Файл: Аксютин Л.Р. Контроль остойчивости морского судна.pdf

Найдя средний период бортовых колебаний судна',, рассчитывают метацентрическую высоту по одной «з сле­ дующих формул:

Д — водоизмещение, т.

Рассмотрим возможности получения в судовых усло­ виях величин, входящих в эти формулы.

В формуле (51) ширина судна является величиной известной и постоянной, т находят из наблюдений, при­ ближенное значение коэффициента с зависит от типа судна:

Существует возможность получить более точное зна­ чение с. Для этого рассчитывают условную высоту бор­ та D' с учетом надстроек по формуле

изображенный на рис. 27, и снимают с него вспомога­ тельную величину р. После чего вычисляют коэффициент с по формуле

Рис. 26

Т а б л и ц а і17

Название судна С Название судна С

В табл. 17 приводятся значения коэффициентов с для некоторых судов нашего флота, вычисленные по описан­ ной выше методике.

82

Еще лучше определить коэффициент с эксперимен­

тально, измерив т при точно известной метацентрической: высоте.

Можно избежать вычислений по (51), если воспользоваться номограммой, при­ веденной на рис. 28.

соту.

При использова­ нии формулы (52) значения коэффициентов а и св

снимают с кривых элементов теоретического чертежа. Если используется формула (53), следует по осадке

снять Д с грузового размера или грузовой шкалы. Мо­ менты инерции А и бА проще всего получить следующим образом.

1. Рассчитать момент инерции судна по формуле

где zg— возвышение ЦТ судна над килем, м.

2. Определить момент инерции присоединенных масс

F — вспомогательная без­ размерная величина, сни­

рис. 29, заключается в следующем:

1) на соответствую­ щих шкалах отмечают точки для судовых зиаче-

„ В

нии — и сп; d

2) соединяют эти точ­ ки прямой и находят точ­ ку ее пересечения с не­ мой шкалой О;

3) отмечают на соот­ ветствующей шкале точку со значением а;

4) соединяют точку а с точкой О; пересечение этой прямой со шкалой F дает искомую величину F, которую и подставляют в формулу (57).

§ 20. РАСЧЕТ ОСТОЙЧИВОСТИ ПО УГЛУ КРЕНА НА ЦИРКУЛЯЦИИ

Во время установившейся циркуляции судно движет­ ся с некоторым креном. При этом имеет место равенство кренящего и восстанавливающего моментов А4кр= Л4в.

84

Значения этих моментов приведены в формулах (4) и (19). Приравняв эти формулы между собой и предста­ вив значение zg через zm—h0, получим выражение

где Dn — диаметр циркуляции, м.

Осадка судна d известна всегда. С кривых элементов теоретического чертежа по d снимается значение zm. Ско­ рость на циркуляции принимается равной 0,8 скорости на прямом курсе.

Если не представляется возможным измерить диаметр циркуляции £)ц, его можно вычислить по формуле

При полной циркуляции замечается время, за которое бКК составит 360°.

Измерять угол крена можно любым доступным спо­ собом. В частности, для этой цели можно использовать систему сообщающихся сосудов, представляющую собой две стеклянные трубки, расположенные вертикально в плоскости одного шпангоута и соединенные между со­ бой резиновым шлангом. Расстояние между ними по го­ ризонтали должно выбираться побольше, порядка 5—8 м. Всю систему заполняют водой. Трубки должны иметь деления для снятия отсчетов.

Когда судно совершит циркуляцию сначала в одну, а затем в другую сторону при одинаковом отклонении пера руля, замечают положение уровня в одной из тру­ бок. Так как судно обычно всегда испытывает небольшую качку, уровень воды в трубке колеблется. Поэтому при каждом измерении надо замечать возможно большее количество отсчетов уровня и затем их осреднить. Угол крена рассчитывается по формуле (48).

Если судно совершит циркуляцию только в одну сто­ рону, то под k следует понимать разность уровней при

85

прямом движении судна и на циркуляции, а под А— по­ ловину расстояния по горизонтали между трубками.

Расчет остойчивости по углу крена на циркуляции относится к числу приближенных, но, как показала его экспериментальная проверка, относительные ошибки в /г0 при правильной организации наблюдений и тщательных измерениях всех величин порядка 6%.

§ 21. РАСЧЕТ ОСТОЙЧИВОСТИ УПРОЩЕННЫМИ СПОСОБАМИ

Для того чтобы произвести расчет метацентрической высоты по

необходимо получить Zm, г и zc из имеющихся на судне кривых элементов теоретического чертежа. Для опреде­ ления Zg нужно, кроме знания весов и плеч принимаемых

(снимаемых) грузов, иметь величину z°g для порожнего

судна. Значение zf приводится в Информации об остой­ чивости.

Однако в силу особых обстоятельств на судне может не оказаться ни Информации об остойчивости, ни кривых элементов теоретического чертежа. В этом случае воз­ можно получить приближенные значения г, zc и z° по упрощенным формулам.

Для вычисления г существует больше десятка различ­ ных формул, обеспечивающих точность расчетов в пре­ делах 6—15%. Из числа наиболее точных формул можно рекомендовать следующую:

где значение / выбирается в зависимости от а из табл. 18.

86