ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.08.2019
Просмотров: 1925
Скачиваний: 43
Рисунок 4.4 – Интерполяционные кривые плеч остойчивости формы
(пантокарены)
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
4500
5000
5500
6000
6500
7000
l
ф
, м
V,
м
3
10°
20°
30°
40°
50°
70°
60°
80°
80°
60°
Таблица 4.7 – Расчет плеч статической остойчивости на отход
Водоизмещение ????, т
13094,2
Аппликата центра тяжести судна ????
????
, м
6,80
Аппликата условного центра масс ????
м
, м (полюс – точка «О»)
0,00
Исправленная аппликата центра тяжести судна, ????
????
и
= ????
????
+ ∆ℎ, м
6,85
∆???????? = 0,1745 ≈ 10°/57,3
Угол
крена
????????°
Плечо
формы,
l
ф
, м
sin ????????
????
????
и
∙ sin ????????
Плечо статической
остойчивости
???????? = ????????
ф
− ????
????
и
∙ sin ????????, м
Множи
тель
Произве
дение
Множ
итель
Произв
едение
0
0,00
0,000
0,000
0,000
1
0,000
1
0,000
10
1,500
0,174
1,192
0,308
4
1,232
3
0,924
20
3,030
0,342
2,342
0,687
2
1,374
3
2,061
30
4,61
0,500
3,425
1,185
4
4,740
1
1,185
40
6,020
0,643
4,404
1,616
1
1,616
∑
30
4,170
50
7,040
0,766
5,247
1,793
∑
40
8,962
60
7,660
0,866
5,932
1,728
a
0-40
=
0,1745×8,962/3 =
0,521
a
0-30
=
3×0,1745×4,170/8
= 0,273
70
7,950
0,940
6,438
1,512
80
7,930
0,985
6,747
1,183
a
30-40
= 0,521-0,273 = 0,248
????
0−40
=
1
3
Δ???????? × ∑
40
;
????
0−30
=
3
8
Δ???????? × ∑
30
;
????
30−40
= ????
0−40
− ????
0−30
.
(4.5)
Аналогичным образом выполняется расчет плеч статической
остойчивости на приход
4.5.
Графическое определение критерия погоды по ДСО
1) По результатам расчетов плеч статической остойчивости строятся
диаграммы статической остойчивости на отход и на приход для накренений
на правый борт до угла заката ????????
????
(если угла заката диаграммы нет, то до угла
не менее 60°) и на левый борт до угла крена ≈ 30
о
.
Ввиду симметрии формы судна обычно диаграмма строится только для
положительных углов крена (на правый борт). При крене на левый
(
противоположный борт) диаграмма продолжается как нечетная функция.
????????(????????) = −????????(????????)
Характерными параметрами диаграммы являются: крутизна начального
участка, максимальное плечо остойчивости ????????
????????????
,
угол максимума диаграммы
????????
????
,
угол заката диаграммы ????????
????
(
при котором плечо остойчивости обращается
в нуль), площадь, ограниченная кривой и осью абсцисс. Эти параметры
характеризуют остойчивость на больших углах крена.
2) Плечо, кренящего момента от постоянно действующего ветра ????????
????????1
вычисляется по формуле:
????????
????????1
=
????
????
∙ ????
????
∙ ????
1000????????
(4.6)
где ????
????
–
площадь парусности, м
2
;
????
????
= 504 –
давление ветра, Па;
???? – водоизмещение, т;
???? = ????
????
+
????
2
,
плечо парусности от центра парусности до середины
осадки, м;
????
????
–
плечо парусности от ВЛ до центра парусности, м;
На накрененное судно действует порыв ветра с плечом, равным ????????
????????2
.
????????
????????2
= 1,5 ∙ ????????
????????1
(4.7)
3) угол крена при бортовой качке от действия волн θ
r
рассчитывается по
формуле:
????????
????????
= 109 ∙ ???? ∙ ????
1
∙ ????
2
∙ √???? ∙ ????
(4.8)
где ????
1
–
множитель, зависящий от отношения ширины к осадке ???? ????
⁄ ,
????
2
–
множитель, зависящий от коэффициента общей полноты ????,
приведен ниже (таблица 4.9);
???? – коэффициент, равный:
а) 1,0 для судна с круглой скулой, не снабженного скуловыми килями
и/или брусковым килем;
б) 0,7 для судна, имеющего острые скулы;
в) выбирается с учетом влияния скуловых килей и/или брускового
киля и зависит от отношения
B
L
A
k
⋅
⋅100
,
где ????
????
–
суммарная площадь
всех килей (таблица 4.10);
???? – множитель, определяемый по формуле:
Т
Т
z
r
g
−
+
=
6
,
0
73
,
0
(4.9)
???? – множитель (таблица 4.11), зависящий от периода бортовой качки ????
????
;
???? – средняя осадка, м.
Период бортовой качки ????
????
определяется по формуле:
h
B
c
T
⋅
⋅
=
2
θ
(4.10)
где ℎ – исправленная метацентрическая высота, м;
???? – инерционный коэффициент, определяемый по формуле:
???? = 0,373 + 0,023
????
???? − 0,043
????
100.
Таблица 4.8 – Множитель ????
1
???? ????
⁄ ≤2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
3,0
3,1
3,2
3,3
3,4
≥3,5
????
1
1,0
0,98
0,96
0,95
0,93
0,91
0,9
0,88
0,86
0,84
0,82
0,80
Таблица 4.9 – Множитель ????
2
????
≤0,45
0,50
0,55
0,60
0,65
≥0,70
????
2
0,75
0,82
0,89
0,95
0,97
1,0
Таблица 4.10 – Коэффициент ????
100????
????
????????
⁄
0
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
≥4,0
????
1,0
0,98
0,95
0,88
0,79
0,74
0,72
0,70
Таблица 4.11 – Множитель ????
????
????
≤6
7
8
12
14
16
18
≥20
????
0,100
0,098
0,093
0,065
0,053
0,044
0,038
0,035
4) Построение площадей ???? и ???? на ДСО.
По вертикальной оси ДСО откладываются найденные ранее значения
ветровых плеч ????????
????????1
и ????????
????????2
и проводятся соответствующие горизонтальные
прямые линии, как ниже (рисунок 4.5). Из точки первого пересечения прямой
????????
????????1
с ДСО проводится вертикальная прямая, которая определяет угол крена
судна от постоянного ветра ????????
0
.
По оси углов крена ДСО от угла крена ????????
0
в отрицательную сторону
диаграммы откладывается амплитуда бортовой качки ????????
????????
и проводится
вертикальная прямая до пересечения с горизонтальной прямой ????????
????????2
.
Заштрихованная площадь «????» треугольника характеризует работу
кренящих моментов от шквалистого ветра и бортовой качки судна.
Площадь «????» ограничена сверху – прямой ????????
????????2
, снизу – ДСО, слева –
углом ????????
0
− ????????
????????
,
справа – углом первого пересечения прямой ????????
????????2
с ДСО.
По оси углов крена ДСО в положительную сторону откладывается угол
заливания судна ????????
????
или угол крена ????????
????????2
= 50° (
в зависимости от того, какой из
них меньше) и проводится вертикальная прямая до пересечения с ДСО и
горизонтальной прямой плеча ????????
????????2
.
Площадь «b» ограничена сверху ДСО, снизу – прямой ????????
????????2
, слева –
углом первого пересечения прямой ????????
????????2
с ДСО, справа – меньшим из углов
заливания ????????
????
,
второго пересечения прямой ????????
????????2
с ДСО, 50°.
Заштрихованная площадь ???? характеризует работу восстанавливающего
момента ????
в
, которую он может совершить при противодействии накренению
судна до соответствующего угла.
Критерий погоды представляет собой отношение площадей ???? и ???? и
должен быть не менее 1.
Рисунок 4.5 – Построение площадей ???? и ???? для определения критерия погоды
4.6.
Расчет нормируемых параметров остойчивости
После построения площадей ???? и ???? (рисунок 4.5) производится расчет
критерия погоды и нормируемых параметров остойчивости судна.
Для определения величины площадей ???? и ???? в данной работе целесообразно
использовать правило Симпсона. Для этого площади ???? и ???? делятся на четыре
участка одинаковой протяженности по углу крена (рисунок 4.6).
Непосредственный расчет площадей производится в табличной форме (таблица
4.12)
аналогично расчету площади ????
0−40
(
таблица 4.7). При этом, вместо
множителя 0,1745 следует принимать длину участка в радианах.
Таблица 4.12 – Определение площадей ???? и ???? правилу Симпсона
????
????
????
????
????
????
∙ ????
????
????
????
????
????
????
????
∙ ????
????
????
1
1
????
1
0
1
0
????
2
4
4????
2
????
2
4
4????
2
????
3
2
2????
3
????
3
2
2????
3
????
4
4
4????
4
????
4
4
4????
4
0
1
0
????
5
1
????
5
Σ
Σ
????
Σ
Σ
????
-0,1
????????(????????)
????????
????????2
????????
????????1
????????
????????
10 20 30 40 50 60 70
-20
-10
-0,2
-0,3
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Плечо
Угол крена
????????
0