În expunerea teoriei stabilității inițiale a navei, sa constatat că ipoteza unei dependență liniară a momentului restaurare la unghiul de înclinare este valabilă numai pentru unghiuri mici de înclinare a navei, dincolo de care stabilitatea umărului și momentul de redresare nu mai pot fi determinate de metacentric formule. Prin urmare, pentru a caracteriza stabilitatea dincolo de limitele unghiurilor mici de înclinație, trebuie să recurgem la aparatul teoriei stabilității la unghiuri mari de înclinație. În acest caz, vom lua în considerație numai stabilitatea la unghiuri largi ale bancului, deoarece unghiurile mari de tăiere într-o navă nedeteriorată nu apar practic.
Vorbind despre înclinarea navei în plan transversal, ține cont de faptul că, datorită asimetriei vasului în raport cu planul la centrul navei frame-centru valoarea de ieșire a planului de înclinare și formează al doilea component al momentului cinetic total al forțelor de greutate și de flotabilitate - așa-numitul momentul de derivare acționând în planul longitudinal. Cu toate acestea, o diferență semnificativă între momentele totale și cele de restaurare, chiar și în unghiuri mari ale băncii, se găsește doar în unele cazuri de înclinație a unei nave avariate cu compartimente inundate. Pentru intacte cu o precizie suficientă pentru scopuri practice, se poate considera că stabilitatea navei este complet determinată prin reducerea cuplului (forță în planul de înclinare) și limita, cu toate acestea, ținând cont de dependențele, valoarea atunci când exprimarea vasului de înclinare.
Având în vedere stabilitatea inițială, s-au făcut următoarele ipoteze de bază:
Atunci când nava se tocește, mișcarea centrului de magnitudine are loc de-a lungul unui arc de cerc;
Metacentra transversală este situată într-un punct care este centrul acestui cerc și nu își schimbă poziția cu înclinații;
Valoarea razei metacentrice transversale rămâne neschimbată;
Conductele de apă echivalente se intersectează într-o linie dreaptă care trece prin centrul de greutate al zonei de plutire, situată în centrul vasului.
Cu toate acestea, în timpul funcționării navei, înclinările apar adesea la unghiuri mari ale băncii. În aceste cazuri, aplicarea ipotezelor de mai sus conduce la rezultate incorecte. Prin urmare, teoria stabilității navei a fost dezvoltată pentru înclinații mari.
La unghiuri mai mari de înclinare a navei nu poate fi considerată ca modificări de formă pe perete fețe în interiorul volumului subacvatic: simetrie porțiuni înclinate ivyhodyaschey intrare zona liniei de plutire afectate în mod semnificativ, ceea ce conduce la deplasarea axei de intersecție a două waterlines coextensiv. Mutarea valorii centrului la unghiuri mari de bandare nu mai are loc de-a lungul unui arc și o curbură variabilă de-a lungul curbei. Acest lucru este echivalent cu cross-metacentru nu rămâne la un punct m constant la axul central, așa cum era la unghiuri mici de călcâi, și se mută la un nou punct m. În consecință, distanța dintre metacenter și centrul de magnitudine - raza metacentrică transversală - este variabilă. Poziția centrului de greutate al liniei de apă activă va fi determinată numai prin calcularea poziției efective a liniilor hidrografice echidistante. astfel Raza metacentrică variabilelor poate fi explicată prin faptul că, atunci când forma zona de tocuri navă care acționează linie de plutire schimbă înclinația axei sale centrale longitudinale deplasat în raport cu linia mediană și, prin urmare, momentul de inerție valoare Ixx va fi diferit pentru fiecare linie de plutire de operare.
Din ceea ce sa spus, rezultă că înălțimea metacentrică nu mai poate servi ca un criteriu pentru stabilitatea transversală. Din aceste motive, abordarea problemelor de stabilitate la unghiuri mari de bandare, formula nu poate fi utilizat stabilitate transversală metacentric și toate obținute pe baza formulelor sale, care includ valoarea înălțimii metacentrice transversale.
Stabilitatea navei este înțeleasă ca capacitatea sa de a rezista momentelor de croazieră. Dar el tocnește nava, de fapt, călcând moment, dar rezistă momentului de restaurare. Prin urmare, momentul de restaurare și ar trebui să se măsoare stabilitatea vasului în acest caz.
O măsură a stabilității statice a navei la unghiuri mari ale băncii va fi un moment de restaurare egal cu:
Sarcina principală de calculare a stabilității la unghiuri mari de prindere este determinarea umărului lst al momentului de refacere ca funcție a unghiului de călcâi.
Cu o incidență transversală egală a volumului în unghi. a căror valoare nu impune nici o restricție, centrul de greutate al navei nu își schimbă poziția, iar centrul valorii se va deplasa spre înclinație. Metacentres ia o nouă poziție (figura 3.1), care acționează asupra forțelor de greutate a navei și flotabilitate sunt îndreptate de-a lungul normalele liniei de plutire și formează un cuplu de forțe cu GK umăr, a cărei valoare nu poate fi exprimată în termeni de înălțimea metacentrică transversală. Potrivit fig.3.1 momentul restabilirii poate fi reprezentat ca diferența dintre forța de flotabilitate și momentele de forțe de greutate în raport cu poziția inițială D valoarea centrală C a perechii de GK brat =. ca și înainte, numim umărul stabilității statice, iar momentul D - momentul de restaurare
Segmentul l se numește umăr de stabilitate a formei, deoarece la o anumită greutate a vasului P și unghiul de rulare valoarea acestuia depinde numai de coordonatele centrului de mărime determinate de forma volumului subacvatic al vasului. Segmentul l se numește umăr de stabilitate a greutății, deoarece la un unghi de rotire dat, lungimea sa depinde numai de înălțimea centrului de greutate peste centrul valorii. Corespunzător, momentul este numit momentul de stabilitate al formei, iar momentul este numit umărul stabilității greutății.
Uneori, umărul de stabilitate al formei este numit lungimea OR perpendiculară, care este coborâtă până la linia de acțiune a forței de flotabilitate de la origine.
În acest caz, umărul stabilității statice a greutății va fi, iar umărul stabilității statice va fi exprimat de dependența
Stabilitatea Umăr Separarea în două componente l și l facilitează calculul acestuia deoarece formele umerilor poate fi calculată în prealabil (în biroul de proiectare) și sunt prezentate sub formă de curbe în funcție de deplasarea navei și rola unghiurile și vasul pentru fiecare unghi rola este necesar doar pentru a determina valoarea și înălțimea CT pe CV pentru o anumită condiție de încărcare a navei.
Diagrama stabilității statice.
Brațul momentului de refacere l și Mv în sine au o interpretare geometrică sub forma diagramei de stabilitate statică (DSO) (figura 3.2). DSO reprezintă dependența grafică a brațului momentului de refacere (# 952;) sau a momentului Mv = din unghiul de rulare # 952; .
Această diagramă, de regulă, este reprezentată pentru rola navei doar pe partea tribordului, deoarece imaginea întreagă atunci când înclinarea pe partea portului pentru o navă simetrică diferă doar prin semnul momentului Mg (# 952;).
Valoarea DSO în teoria stabilității este foarte mare: nu este doar dependența grafică a Mg (H 952;); DSO conține în sine informații exhaustive privind starea de încărcare a navei în ceea ce privește stabilitatea. Platforma DSO vă permite să rezolvați multe probleme practice în acest voiaj și este un document de raportare cu privire la posibilitatea de a începe încărcarea navei și trimiterea acesteia în călătorie.
Diagrama stabilității statice are forma unei curbe cu un maxim pronunțat. Există trei puncte care sunt caracteristice pentru un vas nedeteriorat cu stabilitate pozitivă: punctul O (originea) care determină poziția unui echilibru stabil; punct. unde umărul stabilității statice și momentul de refacere au valorile maxime și punctul. care determină așa-numitul. apus de soare.
Echilibrul navei înclinate vine atunci când Mkr și momentele de recuperare Mv sunt egale. Pentru a utiliza diagrama de stabilitate statică pentru a determina unghiul de bandare, care a avut loc sub acțiunea unui moment de toc de macură dat, este necesar să se găsească brațul momentului de bandare
Și starea de echilibru a navei poate fi scrisă sub forma lcr = lb.
Pe diagrama stabilității statice la punctul de intersecție, momentul de restaurare este egal cu călcarea și, în consecință, nava este în echilibru într-o poziție înclinată (a se vedea Fig.3.3).
Dar există două astfel de puncte de intersecție pe DSO. Unghiul rolei statice (poziția echilibrului stabil) va corespunde punctului A.
Abaterea de la aceasta în orice direcție până la un unghi mic duce la apariția unui moment. încercând să returneze nava în poziția inițială de echilibru. O imagine diferită este observată la punctul B - cea mai mică abatere de la un unghi duce imediat la răsturnarea navei, deoarece în regiune> momentul de bandare devine mai restabilit; când se înclină <0 наоборот,> și sub influența diferenței de momente nava va merge de la punctul B, în direcția reducerii unghiului de înclinare în sus, până la punctul A nu a reușit din nou pentru a restabili echilibrul, acum de echilibru. Este ușor să vă asigurați că toate punctele de poziția de echilibru a navei bandează atribuită ramura ascendentă a DSW, în concordanță cu echilibrul său stabil, și, dimpotrivă, punctul de ramura descendentă a DSO - corespund echilibru instabil. În consecință, creșterea unghiului de înclinare statică a momentului de bandare va crește și în caz de răsturnare se întâmplă atunci când bitul momentul de bandare - depășește puțin maximă restaurarea moment și unghiul de înclinare este unghiul maxim de DSO.
Schema de stabilitate statică este construită pentru un anumit vas și corespunde unei anumite deplasări V și poziției centrului de greutate de-a lungul înălțimii Zg. Dacă nava schimbă deplasarea sau aplicatorul de centru de greutate, DSO va dobândi un aspect diferit. Această circumstanță trebuie să fie întotdeauna în vedere. Fiecare navă trebuie echipată cu un set de diagrame de stabilitate statică care caracterizează stabilitatea sa în cazurile de încărcare cele mai frecvente. DSO se disting printr-o mare varietate de forme de curbe, dar toate au unele proprietăți comune:
1. Secțiunea inițială a DSO este o linie înclinată dreaptă. Intr-adevar, pentru unghiuri mici de diagramă călcâi porțiunii inițiale trebuie să fie drepte, care pot fi dovedite prin echivalarea cele două formule de redresare: formula metacentric stabilitate transversală, care se aplică numai pentru unghiuri mici role, momentul de redresare și formula sunt valabile pentru orice unghi de role, adică, = Dh și = Dlst, de unde lst = h.
Pentru unghiuri mici de toc transversal metacentric înălțime h - valoare constantă, astfel încât relația dintre umăr și unghiul de stabilitate statică de bandare pentru valori mici ale acesteia din urmă este liniar și reprezentat printr-o linie dreaptă.
2.Otrezok perpendicular recuperat din punct de pe abscisă, la o distanță de la începutul uneia axe radiani, la intersecția cu tangent inițială a curbei definește pe DSO inițial transversal metacentric înălțime h.
tg. dar lst = h; apoi tg (3.5)
Cu toate acestea, nu se recomandă să se determine în mod grafic înălțimea metacentrică conform DSO, deoarece Tangenta la curbă nu poate fi efectuată cu precizia necesară. Această proprietate a DWD este folosită în principal pentru a controla secțiunea sa inițială, când se cunoaște înălțimea metacentrică transversală.
În general, această proprietate a DSO este formulată după cum urmează: panta tangentei la diagramă în orice punct este proporțională cu așa-numita Înălțimea metacentrică "generalizată" corespunzătoare uneia sau a altei valori a unghiului de călcâi determinată de abscisa punctului de tangență.
Analitic, aceste proprietăți sunt exprimate prin derivarea brațului de stabilitate în raport cu unghiul de rulare, adică înălțimea metacentrică generalizată este exprimată ca:
Proprietățile rezultate ale DSO sunt următoarele:
-.Pentru maximul diagramei, înălțimea metacentrică generalizată este zero
-. Curbura ramurii inițiale a diagramei ne permite să judecăm stabilitatea inițială a vasului
3. Partea ascendentă a curbei diagramei stabilității statice caracterizează poziția stabilă a echilibrului navei, iar cea descendentă este instabilă.
- DSO vas particular depinde doar de poziția reciprocă a centrului vasului de greutate G și inițial m cross-metacentru (sau valori ale h0 înălțimii metacentrice) și deplasarea P (sau precipitare dav) și ia în considerare prezența mărfurilor lichide și a stocurilor folosind modificări speciale
- formă particulară de carenă prezentată în l umăr DSO (# 952;) asociat rigid cu forma formei corpului navei, care reflectă offsetul valoarea centrală C în direcția apei de intrare la talon când bandează navă.
- înălțimea metacentrică h0. calculată luând în considerare influența încărcăturii lichide și a rezervelor (a se vedea mai jos), se manifestă în DSO ca fiind tangenta unghiului de înclinare a tangentei la DSO în punctul # 952; = 0 (Fig.3.4), adică:
Pentru a confirma corectitudinea construcției DSO pe aceasta, construcția se face: unghiul # 952; = 1 rad (57.3 0) și să construiască un triunghi cu o ipotenză tangentă la DSO la # 952; = 0 și un picior orizontal # 952; = 57.3 0. Picioarele verticale (opuse) trebuie să fie egale cu înălțimea metacentrică h0 de pe scara axei l (m).
- nici o acțiune nu se poate schimba forma de LLO, cu excepția modificarea parametrilor inițiali valorile h0 și R. ca DSO reflectă într-un anumit sens forma carenei a continuat cu o sumă l (# 952);
- Înălțimea metacentrică h0 determină de fapt forma și amploarea DSO.
Unghiul de rotire # 952; = # 952; 3. când parcela DSO intersectează axa abscisă, se numește unghiul de apus al DSO. Unghiul de apus # 952; 3 specifică numai valoarea unghiului de rulare la care forța de greutate și forța de flotabilitate vor acționa de-a lungul unei linii drepte și l ( # 952; 3) = 0. Pentru a judeca despre răsturnarea navei de pe rolă
# 952; = # 952; 3 nu va fi adevărat, deoarece răsturnarea navei începe mult mai devreme - imediat după depășirea punctului maxim al DSO. Punctul maxim al DSO (l = lm (# 952; m)) indică numai îndepărtarea maximă a forței de greutate de la forța de prindere. Cu toate acestea, brațul maxim lm și unghiul maxim # 952; m sunt valori importante în controlul stabilității și sunt supuse verificării conformității cu reglementările relevante.
Fig.3.5 Interacțiunea momentelor de basculare și restaurare.
Diagrama stabilității statice reflectă capacitatea navei de a crea un moment de recuperare atunci când nava se înclină. Forma sa are un caracter strict specific, care corespunde parametrilor de încărcare ai navei numai în acest voiaj (P = Pi, h0 = h0i). Comandant de navă care se ocupă cu probleme privind calculul de planificare a navelor voiajului de încărcare și stabilitatea necesară pentru a construi un DSO concret pentru două state în navă de croazieră viitoare: cu aceeași locație și sarcina la 100% și 10% din proviziile de bord.
Pentru a putea construi curbele de stabilitate statică pentru diferite combinații de deplasare și a înălțimii metacentrice, folosiți materiale grafice auxiliare disponibile în documentația navei pentru proiectul navei, de exemplu, pantokarenami sau al cuplului de redresare universală.