10. Статика и динамика корабля

Теорией корабля называется наука о равновесии и движении судна. Она состоит из двух частей — статики судна и динамики судна. Далее можно выборочно про статику и динамику из вопросов 11 и 12.

11. Основные задачи статики корабля

Под статикой корабля обычно подразумевают раздел теории корабля, посвященный изучению основных мореходных качеств — плавучести, остойчивости и непотопляемости.

Плавучесть – способность судна плавать в заданном положении относительно поверхности воды. (Судно может плавать либо в полностью погруженном положении, либо по поверхности, считается что скорость мала, поэтому гидродинамическими силами можно пренебречь)

Условия плавучести

(суммарная сила и суммарные моменты по осям x и y = 0 )

, , , - координаты центра тяжести и центра величины

, где -сила тяжести отдельной статьи нагрузки

Остойчивость – способность судна, выведенного из положения равновесия, возвращаться в него после прекращения действия внешних сил. Статическая остойчивость предполагает, что силы или моменты прилагаются к судну в течение достаточно длительного промежутка времени., если эти условия не соблюдаются и силами инерции пренебречь нельзя, то вступают в действие законы динамической остойчивости.

Статическую остойчивость при малых углах крена определяет метацентрическая формула , где М – кренящий момент, - угол крена, h – метацентрическая высота, h/B – относительная метацентрическая высота, кстати. На больших углах – диаграмма статической остойчивости.

Непотопляемость – способность поврежденного судна сохранять плавучесть и остойчивость, а в ограниченных размерах и другие мореходные качества при затоплении одного или нескольких отсеков. Обеспечивается конструктивными мероприятиями, организационно-технические, борьбой за живучесть.

Конструктивные: создание достаточного запаса плавучести и остойчивости, которые определяют размеры и расположение водонепроницаемых отсеков.

Основной целью расчетов непотопляемости является определение посадки и параметров остойчивости при затоплении одного отсека или нескольких отсеков, которые могут сообщаться или не сообщаться забортной водой. Кроме того любой отсек может быть заполнен полностью или иметь свободную поверхность. Самый опасный случай – отсек, сообщающийся забортной водой, имеющий свободную поверхность.

Задача статики состоит:

1) в установлении характеристик, при помощи которых можно оценить качественно и количественно плавучесть и остойчивость целого и поврежденного корабля;

2) в установлении математической связи между размерами и формой корабля и характеристиками плавучести и остойчивости;

3) в разработке практических методов расчета, позволяющих вычислить характеристики плавучести и остойчивости исходя из размеров и формы обводов корабля.

Размеры и форма обводов корабля фиксируются на теоретическом чертеже, который является основным чертежом всякого судна. Так как обводы корабля задаются только теоретическим чертежом и не выражаются аналитическими зависимостями, необходимые для определения характеристик плавучести и остойчивости расчеты выполняют исходя из размеров, снятых с теоретического чертежа, и применяя известные в математике методы приближенного вычисления определенных интегралов.

{Про основные задачи статики следует сказать: определить запас плавучести и остойчивости, предельный угол крена, проверить характеристики плавучести и остойчивости при затоплении одного или нескольких отсеков, выявить опасные случаи}