Начальная остойчивость судна. Условия остойчивости судна.

Начальную остойчивость рассматривают как частный случай остойчивости вытекающий из условия, что при малых наклонениях кривую ЦВ можно при­нять за окружность с центром кривизны в точке т₀ и радиусом кривизны r₀. Уп­рощение формул достигается также за счет того, что в этих условиях sin Q=0 и cos Q = 1. Согласно теореме Эйлера при малых равнообъемных наклонениях ось наклонений проходит через ЦТ площади ватерлинии.

Восстанавливающий момент определяет метацентрическая формула остойчивости

М_s = Dh₀ sin Q = Dh₀Q, (1.1)

Из формулы (1.1) следует, что вос­станавливающий момент при малых накло­нениях пропорционален коэффициенту остой­чивости Dh_o.

Начальную метацентрическую высоту характеризуют соотношения (рис. 1)

h_o=r_o+z_co-z_g; h_o =z_mo-z_g; h_o=r_o-a_o.

Величина h₀ является мерой поперечной остойчивости при малых наклонениях. В частных случаях формула, определяющая начальную метацентрическую вы­соту, принимает вид:

для судна с круговыми обводами h_o= z_mo-z_g=R-z_g;

для прямоугольного понтона h_o=T/2((1+1/6(B/T)²)-z_g,

где R — радиус окружности.

Зависимости z_mo= r₀ + z_co = f (Т) и V = f (Т) называют метацентрической

Диаграммой и изображают вместе с другими кривыми элементов теоретического чертежа (гидростатические кривые). Судно считают остойчивым в малом, если поперечный метацентр расположен выше ЦТ, т. е. если h0 > 0. Такое судно называют обладающим положительной начальной остойчивостью. При h0 < 0 ЦТ лежит выше метацентра, и судно не будет остойчивым в прямом положении. Возникающая в этом случае востанавливающая пара будет стремиться отклонить судно от прямого положения равновесия. Такое судно называют обладающим отрицательной начальной остойчивостью. Метацентрическую формулу остойчивости применяют для углов крена в пределах

линейной зависимости восстанавливающего момента от угла крена (обычно до 10— 20°). Относительная точность ее возрастает при увеличении начальной метацентрической высоты. Для судов с круговыми обводами точность формулы выше, чем для судов с прямостенными обводами, где более точный результат дает формула. Регистр предъявляет специальные требования к началь­ной метацентрической высоте. Восстанавливающий момент при наклонении судна в продоль­ной плоскости определяют по формуле

где DH₀ — коэффициент продольной остойчивости; Н₀ — продольная метацентри-ческая высота (рис. 2);

Н_о=R_o+ z_co- z_g;

Н_о= z_mo- z_g;

Н_о=R_o-a_o.

В этой формуле называют метацентрической формулой продольной остойчи­вости. Продольная остойчивость надводного судна значительно больше поперечной, так как продольный метацентр М₀ расположен высоко над основной плоскостью.

При действии на судно кренящего момента М_кр угол крена находят из условия равенства кренящего и восстанавливающего моментов . (1.1)

Если в метацентрической формуле поперечной остойчивости положить крен судна равным 1° = 1/57,3, рад, то получаем момент, кренящий на 1°:

Используя величину ₀, можно быстро определить угол крена в градусах при действии заданного кренящего момента (1.2)

Аналогичную формулу можно записать и для вычисления угла дифферента при действии заданного дифферентующего момента где знак минус поставлен потому, что для принятой координации угла дифферента («+» при дифференте на корму) дифферентующий момент М_ДИф должен быть отрица­тельным.

При продольных наклонениях рассматривают также момент, дифферентующий на 1 см, значение которого устанавливают по метацентрической формуле продоль­ной остойчивости, полагая в ней — 0,01/L, т. е.

Если заданный дифферентующий момент М_ДИф разделить на величину ₀, то получим изменение дифферента в сантиметрах (т. е. разность осадок носом и кормой .

Формулы (1.1) и (1.2) получены в предположений, что судно не имеет диф­ферента. При посадке судна с дифферентом его начальная метацентрическая высота может быть определена по формуле

где — поперечный метацентрический радиус, вычисленный для ватер­линии ВЛ составляющей угол с основной плоскостью (I — момент инер­ции той же ватерлинии относительно оси х; V — объемное водоизмещение); - аппликата ЦВ при посадке судна по ватерлинию ВЛ . Водоизмещение V определяют по масштабу Бонжана, аппликату с по­мощью интегральных кривых, а момент инерции (I — по теоретическому чертежу. При отсутствии интегральных кривых величину находят по приближенной формуле.

где Zс₀ ^и R — аппликата ЦВ и продольный метацентрический радиус, определя­емые по гидростатическим кривым для водоизмещения V.

№5 МППСС-72: Взаимные обязанности судов.

За исключением случаев, когда Правила 9, 10 и 13 требуют иного:

(а) судно с механическим двигателем на ходу должно уступить дорогу:

- судну, лишенному возможности управляться;

- судну, ограниченному в возможности маневрировать;

- судну, занятому ловом рыбы;

- парусному судну;

(b) парусное судно на ходу должно уступить дорогу:

- судну, лишенному возможности управляться;

- судну, ограниченному в возможности маневрировать;

- судну, занятому ловом рыбы;

(с) судно, занятое ловом рыбы на ходу должно, насколько это возможно, уступить дорогу:

- судну, лишенному возможности управляться;

- судну, ограниченному в возможности маневрировать;

(d) (i) любое судно, за исключением судна, лишённого возможности управляться, или судна, ограниченного в возможности маневрировать, не должно, если позволяют обстоятельства, затруднять безопасный проход судна, стеснённого своей осадкой и выставляющего сигналы, предписанные Правилом 28.

(ii) судно, стеснённое своей осадкой, должно следовать с особой осторожностью, тщательно сообразуясь с особенностью своего состояния.

(е) гидросамолёт на воде должен в общем случае держаться в стороне от всех судов и не затруднять их движение. Однако в тех случаях, когда существует опасность столкновения, он должен выполнять правила этой части.

 

Билет № 5