Остойчивость на больших наклонениях

Содержание

Слайд 2

Вопросы лекции Диаграммы статической остойчивости Связь диаграммы статической остойчивости с мерами

Вопросы лекции

Диаграммы статической остойчивости
Связь диаграммы статической остойчивости с мерами начальной остойчивости

и метацентрическими формулами
Определение равновесных положений судна по ДСО
Пределы статической остойчивости
Слайд 3

Знание, понимание и профессиональные навыки в соответствии с минимальным стандартом компетентности

Знание, понимание и профессиональные навыки в соответствии с минимальным стандартом компетентности

для вахтенных помощников капитана судов (в соответствии с ПДНВ)

Знание влияния груза, включая тяжеловесные грузы, на мореходность и остойчивость судна
Рабочее знание и применение информации об остойчивости, посадке и напряжениях, диаграмм и устройств для расчета напряжений в корпусе

Слайд 4

Знание, понимание и профессиональные навыки в соответствии с минимальным стандартом компетентности

Знание, понимание и профессиональные навыки в соответствии с минимальным стандартом компетентности

для капитанов и старших помощников капитана (в соответствии с ПДНВ)

Понимание основных принципов устройства судна, теорий и факторов, влияющих на посадку и остойчивость, а также мер, необходимых для обеспечения безопасной посадки и остойчивости
Использование диаграмм остойчивости и дифферента и устройств для расчета напряжений в корпусе, включая автоматическое оборудование, использующее базу данных, и знание правил погрузки и балластировки, для того чтобы удерживать напряжения в корпусе в приемлемых пределах

Слайд 5

Диаграммы статической остойчивости


Диаграммы статической остойчивости

Слайд 6

Общие понятия остойчивости на больших наклонениях Восстанавливающие моменты при больших наклонениях

Общие понятия остойчивости на больших наклонениях

Восстанавливающие моменты при больших наклонениях нельзя

определять по метацентрическим формулам
Результаты точных расчетов восстанавливающих моментов (плеч статической остойчивости) представляют в виде диаграмм статической остойчивости
Слайд 7

Диаграммы статической остойчивости (ДСО): Это зависимость восстанавливающего момента (плеча статической остойчивости)

Диаграммы статической остойчивости (ДСО):

Это зависимость восстанавливающего момента (плеча статической остойчивости) от

угла наклонения при постоянной нагрузке
lθ(θ) и mθ(θ)
lψ(ψ) и Mψ(ψ)

При Δ, zg = const

Слайд 8

lθ1 lθ2 lθ3 lθ4 θ1 θ2 θ3 θ4 Диаграмма поперечной статической

lθ1

lθ2

lθ3

lθ4

θ1

θ2

θ3

θ4

Диаграмма поперечной статической
остойчивости (ДСО)

θ1

θ2

θ3

θ4

Слайд 9

θ° mθ 0 ДСО в масштабе момента, соответствующая наклонениям на оба борта

θ°


0

ДСО в масштабе момента, соответствующая наклонениям на оба борта

Слайд 10

Диаграммы поперечной статической остойчивости В морской практике используют поперечную ДСО в

Диаграммы поперечной статической остойчивости

В морской практике используют поперечную ДСО в масштабе

плеч остойчивости lθ(θ)
Поперечную ДСО неповрежденного судна изображают в виде одной ветви, соответствующей наклонению на ПБ
Слайд 11

0 θ° lθ (mθ) θm θз lθm (mθm) Восходящая ветвь ДСО

0

θ°


(mθ)

θm

θз

lθm
(mθm)

Восходящая ветвь
ДСО

Нисходящая ветвь
ДСО

Общие характеристики ДСО

Слайд 12

Общие характеристики ДСО θm – угол максимума ДСО θз – угол

Общие характеристики ДСО

θm – угол максимума ДСО
θз – угол

заката ДСО
lθm (mθm) – максимальное плечо статической остойчивости (максимальный восстанавливающий момент)
lθm и mθm называют запасом статической остойчивости судна
Слайд 13

Общие характеристики ДСО грузовых судов в полном грузу Углы максимума и

Общие характеристики ДСО грузовых судов в полном грузу

Углы максимума и заката

поперечной ДСО:
|θm| = 25÷50°;
|θз| = 60÷100°
Угол максимума ДСО обычно близок к углу входа в воду кромки верхней палубы при наклонении
Слайд 14

2. Связь ДСО с мерами начальной остойчивости и метацентрическими формулами

2. Связь ДСО с мерами начальной остойчивости и метацентрическими формулами

Слайд 15

h равна тангенсу угла наклона начальной касательной к функции l(θ) Поперечная


h равна тангенсу угла наклона начальной касательной к функции l(θ)
Поперечная

метацентрическая высота равна тангенсу угла наклона начальной касательной к ДСО

Поперечная метацентрическая высота:

Слайд 16

l θ(θ) γ1 h = μ1 tgγ1 μ1 [м/град] – масштабный

l θ(θ)

γ1

h = μ1 tgγ1

μ1 [м/град] – масштабный коэффициент
Пояснения – см.

учебник «Статика судна», 2009г,
стр. 69
Слайд 17

Связь ДСО с метацентрическими формулами Уравнение начальной касательной к ДСО имеет

Связь ДСО с метацентрическими формулами

Уравнение начальной касательной к ДСО имеет вид:

= h θ
Это метацентрическая формула
Начальная касательная к ДСО – это график, изображающий метацентрическую формулу
Слайд 18

ДСО с выраженной “S” - образностью ДСО без “S” - образности

ДСО с выраженной
“S” - образностью

ДСО без
“S” - образности

lθ(θ)

lθ(θ)

lθ=hθ

lθ=hθ

Высокобортные суда

Наливные суда
в

полном грузу
Слайд 19

Построение начальной касательной к ДСО Цели построения: Проверка правильности выполненного расчета

Построение начальной касательной к ДСО

Цели построения:
Проверка правильности выполненного расчета и построения

ДСО
Уточнение вида начального участка ДСО
Слайд 20

lθ(θ) 1 рад = 57,3° h В т. θ=0, lθ =0.

lθ(θ)

1 рад = 57,3°

h

В т. θ=0, lθ =0. В т. θ

= 1 (57,3°), lθ = h·1=h
Есть 2 точки прямой: (0;0) и (57,3;h)

lθ = hθ

Слайд 21

3. Определение равновесных положений судна по ДСО

3. Определение равновесных положений судна по ДСО

Слайд 22

На судно действует кренящий момент mкр В новом равновесном положении mкр=

На судно действует кренящий момент mкр

В новом равновесном положении
mкр= mθ
Углы,

при которых ДСО пересекается с графиком кренящего момента mкр(θ) - это равновесные углы крена θр
Слайд 23

0 θ° mθ mθ(θ) mкр mкр(θ) θm θр'' θр' mкр =

0

θ°


mθ(θ)

mкр

mкр(θ)

θm

θр''

θр'

mкр = mθ при углах θр' и θр''

На восходящей ветви ДСО

θр' < θm
На нисходящей ветви ДСО θр'' > θm
Слайд 24

Два вопроса: 1. Может ли судно иметь сразу два равновесных положения

Два вопроса:

1. Может ли судно иметь сразу два равновесных положения при

действии статического кренящего момента?
Ответ: Да!
2. Может ли судно плавать неограниченно долго с любым из этих углов крена?
Ответ: Нет!
Слайд 25

Углы θр' и θр" равновесны Но оба ли они остойчивы?

Углы θр' и θр" равновесны Но оба ли они остойчивы?

Слайд 26

δmθ>0 δmθ Положение остойчиво mθ(θ) mкр(θ) Восходящая ветвь ДСО θр'

δmθ>0

δmθ<0

Положение остойчиво

mθ(θ)

mкр(θ)

Восходящая ветвь ДСО

θр'

Слайд 27

mθ(θ) mкр(θ) δmθ δmθ>0 Положение неостойчиво Нисходящая ветвь ДСО θр''

mθ(θ)

mкр(θ)

δmθ<0

δmθ>0

Положение неостойчиво

Нисходящая ветвь ДСО

θр''

Слайд 28

Положение остойчиво Положение не остойчиво Восходящая ветвь ДСО Нисходящая ветвь ДСО

Положение остойчиво

Положение не остойчиво

Восходящая ветвь ДСО

Нисходящая ветвь ДСО

Слайд 29

4. Пределы статической остойчивости

4. Пределы статической остойчивости

Слайд 30

0 θ° mθ mθ(θ) mкр mкр(θ) θm θр'' Область возможных остойчивых

0

θ°


mθ(θ)

mкр

mкр(θ)

θm

θр''

Область возможных
остойчивых положений
равновесия

Область неостойчивых положений равновесия

mθ>0

θз

mθm

Слайд 31

Возможности наклонения судна При действии на судно постоянных или мало меняющихся

Возможности наклонения судна

При действии на судно постоянных или мало меняющихся кренящих

моментов остойчивые положения возможны только при углах, не превышающих θm
Кратковременные наклонения судно может выдержать до углов, не превышающих угла заката ДСО θз
Слайд 32

Запас статической остойчивости Максимальный восстанавливающий момент mθm равен величине предельного постоянного

Запас статической остойчивости

Максимальный восстанавливающий момент mθm равен величине предельного постоянного кренящего

момента, который может выдержать судно
Момент mθm и плечо lθm называют «Запасом статической остойчивости»
Слайд 33

Угол максимума ДСО Угол максимума ДСО θm близок к углу входа

Угол максимума ДСО

Угол максимума ДСО θm близок к углу входа в

воду кромки верхней палубы судна
При небольших осадках угол θm примерно соответствует углу оголения скулы судна при крене
Слайд 34

Опасность ухода в воду верхней палубы Уход в воду кромки верхней

Опасность ухода в воду верхней палубы

Уход в воду кромки верхней палубы

судна или оголение скулы при крене –признаки возможной близкой потери остойчивости судном, что очень опасно
Наибольший допустимый крен судна на практике – меньший из двух: угол ухода в воду кромки ВП, либо угол заливания водой внутренних помещений судна
Слайд 35

Сохранение непроницаемости надводного борта судна необходимо не только для поддержания запаса

Сохранение непроницаемости надводного борта судна необходимо не только для поддержания запаса

плавучести, но и запаса статической остойчивости