24. Остойчивость судна под действием шквала со стороны наветренного и подветренного бортов.

Рис. 111.33 А.

Судно имеет начальный крен (θ_Н) на волнении (рис. III.ЗЗА):

Случай 1. Налетел шквал в тот момент, когда судно под воз­действием волнения наклонилось навстречу шквалу на угол θ_г (шквал налетел в момент начала выпрямления судна под воздей­ствием собственного восстанавливающего момента М_в).

К действию восстанавливающего момента М_в, стремящегося выпрямить судно (которое затем по инерции наклонилось бы на другой борт), добавляется М_кр.дин от шквала; таким образом на суд­но будут действовать (динамически) одновременно (М_в + М_кр.дин).

Этот случай очень опасен, и именно по нему оценивают остой­чивость судна на больших углах наклонения (оценка остойчивос­ти по Критерию погоды).

Случай 2. Судно в момент воздействия шквала было на вол­нении наклонено в противоположную сторону. Случай 2 является менее опасным (моменты М_ъ и М_кр._дин действуют навстречу друг другу).

25. Определение наибольшего линейного ускорения в районе борта качающегося судна.

Иногда плавность качка оценивают по величине максимальных ускорений в районе борта судна.

При возникновении резонанса , судно совершает максимальные по амплитуде колебания с периодом, близким к периоду собственных колебаний .

Угол крена при качке в любой момент времени t при совпадении периодов волны и собственных колебаний (явление резонанса) описывается формулой:

угловая скорость при этом,

угловые ускорения

Максимальная величина углового ускорения

Максимальные линейные ускорения при бортовой качке будут возникать в точках наиболее удаленных от ДП, то есть у борта. Тогда,

Если выразить период собственных колебаний через капитанскую формулу, то получим,

Капитанская формула остойчивости:

При увеличение ведет к увеличению , что может вызвать перегрузки, действующие во время качки на приборы, команду и пассажиров, находящихся в районе борта судна, в результате чего возможны выходы из строя приборов и заболевание людей морской болезнью.

Принимая за критерий плавности качки вертикальные ускорения у борта (считается, что допустимое значение ускорений не должно превышать 10 % ускорения свободного падения) мы должны учесть следующее:

• У больших судов при прочих равных условия будет меньше, чем у малых

• У больших грузовых судов, таких как крупнотоннажные танкеры и суда для массовых грузов, вертикальные линейные ускорения у борта не особо важны так как в этом районе на этих судах не размещаются механизмы и жилые помещения

Считая основной величиной от которой зависит необходимо как следует из диаграммы увеличивать с ростом .

Зависимость τθ от и ширины судна

Вопрос 26. Обеспечение плавности бортовой качки на волнении.

Общие принципы стабилизации качки корабля можно сформулировать, рассмотрев формулы для собственного периода бортовой качки

уменьшения амплитуд качки корабля на волнении можно достичь:

1. Уменьшением величины . Этого можно достичь за счет уменьшения момента инерции массы корпуса или за счет уменьшения присоединенного момента инерции. Возможности их уменьшения весьма ограничены, к тому же такой путь вообще нерационален, так как качка становится резкой, порывистой, ускорения при качке возрастают, что значительно ухудшает условия обитаемости (см. рис. 3).

2. Увеличение коэффициента сопротивления . Этого можно достичь с помощью установки скуловых килей. Сопротивление качке возрастает за счет увеличения волнообразования на корпусе и за счет образования вихрей на острых кромках. На рис. 3видно, что эффективность увеличения сопротивления качке большая. Амплитуды качки могут уменьшиться в 2-3 раза.

3. Уменьшение метацентрической высоты. Как видно на рис. 3, эффективность этой меры в зоне резонанса может быть еще больше, чем эффективность килей, к тому же качка корабля становится плавной за счет увеличения собственного периода.

Рис. 3 Амплитудно-частотные кривые для корабля с различными принципами стабилизации качки