Устойчивост (корабоплаване): Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
м Bot: Automated text replacement (-до тогава +дотогава) |
м ] : --->]: ; козметични промени |
||
Ред 1:
[[
'''Устойчивост''' — способността на [[плавателен съд|съда]] да противостои на външните сили, които предизвикват у него [[крен]] или [[диферент]] и да се връща към състояние на [[механично равновесие|равновесие]] след края на въздействието<ref name="sve">Остойчивость корабля // Объекты военные — Радиокомпас / [под общ. ред. Н. В. Огаркова]. — М. : Военное изд-во М-ва обороны СССР, 1978. — (Советская военная энциклопедия : [в 8 т.] ; 1976—1980, т. 6).</ref>. Също и раздел от „Теория кораба“, който изучава устойчивостта.
Ред 18:
== Начална напречна устойчивост ==
[[
При крен устойчивостта се разглежда като начална при ъгли до 10-15°. В тези предели възстановителното усилие е пропорционално на ъгъла на крена и може да се опреди с прости линейни зависимости.
Ред 38:
: <math> { r } = \frac { I_\mathrm{x} } { V } \,</math>, (1)
Където ''I''<sub>x</sub> — [[Масов инерционен момент|момента на инерция]] на площта на действащата водолиния относително надлъжната ос, минаваща през центъра на тежестта
От разгледаните три възможни варианта на въздействие на силите ''Р'' и ''γV'' при наклон може да се направи извода, че за осигуряване на устойчиво положение на равновесие на съда е необходимо метацентъра да е по-горе от центъра на тежестта. Затова височината на напречния метацентър над центъра на тежестта се отделя в особена величина, която се нарича напречна [[метацентрична височина]] ''h''. Величината на ''h'' може да се изрази като:
Ред 64:
Първия член на израза (4) основно се определя от големината и формата на площта на водолинията и се нарича поради това момент на '''устойчивост на формата''': ''m<sub>ф</sub> = γ I<sub>x</sub> sin θ''. Момента на устойчивост на формата винаги е положителна величина и се стреми да върне наклонения съд в изходно положение.
Втория член във формула (4) зависи от теглото ''P'' и издигането на центъра на тежестта над центъра на величината ''a'' и се нарича момент на '''устойчивост на теглото''' ''m<sub>в</sub> = − Pa sin θ''. Момента на устойчивост на теглото в случай на високо разположен
Физическата същност на момента на устойчивост на формата и момента на устойчивост на теглото се разкрива с помощта на чертежа, на който са показани системата от сили, действащи на наклонен съд. От накренения борд във водата влиза допълнителен обем ''v<sub>1</sub>'', придаващ допълнителна „подемна“ или „изтласкваща“ сила на на плавучест. От противоположния борд от водата излиза обем ''v<sub>2</sub>'', стремящ се да потопи този борд. Двата работят в обратни посоки - към изправяне.
Ред 134:
== Диаграма на устойчивост ==
[[
[[
[[
[[Диаграма]] на устойчивост се нарича зависимостта на възстановяващото усилие от ъгъла на наклон. Понякога се нарича и диаграма на Рид (Едуард Джеймс Рид), в чест на инженера, който започва да я прилага. За напречната устойчивост (за която е и първоначално създадена от Рид) координати са ъгъла на крена ''Θ'' и рамото на възстановяващия момент ''GZ''. Може да се смени рамото със самия момент ''M'', от което обаче вида на диаграмата не се променя.
Ред 148:
'''''Точка на залез C'''''. Представлява ъгъл, при който изправящия момент пада до нула ''GZ'' = 0. Съответства на точката на преобръщане на съда, поради това, че вече липсват изправящи сили. За обикновените [[Водоизместващ съд|водоизместващи съдове]] ъгъла на залез (статичен) лежи в района 65÷75°. За килни [[яхта|яхти]] — в района 120÷125°.
'''''Наклон'''''. Характеризира скоростта на нарастване на изправящия момент. Първа производна е работата. Допирателната на кривата на устойчивост в точката ''O'' характеризира началната метацентрична височина. Ординатата
Площта под кривата за текущия ъгъл ''B'' представлява работата ''A'' на възстановяващия момент и се явява мярка за ''динамична'' устойчивост.
Ред 161:
Преместването на товара ''р'' в произволно направление от точка ''g1 (x1, y1, z1)'' в точка ''g2 (x2, y2, z2)'' може да се замени с три последователни премествания паралелно на осите на координатната система oxyz на разстояние ''x2 − x1, y2 − y1, z2 − z1''. Тези премествания се наричат съответствено хоризонтално-надлъжни, хоризонтално-напречни и вертикални.
При '''вертикално''' преместване на товара се случва преместване на силата ''р'' по линията на действието
: <math>\delta Z_\text{g} = \frac {p} { P } \ (z2 - z1) \,</math>
Ред 187:
като преместването надолу съответства на положително нарастване, а нагоре — отрицателно. Т.е. при преместване на товара нагоре устойчивостта намалява, а надолу се увеличава. Поради еднаквото изменение на надлъжното и напречното нарастване, при различни метацентрични височини, влиянията на вертикалното преместване върху напречната и надлъжната устойчивост силно се различават. При надлъжната устойчивост ''δH'' съставлява малка част от ''Н''. За напречната са възможни ситуации, когато ''h ≈ δh'', т.е. пълна загуба (или възстановяване) на устойчивостта.
[[Файл:TranslacionTPesos.PNG|
При '''хоризонтално-напречно''' преместване на товара от точка ''А'' в точка ''В'' съда се накренява от изправено положение на равновесие (водолинията ВЛ) на ъгъл ''θ'' (водолиния B<sub>1</sub>Л<sub>1</sub>). Такова преместване на товара може да се представи като, като че ли товара в точка ''В'' е свален (силата ''р'' е насочена към противоположната страна — нагоре), а в точката ''E'' съответно поставен.
Ред 207:
При малки ъгли на крен ''cosθ ≈ 1; h<sub>1</sub> ≈ h'', т.е. началната напречна устойчивост при хоризонтално-напречно преместване на товара практически не се изменя.
[[Файл:TraslacionLongitudinal.PNG|
Формулите за определяне на посадката и устойчивостта в случая на '''хоризонтално-надлъжно''' преместване на товара се извеждат аналогично на предишните. От равенството на момента на диферент от преместването на товара ''М<sub>диф</sub> = p (x1 − x2) cosψ'' и възстановяващия момент ''М<sub>ψ</sub> = PH sinψ'' се определя ъгъла на диферент, който получава съда след преместването на товара:
Ред 240:
Типичен случай са течните товари (гориво, масло, баластна и котелна вода) в цистерни, които са частично пълни, т.е. имащи свободна повърхност. Такива товари са способни да се разливат при наклон. Ако течния товар запълва цистерната напълно, то той е еквивалентен на закрепения товар.
[[
Нивото на тячния товар
: ''δm<sub>θ</sub> = − γ<sub>ж</sub> i<sub>x</sub>θ,''
Ред 266:
== Динамична устойчивост ==
[[
За разлика от статичното, динамичното въздействие на силите и моментите дава на съда значителни ъглови скорости и ускорения. Затова тяхното влияние се разглежда като [[енергия|енергии]], по-точно във вида им на [[Механична работа (физика)|работа]] на силите и моментите, а не в самите сили и моменти. При това се използва теорема на [[Кинетична енергия|кинетичната енергия]], съгласно която, нарастването на кинетичната енергия от накланящия се съд е равно на работата на действащите на него сили.
Ред 291:
== Литература ==
* [https://ru.wikisource.org/wiki/%D0%92%D0%AD/%D0%92%D0%A2/%D0%9E%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%B9%D1%87%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D1%8F Остойчивость корабля]// Военная энциклопедия : [в 18 т.] / под ред. В. Ф. Новицкого [и др.]. — СПб. ; [М.]
* [https://ru.wikisource.org/wiki/%D0%92%D0%AD/%D0%92%D0%A2/%D0%91%D0%BE%D0%B5%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%B9%D1%87%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D1%8F Боевая остойчивость корабля]// Военная энциклопедия : [в 18 т.] / под ред. В. Ф. Новицкого [и др.]. — СПб. ; [М.]
* Остойчивость корабля // Объекты военные — Радиокомпас / [под общ. ред. Н. В. Огаркова]. — М. : Военное изд-во М-ва обороны СССР, 1978. — (Советская военная энциклопедия : [в 8 т.] ; 1976—1980, т. 6).
* Войткунский, Я. И. Справочник по теории корабля. Т.2. Статика судов. Качка судов. Л., Судостроение, 1986.
| |||