Biblioteca maritimă Rusia nu este prezentă
Balansul vasului se numește mișcarea oscilantă efectuată de vas în raport cu poziția de echilibru. Practic, laminarea are loc sub influența forțelor hidrodinamice, cauzată de efectul deranjant al valurilor vântului.
Scopul studierii poziționării navei și a legilor acesteia este de a identifica efectele dăunătoare ale amestecării și de a dezvolta măsuri raționale pentru a preveni sau atenua aceste consecințe. Gradul de susceptibilitate a navei la rulare este caracterizat prin navigabilitatea sa: cu cât nava este supusă la rulare, cu atât este mai navigabilă.
Chila navei
Efectele nocive ale pitching-ului includ:
Reducerea vitezei navei datorită rezistenței la apă sporită la mișcarea navei și deteriorării modului de funcționare a propulsiei;
apariția forțelor suplimentare cauzate de forțele de inerție și de undele de șoc, care pot duce la distrugerea locală a corpului și a dispozitivelor individuale ale navei;
încălcarea modului normal de funcționare a mecanismelor, dispozitivelor și a diferitelor dispozitive datorate forțelor inerțiale;
punțile de umplere, care împiedică menținerea mecanismelor și a dispozitivelor individuale situate pe și peste puntea;
deteriorarea condițiilor de trai ale navei, efecte fiziologice dăunătoare asupra persoanelor aflate la bord.
Consecințele periculoase ale pitching-ului sunt:
răsturnarea navei din cauza pierderii de stabilitate ca urmare a apariției unor unghiuri mari de rulare sau a unei scăderi semnificative a stabilității datorită deplasării încărcăturii, a recepției unei cantități mari de apă pe punte etc.
distrugerea (fracturarea) corpului datorită pierderii rezistenței longitudinale totale.
Când studiază mișcările oscilante ale navei, distingem pitch-ul în apă liniștită și înclinarea pe valuri. Tăierea liberă în apă liniștită are loc după terminarea forțelor prin care nava a fost scoasă din balanță și apoi lăsată la sine.
Astfel de oscilații se descompun rapid datorită acțiunii forțelor de rezistență la apă.
Cu toate acestea, câțiva parametri și caracteristici ale așezării unei nave pe apă liniștită afectează în mod semnificativ parametrii de rulare forțată pe valuri, deci trebuie studiate.
Forjarea forțată este cauzată de schimbarea periodică a forțelor de presiune care apar atunci când nivelul apei este ridicat și coborât pe părțile laterale ale vasului atunci când înoată pe suprafața de apă agitată.
În funcție de direcția oscilațiilor vasului în raport cu o poziție stabilă de echilibru, există trei tipuri de rulare:
laterală - mișcarea vibrațională rotativă în planul transversal;
kyle - mișcarea vibrațională rotativă în plan longitudinal;
verticală - mișcarea vibrațională translată față de planul liniei de plutire, corespunzătoare echilibrului static.
Această divizare a pitching-ului facilitează și simplifică studiul, ne permite să stabilim dependențele de bază și să obținem concluziile necesare în scopuri practice.
Rolarea navei, ca orice mișcare oscilantă, se caracterizează prin următorii parametri:
amplitudinea de rulare θ este cea mai mare deviere a vasului de la poziția de echilibru;
intervalul de oscilare este de două ori amplitudinea sau mișcarea completă a navei de la o poziție extremă la alta;
perioada de rulare T este timpul în care nava face o plimbare completă;
frecvența de rulare n este numărul de oscilații complete ale vasului în timpul unui timp de 2π sec.
Perioada și frecvența rulării sunt legate de relația: T = 2π / n.
SUCCESUL NAVELULUI ÎN APĂ LICHIDĂ
SUCCESUL NAVELULUI ÎN APĂ LICHIDĂ
Rularea unui vas în apă murdară, care are loc după întreruperea acțiunii unei anumite perturbări inițiale, reprezintă oscilațiile proprii (libere). Luați în considerare trei tipuri principale de rulare, care teoretic pot exista în apă calmă independent unul de celălalt: la bord, la chilă și vertical.
Traversarea la bord. La bordul rulării pe apă liniștită se numește mișcarea rotativă de vibrație a vasului în jurul axei longitudinale, cu rola alternantă la stânga și la dreapta. O astfel de rulare poate fi cauzată de distrugerea oamenilor de-a lungul punții din lateral în lateral, prin transportarea rapidă a sarcinii cu o săgeată sau o macara pe lateral.
Rularea vasului pe apă liniștită se caracterizează prin amplitudinea pitchului de rulare θm și a duratei vibrațiilor naturale Tθ:
Unde coeficientul C = 0,36 - 0,43, a cărui valoare depinde de tipul navei; B - lățimea navei; h este înălțimea metacentrică. Această expresie se numește formula căpitanului. Deși precizia sa este relativ mică, datorită simplității sale, se utilizează pe scară largă, de exemplu, pentru a determina înălțimea metacentrică a vasului în perioada de rulare Tθ.
Analizând această formulă, putem concluziona că perioada de rulare pe apă liniștită nu depinde de amplitudinea acesteia. În acest caz, creșterea stabilității vasului reduce perioada de rulare a vasului, adică Cu cât este mai mare înălțimea metacentrică h, cu atât este mai scurtă perioada de rulare Tθ. pitching și pitching verticale.
Tăierea unei nave pe o apă liniștită se numește mișcarea de vibrație rotativă a vasului relativ la axa transversală, provocând o tăietură alternantă pe pupa și pe nas.
Esența fizică a oscilațiilor longitudinale în timpul așezării rămâne aceeași ca în cazul oscilațiilor în aer, deși longitudinile au unele particularități, de exemplu: ele se descompun rapid datorită rezistenței mari a apei.
După cum arată datele experimentale, până când nava este oprită complet atunci când este așezată pe apă liniștită, sunt necesare doar 3 până la 5 leagăne.
Traversarea este caracterizată de amplitudinea θψ și perioada de vibrație naturală Tψ:
Tψ = 2,4√T, unde T este pescajul navei.
Trebuie avut în vedere că această formulă este foarte apropiată.
Lansarea verticală a navei pe apă liniștită se numește mișcarea translațională a navei de-a lungul axei verticale, determinând o scădere alternantă și o creștere a precipitațiilor.
Puntarea verticală, ca formă independentă de mișcări oscilatorii, este posibilă numai dacă Ts.T. Stratul care pătrunde în apă va fi pe aceeași linie verticală ca și Ts.T. navă.
Această condiție este practic imposibilă, astfel că pitch-ul vertical este însoțit neapărat de un pitching. Perioadele de vibrații naturale de verticală și de așezare pe apă liniștită sunt aproape egale.
SUCCESUL NAVELULUI PE CÂMPUL REGULAR
SUCCESUL NAVELULUI PE CÂMPUL REGULAR
Traversarea la bord. Laminarea navei la agitare regulate pot fi reprezentate ca suma a două oscilații armonice - cu propriile sale nθ rola de frecvență de oscilație în apă calmă fără rezistență la apă și oscilație forțată cu frecvența și amplitudinea undei σ θm cabrare.
La agitare regulate, care apare, de exemplu, sunt forțate cu o pur umfla sau când cabrare model de vas în bazin experimental, valuri regulate generate artificial, vibrațiile naturale sunt amortizate rapid, datorită efectului de rezistență la apă și vibrații, după ceva timp nava. Amplitudinea oscilațiilor forțate în ruloul de rulare fără a lua în considerare rezistența la apă, conform concluziilor teoriei liniare de rulare, se poate calcula din formula:
θm este amplitudinea de rulare;
α0 este cel mai mare unghi al pantei undei;
Tθ este perioada oscilațiilor proprii ale navei;
τ este perioada de val.
Atitudinea. θm / α0 este denumită de obicei amplitudinea relativă
Din ecuația (1) rezultă că, în perioada de undă τ pentru perioada naturală Tθ amplitudinea relativă a vibrațiilor și a creșterii forțate în absența forței de rezistență la apă devine infinit de mare (când τ - Tθ). Acest fenomen se numește rezonanță.
De fapt, rezonanța, deși nu duce la apariția unor amplitudini infinit de mari, cauzează apariția unor amplitudini maxime rezonante. Comparația curbelor prezentate în figură arată că efectul rezistenței la apă asupra amplitudinii relative a oscilațiilor forțate este semnificativ numai atunci când raportul perioadelor este în intervalul 0,70 ≤ Tθ / τ ≤ 1,3; în afara acestei regiuni, efectul rezistenței este nesemnificativ.
Cazul considerat de rulare este cel mai periculos. Dacă vasul nu are o stabilitate dinamică suficientă, rezonanța poate duce la pierderea stabilității și la răsturnarea vasului. Acesta este motivul pentru normalizarea stabilității navelor estimează unghiuri care rezultă nu numai din efectele presiunii vântului aplicate dinamic, dar, de asemenea, unghiurile de înclinare în timpul mișcărilor role, pe presupunerea că barca este pe rampage într-un val de mare regulat poziția de rezonanță.
Kyle și pitching vertical. În cazul în care nava este dispusă la val, atunci experiența pitching. Esența fizică a fenomenelor care apar în timpul pitchingului și rulării este aproape identică, deoarece natura mișcării navei nu se schimbă și forțele care acționează asupra ei rămân în mod inerent aceleași.
Cu toate acestea, condițiile de așezare a navei pe valuri diferă de condițiile de rulare. Când se cotează, rezistența mediului este mult mai mare decât cea a aerului. Prin urmare, oscilațiile libere în pitching mor mai repede.
Practic, pitching-ul poate fi considerat ca constând doar în oscilații forțate.
Pista de cercetare este complicată de faptul că simultan există o așezare verticală, iar influența reciprocă asupra fiecăreia și asupra caracteristicilor oscilațiilor navei este semnificativă.
Deoarece chiar cabrare amplitudinea de rezonanță este relativ mică, se poate argumenta că valoarea practică a unei nave care nu este atât de mult cabrare, ca punte de legătură zalivaemoet și suprastructura și slemminga emergență - șoc hidrodinamice prova navei pe apă.
Numita fenomen, precum și deteriorarea elicelor datorită expunerii periodice a direcției elicei grupurile duce la scăderea substanțială (până la 50%), viteza navei, care afectează negativ performanțele sale economice. Fenomenul de lovitură se simte pentru 1/10 până la 1/8 din lungimea vasului.
Grevele împotriva apei sunt însoțite de agitarea corpului, transformându-se în vibrații. Pe măsură ce crește abrupta undei, crește rezistența la impact, ceea ce duce adesea la deteriorarea fundului. Prin urmare, atunci când apar impacturi puternice, comandantul de navă este forțat să reducă, să accelereze sau să schimbe cursul navei.
REZULTATE DE CASTLE
Autocamioanele de rulare sunt numite dispozitive, care sunt utilizate pentru a reduce amplitudinea rulării navei.
Acțiunea stabilizatorilor de rolă instalată pe vas este aceea că acestea creează un moment alternativ de stabilizare, opus semnului la momentul deranjant al valului. În prezent, sunt folosite numai role. Este dificil să se reducă amplitudinea înclinării și rularea verticală cu ajutorul depresoarelor. Încă nu există suzete capabile să dezvolte momente mult mai stabile decât atunci când se rostogolesc.
Cilindrii liniari sunt împărțiți în pasivi și activi. Acțiunea corpurilor de lucru ale depresoarelor pasive se bazează pe crearea unui moment de stabilizare datorat mișcărilor oscilatorii ale recipientului în timpul rulării, adică atunci când le folosiți, nu este nevoie de surse speciale de energie.
În amortizoarele active, un cuplu alternativ de stabilizare este creat forțat prin intermediul unor mecanisme speciale controlate de un dispozitiv special de reglare, care, la rândul său, reacționează la oscilațiile navei. Deprimanții activi sunt mai eficienți, dar munca lor necesită o putere suplimentară.
Compresoare pasive. Numărul de cilindri pasivi de calmare sunt chilele de santină și cisternele calmante pasive.
Cuiele de craniu sunt cele mai simple și mai eficiente mijloace de reducere a rulourilor și, prin urmare, găsesc cea mai largă aplicație.
Containerele sedative pasive pot fi de două tipuri: închise, care nu comunică cu apa de mare (tip I) și se deschid, comunicând cu apa de mare (tip II). Rezervoarele sunt pline cu apă (uneori combustibil) și sunt conectate prin canale. Containerele sedative pasive sunt cele mai eficiente la rulourile rezonante.
În anumite condiții și regimuri de undă neregulată, astfel de depresoare pot duce la o creștere a amplitudinilor de pitch. Prezența unei suprafețe libere în rezervoare afectează în mod negativ stabilitatea vasului. Ca urmare a acestor motive, rezervoarele pasive nu sunt utilizate în prezent.
Se calmează activ. Controlerele cu role active includ cărucioare controlate la bord, cisterne active de calmare și stabilizatori stabilizatori giroscopici.
Cârligele controlate la bord sunt un mijloc foarte eficient de reducere a rolei de rulare și au devenit foarte răspândite pe transport și mai ales pe navele de pasageri. Acestea sunt plasate pe unități speciale, oferind o schimbare a unghiurilor de atac în conformitate cu o anumită lege, extensia lor din corp și curățarea în interiorul cocii.
Practica arată că este recomandabil să se utilizeze cârme laterale la viteze mai mari de 10-15 noduri. În acest caz, cârmele laterale duc la o scădere semnificativă (de mai multe ori) a amplitudinii rolei de rulare.
Rezervoarele sedative active sunt de obicei realizate sub formă de cisterne de primul tip. Pentru a regla mișcarea de apă, aplicați fie pompele instalate în canalul de apă, fie suflantele de aer amplasate în canalul de aer. Controlul pompei sau al suflantei se realizează cu ajutorul automatizării speciale, astfel încât este posibilă reglarea alimentării cu apă dintr-un rezervor în altul și asigurarea modificării necesare în momentul de stabilizare.
Eficiența instalației nu depinde de viteza navei: tancurile sunt la fel de moderate în mișcare și în parcare.
Dezavantajele rezervoarelor active: complexitatea construcției, costul ridicat, utilizarea echipamentelor complexe de control, reducerea capacității de transport a navei, necesitatea unor costuri suplimentare de energie.
Stabilizatorul rolei de giroscoapă este un giroscop puternic care se rotește pe o axă din cadru. Giroscopul este instalat pe verticală. Cilindrul navei cu ruloul de rulare determină rotirea axei giroscoapelor - așa-numita precesie a giroscopului. Ca rezultat, apare un moment giroscopic, care este momentul stabilizator al funinginii.
Depresanții giroscopici pot fi fie pasivi, fie activi. Precesiunea pasivă a agentului de calmare apare ca o reacție la rularea navei. În depresanții activi, precesiunea este creată forțat prin transferul energiei externe către un motor electric comandat de un regulator automat care reacționează la regimul de rulare al navei.
Dezavantaje: masa semnificativă, costul ridicat, complexitatea dispozitivului și funcționarea acestuia.