innledende karakteristikk av stabiliteten til fartøyet som helhet, siden størrelsesordenen til det rette øyeblikket avhenger av verdien, som på en viss "skala faktor», dvs. dens indirekte effekt på fartøyets stabilitet ved store rullevinkler forblir.

Så for å kontrollere stabiliteten til fartøyet før lasting, er det nødvendig i det første trinnet å estimere verdien av den innledende tverrgående metasentriske høyden h 0, ved å bruke uttrykket:

der z G og z M 0 er applikater av henholdsvis tyngdepunktet og det innledende tverrgående metasenteret, målt fra hovedplanet der begynnelsen av OXYZ-koordinatsystemet knyttet til fartøyet befinner seg (fig. 3).

Uttrykk (4) reflekterer samtidig graden av deltakelse fra navigatøren i å sikre stabilitet. Ved å velge og kontrollere posisjonen til fartøyets tyngdepunkt i høyden, sikrer mannskapet fartøyets stabilitet, og alle geometriske egenskaper, spesielt, Z M 0, må leveres av designeren i form av grafer av oppgjør d, kalt kurver av teoretiske tegningselementer.

Ytterligere kontroll av fartøyets stabilitet utføres etter metodene til Maritime Register of Shipping (RS) eller etter metodene til International Maritime Organization (IMO).

Rettende øyeblikksarm l og selve øyeblikket M inn ha en geometrisk tolkning i form av et Static Stability Diagram (SSD) (fig. 4). DSO er grafisk avhengighet av gjenopprettingsmomentarmen l(θ) eller selve øyeblikketM inn (θ) fra rullevinkel θ .

Denne grafen er som regel avbildet for et skips rulling kun til styrbord side, siden hele bildet når et skip ruller til venstre for et symmetrisk skip, er forskjellig bare i øyeblikkets tegn M inn (θ).

Betydningen av DSO i stabilitetsteorien er veldig stor: det er ikke bare en grafisk avhengighet M inn(θ); DSOen inneholder omfattende informasjon om tilstanden til fartøyets lasting ut fra et stabilitetssynspunkt. Skipets DSO lar deg løse mange praktiske problemer på en gitt reise og er et rapporteringsdokument for muligheten til å begynne å laste skipet og sende det på en reise.

Følgende egenskaper kan noteres som DSO:

DSOen til et bestemt fartøy avhenger bare av den relative posisjonen til fartøyets tyngdepunkt G og det innledende tverrgående metasenteret m(eller metasentrisk høydeverdi h 0) og forskyvning R(eller utkast d gj.sn) og tar hensyn til tilgjengeligheten av flytende last og forsyninger ved bruk av spesielle justeringer,
skrogformen til et bestemt fartøy er tydelig i DSOen over skulderen l (θ), stivt forbundet med formen på kroppskonturene , som gjenspeiler forskyvningen av midten av mengden MED mot siden som går inn i vannet når fartøyet krenger.
metasentrisk høyde h 0, beregnet under hensyntagen til påvirkningen av flytende last og reserver (se nedenfor), vises på DSOen som tangenten til tangenten til DSOen ved punktet θ = 0, dvs.:

For å bekrefte riktigheten av konstruksjonen av DSO, er det laget en konstruksjon på den: vinkelen er satt til side θ = 1 rad (57,3 0) og konstruer en trekant med en hypotenus som tangerer DSO ved θ = 0, og horisontalt ben θ = 57,3 0. Det vertikale (motsatte) benet skal være lik den metasentriske høyden h 0 på akseskala l(m).

ingen handlinger kan endre typen DSO, bortsett fra å endre verdiene til de første parameterne h 0 Og R, siden DSO på en måte reflekterer den uendrede formen til skipets skrog gjennom verdien l (θ);
metasentrisk høyde h 0 faktisk bestemmer type og omfang av DSO.

Rullevinkel θ = θ 3, der DSO-grafen skjærer x-aksen kalles solnedgangsvinkelen til DSO. Solnedgangsvinkel θ 3 bestemmer bare verdien av rullevinkelen som vektkraften og oppdriftskraften vil virke ved langs en rett linje og l(θ 3) = 0. Vurder fartøyets kantring under en rulling

θ = θ 3 vil ikke være riktig, siden kantringen av fartøyet begynner mye tidligere - kort tid etter å ha overvunnet DSOens maksimale punkt. Maksimumspunkt for DSO ( l = l m (θ m)) angir kun maksimal avstand mellom vektkraften og støttekraften. Imidlertid maksimal innflytelse l m og maksimal vinkel θ m er viktige mengder i stabilitetskontroll og er gjenstand for verifikasjon for samsvar med relevante standarder.

DSO lar deg løse mange problemer med skipsstatikk, for eksempel å bestemme den statiske rullevinkelen til et skip under påvirkning av et konstant (uavhengig av skipets rulling) krengemoment M cr= konst. Denne krengevinkelen kan bestemmes ut fra betingelsen om at krenge- og opprettingsmomentene er like M i (θ) = M cr. I praksis er dette problemet løst som oppgaven med å finne abscissen til skjæringspunktet til grafene for begge øyeblikkene.

Det statiske stabilitetsdiagrammet gjenspeiler skipets evne til å generere et rettemoment når skipet vippes. Utseendet har en strengt spesifikk karakter, som tilsvarer lasteparametrene til fartøyet bare på en gitt reise ( R = RJeg , h 0 = h 0 Jeg). Navigatøren, som er involvert i planleggingen av lastereisen og stabilitetsberegningene på skipet, er forpliktet til å bygge en spesifikk DSO for to stater av skipet på den kommende reisen: med den opprinnelige plasseringen av lasten uendret og på 100 % og 10 % av skipets lagre.

For å kunne konstruere statiske stabilitetsdiagrammer for ulike kombinasjoner av forskyvning og metasentrisk høyde, bruker han grafiske hjelpematerialer tilgjengelig i skipets dokumentasjon for utformingen av dette fartøyet, for eksempel pantokarener, eller et universelt statisk stabilitetsdiagram.

Pantocares leveres til skipet av designeren som en del av informasjon om stabilitet og styrke for kapteinen. er universelle grafer for et gitt fartøy, som gjenspeiler formen på skroget når det gjelder stabilitet.

Pantokarener (fig. 6) er avbildet i form av en serie grafer (ved forskjellige krengevinkler (θ = 10,20,30,….70˚)) avhengig av fartøyets vekt (eller dypgående) til noen en del av den statiske stabilitetsarmen, kalt stabilitetsarmformene – lf(R, θ ).

Formarmen er avstanden som oppdriftskraften vil bevege seg i forhold til det opprinnelige størrelsessenteret C o når skipet ruller (fig. 7). Det er klart at denne forskyvningen av størrelsespunktet bare er assosiert med kroppens form og ikke er avhengig av tyngdepunktets posisjon i høyden. Et sett med formarmverdier ved forskjellige krengevinkler (for en bestemt fartøysvekt P=PJeg) fjernes fra pantocaren-grafene (fig. 6).

For å bestemme stabilitetsarmene l(θ) og konstruer et statisk stabilitetsdiagram for den kommende seilasen, er det nødvendig å supplere formarmene med vektarmer l inn, som er enkle å beregne:

Deretter oppnås ordinatene til den fremtidige DSOen ved uttrykket:

Etter å ha utført beregninger for to lasttilstander ( R zap.= 100 % og 10 %), to DSOer er konstruert på et blankt skjema, som karakteriserer stabiliteten til fartøyet på denne reisen. Det gjenstår å kontrollere stabilitetsparametrene for deres samsvar med nasjonale eller internasjonale standarder for stabiliteten til sjøfartøyer.

Det er en annen måte å konstruere en DSO, ved å bruke den universelle DSOen til et gitt fartøy (avhengig av tilgjengeligheten av spesifikke hjelpematerialer på skipet).

Universell DSO(Fig. 6a) kombinerer de transformerte pantocarenene for å bestemme lf og vekt skulder diagrammer lV(θ). For å forenkle utseendet til grafiske avhengigheter lV(θ) (se formel (6)) var det nødvendig å endre variabelen q = synd θ , noe som resulterer i sinusformede kurver lV(θ) transformert til rette linjer lV (q(θ)). Men for å gjøre dette var det nødvendig å bruke en ujevn (sinusformet) skala langs abscisseaksen θ .

På den universelle DSOen, presentert av skipsdesigneren, er det begge typer grafiske avhengigheter - l f (P,θ) Og l inn (z G,θ). På grunn av endringen i x-aksen, formen grafene til skulderen l f ligner ikke lenger på pantocarener, selv om de inneholder samme mengde informasjon om kroppens form som pantocarener.

For å bruke den universelle DSOen, må du bruke en måler for å fjerne den vertikale avstanden mellom kurven fra diagrammet l f (θ, P *) og kurve l inn (θ, z G *) for flere verdier av skipets rullevinkel θ = 10, 20, 30, 40 ... 70 0, som vil tilsvare anvendelsen av formel (6a). Og deretter, på et tomt DSO-skjema, sett opp disse verdiene som ordinatene til den fremtidige DSO og koble punktene med en jevn linje (aksen for rullevinkler på DSOen er nå tatt med en enhetlig skala).

I begge tilfeller, både ved bruk av pantocaren og ved bruk av en universell DSO, bør den endelige DSO være den samme.

På den universelle DSOen er det noen ganger en hjelpeakse med metasentrisk høyde (til høyre), som letter konstruksjonen av en spesifikk rett linje med verdien z G * : tilsvarende en viss verdi av den metasentriske høyden h 0 * , fordi det

La oss nå gå til metoden for å bestemme koordinatene til fartøyets tyngdepunkt X G Og Z G. I informasjonen om fartøyets stabilitet kan du alltid finne koordinatene til tyngdepunktet til et tomt kar, abscissen x G 0 og ordinere z G 0.

Produktet av fartøyets vekt og de tilsvarende koordinatene til tyngdepunktet kalles de statiske momentene for fartøyets forskyvning i forhold til midtseksjonsplanet ( M x) og hovedflyet ( Mz); for et tomt skip har vi:

For et lastet skip kan disse verdiene beregnes ved å summere de tilsvarende statiske momentene for all last, lagre i tanker, ballast i ballasttanker og et tomt skip:

For statisk øyeblikk MZ det er nødvendig å legge til en spesiell positiv endring som tar hensyn til den farlige påvirkningen av frie overflater av flytende last, lagre og ballast, tilgjengelig i tabellene over skipets tanker, ∆MZh:

Denne korreksjonen øker kunstig verdien av det statiske momentet slik at dårligere verdier av den metasentriske høyden oppnås, og dermed utføres beregningen med en margin i sikker retning.

Har nå delt de statiske momentene M X Og M Z riktig ved den totale vekten av fartøyet på en gitt reise, får vi koordinatene til fartøyets tyngdepunkt langs lengden ( X G) og korrigert ( Z G riktig), som deretter brukes til å beregne den korrigerte metasentriske høyden h 0 riktig:

og deretter - å bygge DSO. Verdien Z mo (d) er hentet fra de buede elementene i den teoretiske tegningen for en spesifikk gjennomsnittssetning.

"...Vær forsiktig! – knirket den enøyde kapteinen. Men det var allerede for sent. For mange amatører har samlet seg på styrbord side av Vasyukin-dreadnoughten. Etter å ha endret tyngdepunktet, nølte ikke lekteren og kantret i full overensstemmelse med fysikkens lover.»

Denne episoden fra klassisk litteratur kan brukes som et illustrerende eksempel tap av stabilitet fra å flytte tyngdepunktet på grunn av opphopning av passasjerer på den ene siden. Dessverre er saken ikke alltid begrenset til en morsom svømmetur: tap av stabilitet fører ofte til skipets død, og ofte mennesker, noen ganger flere hundre mennesker om gangen (la oss huske den helt nylige tragedien - motorens død skip "Bulgaria" ... - red.anm. .).

I historien til verdens skipsbygging er det registrert en rekke tilfeller som ligner på det som skjedde på begynnelsen av århundret med den amerikanske elvedamperen med flere dekk General Slocum. Designerne sørget for alt for passasjerenes bekvemmelighet, men sjekket ikke hvordan skipet ville oppføre seg hvis alle 700 innbyggere klatret opp til det øvre promenadedekket på en gang og samtidig nærmet seg siden for å beundre utsikten...

Tap av stabilitet er en av de vanligste årsakene til små skipsulykker. Det er derfor hver av kapteinene, uavhengig av hvordan fartøyet hans ser ut - en kajakk eller for eksempel en fortrengningsbåt, hver av de som slapper av på vannet, må ha en forståelse av "fysikkens lover", uvitenhet om hvilke kostet vasyukinittene dyrt. Med andre ord om fartøyets sjødyktige kvalitet, som skipsbyggere kaller stabilitet.

Stabilitet- dette er evnen til et skip til å motstå krengevirkningen av ytre krefter og gå tilbake til oppreist stilling etter at denne handlingen er opphørt. Dette begrepet dukket opp i vårt land på 1700-tallet, da Russland ble en maritim makt; i opprinnelse og betydning er det en variant av det vanlige ordet "bærekraft".

Vi møter konstant balansestabiliteten i hverdagen. Det er ingen hemmelighet for oss at det er lettere å velte en stol enn en sofa; og et tomt skap er lettere enn et bokfylt. Når vi snur en tung boks over en kant, bruker vi først den største innsatsen, deretter blir det lettere for oss, og til slutt, når en konvensjonell linje trukket vertikalt gjennom tyngdepunktet til boksen passerer over kanten, snur boksen på sin egen, uten vår deltagelse. Etter å ha sørget for at en lav, bred boks er vanskeligere å snu enn en høy og smal, og en tung er vanskeligere enn en lett, kan vi komme til den konklusjon at stabiliteten til en kropp på en hard overflate bestemmes av vekten og den horisontale avstanden fra tyngdepunktet til kanten av støtteplanet - skulderspaken Jo større vekt og innflytelse, jo mer stabil er kroppen.

Denne enkle loven gjelder også for et flytende fartøy, men her kompliseres saken av at i stedet for en fast overflate, tjener vann som en støtte for fartøyet som "velter". I prinsippet, som i tilfellet som nettopp er beskrevet, bestemmes stabiliteten til et skip av dets vekt og innflytelse - den relative posisjonen til påføringspunktene for to krefter.

En av dem er vekt, dvs. tyngdekraften påført ved fartøyets tyngdepunkt (CG) og alltid rettet vertikalt nedover.

Den andre er oppdriftskraften eller opprettholde kraft. I følge Arkimedes lov, for et flytende skip er denne kraften lik tyngdekraften, men er rettet vertikalt oppover. Påføringspunktet for de resulterende støttekreftene er omdreiningspunktet til fartøyet! Dette punktet ligger i midten av skrogvolumet nedsenket i vann og kalles oppdriftssenteret eller sentrum av størrelsesorden(CV).

Når et skip flyter fritt i oppreist stilling, er tyngdepunktet alltid på samme vertikal som tyngdepunktet, og de like og motsatte kreftene som virker på skipet balanseres. Men så begynte krengende styrker å virke på skipet. Det handler ikke nødvendigvis om å flytte passasjerer; dette kan være et vindkast eller, hvis vi snakker om en yacht, bare trykket på seilene, en bratt bølge, et rykk i slepetauet, sentrifugalkraft i en bratt sirkulasjon, løfte en badende opp av vannet over siden osv. osv.

Virkningen av øyeblikket til denne krengende kraften, dvs. krengende øyeblikk, vipper - skipet krenger. I dette tilfellet endrer ikke skipets CG posisjon, med mindre dette selvfølgelig er det samme "Vasyukin"-tilfellet, og det er ingen belastninger på skipet som kan bevege seg mot tilten. Siden skipet fortsetter å flyte selv når det krenger, dvs. Arkimedes lov fortsetter å virke, tilsvarer en økning i nedsenket volum på siden som kommer inn i vannet en lik reduksjon i nedsenket volum på motsatt side som forlater vannet. La oss ikke glemme: vekten av fartøyet endres ikke på grunn av krengemomentet; derfor bør den totale verdien av det nedsenkede volumet forbli uendret!

På grunn av denne omfordelingen av undervannsvolumet endres posisjonen til det sentrale punktet - det beveger seg bort i retning av skipets krengning; som et resultat oppstår et øyeblikk med støttekrefter som har en tendens til å gjenopprette den rette posisjonen til fartøyet og kalles derfor gjenopprette øyeblikk.

Mens skipet opprettholder stabiliteten, blir det rette momentet, økende etter hvert som rullen øker, lik krengemomentet, og siden det er rettet i motsatt retning, "lammer" det fullstendig handlingen. Dette betyr at hvis størrelsen på krengekreftene ikke lenger endres, vil skipet fortsette å flyte med en konstant liste; hvis virkningen av krengekreftene stopper og det ikke er noe krengemoment, vil det rette øyeblikket rette opp skipet.

Med henvisning til diagram 2 kan vi anta at størrelsen på det rettemomentet som oppstår under en rulling vil være større, jo større skulderen er - den horisontale avstanden mellom den nye posisjonen til tyngdepunktet og den uendrede posisjonen til tyngdepunktet; det er derfor det heter stabilitet skulder. Så lenge denne skulderen er der, er det rettemomentet aktivt - skipet beholder, men så snart skulderen forsvinner med en ytterligere økning i rulling - vil tyngdepunktet være på samme vertikal med tyngdepunktet, ikke lenger innsats vil være nødvendig for å kantre skipet, det vil miste stabilitet - det vil kantre.

Jo lenger størrelsespunktet kan gå mot helningen - jo større stabilitetsarmen er, jo vanskeligere er det å snu skipet, dvs. jo mer stabilt er det. Derfor vil et bredt skip alltid være merkbart mer stabilt enn et smalt. På en firears yawl med en bredde på 1,6 m kan roere reise seg og gå uten stor risiko, men på en akademisk åtte-ars yawl med en bredde på 0,7 m er det nok at en roer presser foten hardere eller løft åren litt høyere for at det skal oppstå en truende liste!

Det er spesielt viktig å ha tilstrekkelig stråle på de minste båtene. Stabiliteten deres påvirkes også betydelig av vannlinjens fylde, det vil si en indikator på hvilken andel av et rektangel, hvis sider er sammensatt av maksimal lengde og bredde, som er okkupert av området til den nåværende vannlinjen. Alt annet likt er skip med større vannlinje alltid mer stabile enn de med skarpe vannlinjer i baugen og akterenden.

Stabilitet, spesielt ved små helningsvinkler, avhenger i stor grad av formen på skroget - på fordelingen av volumene til undervannsdelen av skroget. Tross alt, til syvende og sist, bestemmes stabiliteten ikke bare av bredden på den effektive vannlinjen, men av posisjonen til "omdreiningspunktet" - midten av det faktisk nedsenkede volumet.

Fra et stabilitetssynspunkt er de minst fordelaktige halvsirkelformede seksjoner, som på grunn av seilingsforhold ofte brukes til forskyvningsfartøy; Skrogene til akademiske robåter, samt relativt smale og lange båter som ikke er konstruert for planing, har et nært halvsirkelformet tverrsnitt. Den rektangulære seksjonen har høyere initialstabilitetsegenskaper; Denne typen seksjoner er laget på båter med minimal lengde - slepebåter og skyttelbåter. Hvis du flytter undervannsvolumene til sidene ved å redusere dypgående (og volumet) i midtdelen, vil stabiliteten komme enda mer til gode: skrogene til de nyeste universelle småbåtene, som Sportiac og Dolphin, har en lignende form.

Følger du samme vei, kan du øke stabiliteten ytterligere ved å kutte kroppen på langs - langs DP - og ordne de smale halvdelene til en viss bredde. Dette er hvordan vi kom til ideen om et dobbeltskroget fartøy, som er nedfelt i design av både lavhastighets flytende hytter eller oppblåsbare flåter, og racermotor- eller seilkatamaraner designet for rekordhastigheter.

Med økende helningsvinkler blir også formen på overflatedelen av skroget i området som kommer inn i vannet under en slag, stadig viktigere. Et tydelig eksempel er mangelen på stabilitet til en tømmerstokk med et sirkulært tverrsnitt: for enhver "rulling" - rotasjon rundt en akse - ikke noe ekstra volum kommer inn i vannet, formen på den nedsenkede delen og posisjonen til det sentrale punktet gjør det. ikke endre seg, og det oppstår ikke et rettende øyeblikk.

Av samme grunn er den en gang fasjonable blokkeringen av sider på motorbåter også skadelig. Dette er forståelig: med økende hæl øker ikke bredden på vannlinjen ikke bare, men noen ganger, tvert imot, reduseres den! Derfor veltet ofte de gamle Kazankaene, som hadde sidene vippet innover i den allerede ganske smale aktre delen i skarpe svinger.

Og vice versa: tiltak som øker stabiliteten er sidene og feste av ekstra oppdriftselementer langs de øvre kantene. Forklaringen er enkel: ved krenging kommer volumer inn i vannet akkurat der de er mest nødvendig for støtte - der de gir en stor innflytelse. I prinsippet kombinerer et skip med en camber av rammer på overflaten og en relativt smal rennende vannlinje gode fartsegenskaper med høy stabilitet. For eksempel hadde eldgamle bysser denne skrogformen, hvor kraften til "motoren" som kjent var begrenset, og kravene til hastighet og sjødyktighet var ganske høye. For samme formål ble bunter med tørt siv bundet over vannet langs sidene av lette kosakk-"måker".

Faktisk bruker våre seilbåtturister den samme teknikken, ved å feste oppblåsbare sylindre på sidene av kajakkene. Et enda mer effektivt middel for å øke stabiliteten til kajakker under seiling er sideflåte montert på tverrstenger. På jevn kjøl beveger de seg over vannet og bremser ikke ned. Når vindtrykket på seilet vipper trimarankajakken, kommer lefloaten inn i vannet og fungerer som en ekstra støtte, plassert svært fordelaktig - langt fra DP.

Ulike sidebeslag på planende motorfartøy - buler og spons - tjener et lignende formål: de forbedrer stabiliteten til båten eller motorbåten både når den står stille og mens den er i bevegelse. Den samme "Kazanka" blir tryggere selv når du opererer med "Vikhrem" takket være installasjonen av ekstra oppdriftsvolumer - hekkboller, som kommer inn i vannet når hekken er tydelig overbelastet eller når den krenger i ro. Når du beveger deg rett frem, er den nedre arbeidsflaten til boulen over den rennende vannlinjen, og under skarpe svinger som er farlige for Kazanka, begynner denne overflaten å "fungere": den hydrodynamiske løftekraften som genereres på den under høvling forhindrer en økning i rulle under sirkulasjon.

Effektiv vannlinjelengde, men i mindre grad enn bredden, påvirker også stabiliteten til de minste skipene betydelig. Her er et eksempel. En gang ble en delt turistkajakk testet. I en-seters, tre-seksjons-versjonen viste båten seg å være for "sporty": de som ikke hadde erfaring med roing i "akademiske" båter kantret alltid nær kysten. Det var imidlertid nok å legge til en midtdel på 0,8 m lang, og samme båt ble et "rolig" turistfartøy.

Stabilitet er veldig nært knyttet til en annen sjødyktig kvalitet ved et fartøy - usinkbarhet. La oss understreke: begge disse egenskapene er i stor grad bestemt av det faktiske fribord. Hvis fribordet er lavt, vil dekket selv ved små krengevinkler gå inn i vannet, bredden på den effektive vannlinjen vil begynne å avta, og fra dette øyeblikket vil stabilitetsarmen og det rette momentet begynne å avta. Åpne - dekkløse båter, etter å ha kommet inn i vannet på den øvre kanten av siden, oversvømmes umiddelbart og kantrer (dette er nøyaktig hvordan Vasyukinittene, som ikke var erfarne i skipsteori, led!). Det er klart at jo høyere fribord, desto større er den tillatte krengevinkelen, hvis kritiske verdi kalles flomvinkelen.

Den mest åpenbare indikatoren på en farlig økning i rulling og nærmer seg flomvinkelen er en reduksjon i fribordshøyden på siden av båtens rulling. Unødvendig å si at jo mindre båten er, desto farligere er listen, desto viktigere er hver centimeter med faktisk fribord! Det er absolutt uakseptabelt å overskride båtens bæreevne spesifisert av produsenten (overbelastning)! Det er farlig å ordne lastene på en slik måte at båten har en liste allerede ved avgang fra land: dette reduserer tross alt umiddelbart den faktiske høyden på siden og stabilitetsmarginen til båten din!

Det er ingen tilfeldighet at vi snakker om selve fribordshøyden. Historien om "stor" skipsbygging kjenner til mange tilfeller der intakte og uskadede skip mistet stabiliteten bare fordi det under en liste dukket opp noen åpne hull i siden ved et uhell nær vannoverflaten.

Akademiker A.P. Krylov forteller en interessant historie. Før det 84-kanons skipet «King George» la ut på sin jomfrureise (dette skjedde i 1782 i Portsmouth), ble det spesielt krenget for å rette opp en slags funksjonsfeil i kingstons. Kantene på den nedre raden med åpne pistolporter viste seg å være på et nivå bare 5-8 cm over vannoverflaten. Senioroffiseren, som ikke var klar over den farlige posisjonen til skipet, da disse 5-8 cm, og ikke de vanlige 8 m, var den faktiske høyden på siden, beordret teamet til å bli kalt til kanonene for å heve flagget. Åpenbart løp sjømennene langs den skrånende siden og en liten økning i rullen var nok til at skipet falt om bord og fraktet mer enn 800 mennesker til bunnen...

Så de nødvendige betingelsene for stabiliteten til et fartøy er dens tilstrekkelige bredde og høyde på siden. La oss nå gjøre en avklaring. Faktum er at stabilitet vanligvis er delt inn i initial (innenfor rullevinkelen på opptil 10-20°) og stabilitet med større tilbøyeligheter. For små skip er det viktige først og fremst bredden og egenskapene til initial stabilitet: stabilitet ved store krengevinkler "kommer oftest ikke til", siden flomvinkelen vanligvis ligger innenfor grensene for initial stabilitet . For større sjødyktige og lukkede fartøyer er fribordshøyden viktigere, noe som sikrer stabilitet ved store helninger.

La oss nå merke oss en helt åpenbar og praktisk talt veldig viktig betingelse: jo mer stabilt fartøyet er, jo lavere tyngdepunktet er plassert. Alle vet hva roly-polys og tumblere skylder sin høye "stabilitet"! Fra vår egen erfaring vet alle godt hvordan enhver liten båt begynner å svaie når de reiser seg til full høyde og prøver å gå fra en bredd til en annen: med en økning i høyden på CG (skulder), størrelsen på krengemomentet øker betydelig, selv om vekten til selve personen ikke endres ...

Derfor må du sitte nesten direkte på bunnen på de samme kajakkene, hvis bredde som regel er på en farlig minimumsgrense. Et annet eksempel. Når en mast er plassert på yawls, vises en kraft av vindtrykk på seilene i en viss høyde; for å kompensere for det betydelige krengemomentet som oppstår, er det nødvendig å øke stabiliteten på samme måte - hele laget går fra dunkene til bunnen.

Og det tredje eksemplet. Redaksjonen for samlingen ble kjent med en ganske smal toseters båt (se bilde), designet for roing med lange årer. Ytelsen til båten viste seg å være utmerket, men det var ett "men": mens forfatteren av prosjektet kjørte båten til teststedet, hadde han allerede kantret! Redaksjonen som prøvde båten befant seg også i vannet. Det var imidlertid nok å senke høyden på boksene med 150 mm - situasjonen endret seg.

Til tross for det strengeste vektbesparelsesregimet, må de skip hvis stabilitet er underlagt spesielt strenge krav ta på seg "dødvekt" - ballast - spesielt for å senke den sentrale tyngdekraften. Vanligvis har cruise-yachter og redningsbåter permanent solid ballast, sikret så lavt som fartøyets design tillater. (Jo lavere du kan plassere ballasten, jo mindre av den vil være nødvendig for å sikre en viss høyde på CG på hele skipet!) På slike skip prøver de å plassere CG under CG. Da vil maksverdien til stabilitetsarmen oppnås ved en veldig stor rulling - opp til 90". Til sammenligning er det nok å si at de fleste konvensjonelle sjøbåter kantrer allerede ved en rulling på 60-75°.

Noen ganger brukes midlertidig flytende ballast. På sjødyktige motorbåter og båter med kjølt bunn må derfor ofte lav startstabilitet ved parkering (rulling) kompenseres ved å motta vann inn i spesielle ballasttanker i bunnen, som tømmes automatisk under bevegelse.

Det er veldig viktig at tyngdepunktet til et krenget fartøy forblir på plass: det er ingen tilfeldighet at på seilbåter er alle tunge gjenstander godt festet for å hindre dem i å bevege seg. Det er imidlertid laster som anses som farlige fordi de kan forårsake tap av stabilitet. Dette er alle slags bulklaster - fra korn og salt til fersk fisk, tilfeldig hellet i retning skipets tilt. (Det var på grunn av forskyvningen av bulklast - korn - at den enorme fire-mastet barken Pamir, det siste store lasteseilskipet med en dødvekt på 4500 tonn, kantret og omkom i 1957 under en orkan!) Flytende last er spesielt farlig. . Vi vil ikke gå inn i dybden av teorien om skipet, men vi vil understreke at i dette tilfellet er det ikke så mye vekten av den iriserende flytende lasten som reduserer stabiliteten, men heller dens frie overflate.

Hvordan seiler da, kan leseren, tankskip som frakter denne farlige flytende lasten over hav og hav? For det første er tankskipsskroget delt av tverrgående og langsgående ugjennomtrengelige skott i separate rom - tanker, og i deres øvre del er det plassert såkalte fenderskott, som i tillegg "bryter opp" den frie overflaten (å bryte den i 2 deler reduserer de skadelige effekt på stabiliteten med 4 ganger). For det andre er tankene helt fylt.

Av samme grunner er det bedre å ha to smalere drivstofftanker på en båt enn en bred. Alle reservetanker skal fylles helt før en stormpassasje (som sjømennene sier - presset inn). Væsker må konsumeres en om gangen - først fra en tank til slutten, deretter fra den neste, slik at nivået er fritt i bare en av dem.

Den forferdelige fienden til små skip er vann i lasterommet, selv om totalvekten er liten. En dag gikk en ny arbeidsbåt ut for testing. Allerede ved første sving ble det bemerket at båten under sirkulasjonen fikk en uvanlig stor liste og var veldig "motvillig" til å komme ut av den. Vi åpnet akterluken og så at det rant vann i ettertoppen, etter å ha kommet dit gjennom en knapt merkbar sprekk i sømmen.

Det er svært viktig å drenere skrog på små skip i tide og iverksette tiltak for å sikre at vann i friskt vær ikke kommer inn gjennom ulike hull og lekkasjer.

Vi startet denne samtalen om stabilitet med faren fra uorganiserte passasjerer. Nå som vi er bevæpnet med en eller annen grunnleggende teori, la oss igjen understreke behovet for å strengt følge de etablerte oppførselsreglene om bord på små fartøyer. Tross alt, på grunn av en forglemmelse, skaper en passasjer som går om bord i en lett motorbåt en enorm krengekraft, som utgjør nesten 1/5 av fartøyets deplasement! Og to passasjerer som bestemmer seg for å gå samtidig om bord på Progress-4 med styrehuset er en reell trussel om å kantre skipet (to slike hendelser med tragiske utfall skjedde i Kalinin i fjor sommer).

Når du inviterer gjester til "cruiser", instruer dem høflig, men bestemt og gjør dem kjent med de eksisterende sikkerhetsreglene. På de minste skipene kan du kanskje ikke stå opp i full høyde og bevege deg fra sted til sted, men folk vet kanskje ikke dette!

Til nå har det blitt sagt at CG-posisjonen ikke skal endres. Det er imidlertid en stor klasse sportsfartøy hvor full bevegelse av CG i retning motsatt av rullen er den viktigste betingelsen for å oppnå høye resultater. Vi snakker om å krenge lette racingjoller og katamaraner, og noen ganger cruise- og racingyachter. Hengende over bord ved hjelp av en trapes, beveger utøveren CG med vekten og øker stabilitetsarmen, noe som lar ham redusere rullen, eller til og med unngå å kantre...

Til slutt bør det huskes at selv et fartøy som er stabilt under noen forhold, kanskje ikke er stabilt nok i andre. Stabiliteten kan variere, spesielt når du parkerer og under kjøring. Derfor må vi også ta hensyn løpsstabilitet. For eksempel begynner en deplacementbåt, som når den er parkert ikke en gang reagerer på en passasjer som sitter ved siden, når den seiler på bølgene, plutselig krenge mot ham. Det viser seg at båten ser ut til å "henge", og hviler akterenden og baugen på toppen av to tilstøtende bølger, og på grunn av at hele den midtre delen, den bredeste, havner i bølgedalen, den allerede kjente fylden. av vannlinjen er redusert og stabiliteten har umiddelbart redusert.

På planende motorbåter øker som regel de betydelige hydrodynamiske kreftene som oppstår under bevegelse for å opprettholde stabilitet. Imidlertid kan de også forårsake en kantring: hvis for eksempel en sving er for skarp, skaper en endring i retningen til propellstoppet og en kraftig økning (på grunn av drift) i trykket ved kina ytterst til svingen en farlig par krefter, som ofte snur båten over siden ytterst til svingen.

Til slutt analyserer skipsbyggere separat tilfeller av dynamisk bruk av krengekrefter (det er også et spesielt konsept - dynamisk stabilitet): med plutselig og kortvarig påføring av store ytre belastninger, kan oppførselen til fartøyet være helt forskjellig fra de klassiske ordningene for statisk stabilitet. Det er grunnen til at under stormfulle forhold, under den ugunstige dynamiske påvirkningen av storm- og bølgesjokk, kantrer tilsynelatende absolutt stabile yachter, spesialdesignet for seiling under de tøffeste havforholdene. (Yachtene til Chichester, Baranovsky, Lewis og andre ensomme våghalser kantret! Det fine her er at skipsbyggerne også forutså dette: yachtene sto umiddelbart på jevn kjøl og ble stabile igjen.)

Selvfølgelig er ingeniører ikke fornøyd med vurderinger som "dette skipet er stabilt, men det skipet er ikke veldig stabilt"; skipsbyggere karakteriserer stabilitet med eksakte verdier, som vil bli diskutert i neste artikkel.

Når de designer et hvilket som helst fartøy, det være seg en supertanker eller en robåt, gjør designere spesielle stabilitetsberegninger, og når fartøyet testes er det første de gjør å sjekke om den faktiske stabiliteten stemmer overens med designet. For å sikre at stabiliteten til ethvert nytt fartøy under normal, kompetent drift under forholdene det er designet for er tilstrekkelig, utsteder overvåkingsorganisasjoner som USSR Register spesielt. Stabilitetsstandarder og deretter overvåke deres overholdelse. Designerne som lager fartøysdesignet utfører alle beregninger, veiledet av disse stabilitetsstandardene, og sjekker om det fremtidige fartøyet vil kantre under påvirkning av bølger og vind. Det stilles naturligvis tilleggskrav til enkelte typer fartøy. Dermed blir passasjerskip nå sjekket for tilfeller av akkumulering av alle passasjerer på den ene siden, og selv når de krenger i sirkulasjon (i dette tilfellet skal krengevinkelen ikke overstige vinkelen dekket kommer inn i vannet med og en verdi på 12 °). Slepefartøy testes for rykkeffekten til slepetauet, og elveslepebåter testes også for slepetauets statiske effekt.

Resultatene av beregningene, sammen med instruksjoner til kapteinen på skipet, er dokumentert i et av de viktigste skipsdokumentene, kalt "Information on Vessel Stability".

For små fartøy anerkjenner Elveregisteret også fullskala tester av hovedfartøyet, utført etter et spesielt program. Disse testene kan i tvilsomme tilfeller erstatte de tilsvarende beregningene.

Den lille fritidsflåten, kontrollert av navigasjon og tekniske inspeksjoner, har ennå ikke tilstrekkelig klare og enkle stabilitetsstandarder. Sjødyktigheten til slike fartøyer standardiseres hovedsakelig ved å etablere en minimum fribordshøyde og et lengde-til-breddeforhold (fra 2,3 til 1). Avhengig av høyden på fribordet deler HTI (nå GIMS) små fartøy inn i tre klasser: den første - med et fribord på minst 250 mm; den andre - minst 350 mm; tredje - minst 500 mm.

Instruksjonene som følger med småbåter produsert av industrien inneholder vanligvis grunnleggende anbefalinger for å opprettholde stabiliteten. Enhver amatørbåtfører blir introdusert til sikkerhetsreglene før han får utstedt sertifikat for retten til å drive fartøy.

E. A. Morozov, "KiYa", 1978

Stabiliteten til et skip avhenger av holdningen. Grunnleggende om skipsteori. Operative, sjødyktige og manøvrerbare egenskaper. Faktorer som påvirker skipets stabilitet

Stabilitetsforhold

Siste

Du må vite dette