- •Содержание
- •Глава 1 характеристики корпуса судна…………………………………..7
- •Глава 2 плавучесть судна………………………………………………..……15
- •Глава 3 начальная остойчивость судна……………………………. 26
- •Глава 4 остойчивость при больших углах крена………………….…37
- •Глава 5 нормирование остойчивости судов…………………………46
- •Глава 6 непотопляемость судна…………………………………………56
- •6.7 Обеспечение непотопляемости судов………………………………………………60
- •Глава 7 прочность корпуса судна………………………………………….65
- •Глава 8 сопротивление воды движению судна………………………80
- •Глава 9 судовые движители…………………………………………………..88
- •Глава 10 качка судов…………………………………………………………...101
- •Глава 11 управляемость судна…………………………………………….114
- •Условные обозначения основных величин
- •Глава 1 характеристики корпуса судна
- •Геометрия корпуса судна
- •Главные плоскости, система координат
- •Главные размерения и коэффициенты полноты корпуса
- •1.1.3 Теоретический чертеж судна
- •Технико — эксплуатационные характеристики судна
- •1.2.1 Весовые (массовые) характеристики судна
- •1.2.2 Объемные характеристики судна
- •1.2.3 Регистровая вместимость судов
- •1.2.4 Эксплуатационные характеристики судов
- •Глава 2 плавучесть судна
- •Силы, действующие на судно
- •Посадка судна
- •Запас плавучести и грузовая марка
- •Марки углубления и осадка судна
- •Судовая документация для расчета водоизмещения
- •Расчет водоизмещения судна
- •Изменение осадки судна при приеме и снятии груза
- •Изменение осадки судна при переходе в воду другой плотности
- •Глава 3 начальная остойчивость судна
- •Понятие остойчивости судна
- •3.2 Элементы остойчивости
- •3.3 Влияние переноса груза на посадку судна
- •3.4 Влияние на остойчивость подвешенных и жидких грузов
- •3.8 Влияние свободной поверхности жидкого груза
- •3.5 Изменение посадки и остойчивости судна при приеме и снятии груза
- •Глава 4 остойчивость при больших углах крена
- •Плечи статической остойчивости, формы и веса
- •4.2 Диаграмма статической остойчивости и ее параметры
- •Универсальные дсо (удсо)
- •Динамическая остойчивость судна и ддо
- •Решение задач о статической остойчивости на дсо
- •Решение задач о динамической остойчивости на дсо
- •Глава 5 нормирование остойчивости судов
- •Предварительный контроль остойчивости (1 этап)
- •Проверка остойчивости судна по дсо (2 этап)
- •Методы расчета критериев остойчивости судна
- •5.4 Информация об остойчивости и прочности для капитана
- •Глава 6 непотопляемость судна
- •6.1 Понятие непотопляемости судна
- •6.2 Категории затапливаемых отсеков
- •6.3 Коэффициенты проницаемости
- •6.4 Методы расчета аварийной посадки судна
- •6.5 Требования к элементам аварийной посадки и остойчивости судна
- •6.6 Информация об аварийной посадке и остойчивости судна
- •6.7 Обеспечение непотопляемости судов
- •6.8 Типовые случаи спрямление поврежденного судна
- •Глава 7 прочность корпуса судна
- •7.1. Силы и моменты, действующие на корпус судна на тихой воде
- •7.2 Дополнительные силы и моменты
- •7.3 Нормирование общей прочности по правилам рс
- •7.4 Контроль общей прочности в рейсе
- •7.4.1 Контроль прочности по приближенным формулам
- •Контроль прочности по диаграммам
- •7.4.3 Контроль прочности по судовой компьютерной программе
- •7.5 Контроль местной прочности судна
- •7.6 Судостроительные материалы
- •Глава 8 сопротивление воды движению судна
- •8.1 Понятие ходкости судна
- •8.2 Сопротивление воды и его составляющие
- •8.3 Методики расчета полного сопротивление
- •8.4 Приближенные способы определения сопротивления и буксировочной мощности
- •8.5 Методы снижения сопротивления воды
- •3) Подогревом или введением в жидкость пузырьков воздуха;
- •Глава 9 судовые движители
- •9.1 Классификация судовых движителей
- •9.2 Элементы гребного винта
- •9.3 Характеристики гребного винта
- •9.4 Режимы работы гребного винта
- •9.5 Диаграммы для расчета гребного винта
- •9.6 Взаимодействие гребного винта и корпуса судна
- •9.7 Кавитация гребных винтов
- •9.8. Совместная работа винта, двигателя и корпуса судна
- •9.9 Ходовые характеристики и паспортные диаграммы
- •Глава 10. Качка судов
- •10.1 Действующие силы и виды качки
- •10.2 Параметры и последствия качки
- •10.3 Качка судна на тихой воде
- •10.4 Качка судна на волнении
- •10.5 Качка судна на регулярном волнении
- •10.6 Влияние курса и скорости хода на качку судна
- •10.7 Нерегулярное волнение
- •10.8 Успокоители качки
- •Пассивные успокоители.
- •Активные успокоители
- •Глава 11 управляемость судна.
- •11.1 Основные понятия управляемости
- •11.2 Периоды и элементы циркуляции судна
- •11.3 Средства активного управления судном
- •Литература
-
Методы расчета критериев остойчивости судна
По требованиям ИМО остойчивость судна по критерию погоды «К» считается достаточной, если площадь сектора «а» (DGH) меньше или равна площади сектора «b» (DEF), т.е.
Смысл критерия погоды К прост: он позволяет убедиться, что запас энергии восстанавливающего момента в данном случае загрузки судна при крене до 50° не менее затрат энергии кренящего момента при совместном действии на судно постоянного ветра, шквала и бортовой качки.
Очевидно, что ИМО не требует вычислять величину критерия погоды «К», а для проверки его соответствия достаточно провести простое сравнение площадей “a “ и ”b” секторов и .
Поэтому остойчивость судна по критерию погоды «К» может быть проверена графически, аналитически или рассчитана интегрированием по правилам Симпсона или трапеций и на ЭВМ.
Рассмотрим и сравним методы, для чего используем рис 5.4.
Рис. 5.4 Определение площадей секторов «а» и «b» и критерия «К»
1. Наиболее простым и наглядным является графический метод наложения площадей; для чего на фигуре DEF (площадь сектора «b») методом подбора проводится вертикальная прямая H1G1, отсекающая фигуру DH1G1, по площади равновеликая фигуре DGH (площадь сектора «а»). Становится очевидно, что площадь «b» больше площади «а», т.е. критерий погоды K= b/a >1 выполнен и остойчивость судна обеспечена (рис. 5.4.). . 2. Для получения точного значения критерия «К» можно использовать графическую аппроксимацию площадей секторов площадями равновеликих прямоугольных треугольников.
Для этого, как показано на рис. 5.4 кривую линию DF заменим прямой , соблюдая равенство площади «b» сектора DEF и площади прямоугольного треугольника. При необходимости также можно преобразовать площадь «а» сектора DGH в площадь прямоугольного треугольника путем замены кривой DH прямой. Тогда площади «а» и «b» можно достаточно точно вычислить, как площади прямоугольных треугольников и по формулам:
Критерий погоды будет равен:
(5.4)
Очевидно, что с помощью линейки легко измерить длины отрезков , и по формуле (5.4) рассчитать точное значение «К».
3. Рассмотрим аналитический метод расчета критерия погоды «К», дающий его точное значение.
В этом случае площади «а» и «b» находят по формулам с помощью ДСО и ДДО:
, м
, м (5.5)
где - угол крена от постоянного ветра, град.,
- угол крена от шквального ветра, град.,
- угол крена навстречу ветру, град.,
- угол крена при бортовой качке, град.,
- плечо ДСО от постоянного ветра, м,
- плечо ДСО от шквального ветра, м,
- плечо ДДО при
- плечо ДДО при
- плечо ДДО при
- плечо ДДО при
В этом случае величины плеч и площадей и , и , «а» и «в» определяют по ДСО и ДДО, как показано на рис 5.5.
Рис. 5.5 Определение площади секторов «а» и «в» и , и
В основу этого метода положено вычисление площадей секторов «а» и «b» путем нахождения полной площади под ДСО и вычитания из нее не входящих в «b» площадей треугольника и прямоугольника со сторонами и и площади «а», состоящей из площадей по ДСО и прямоугольника со сторонами и за вычетом площади треугольника .
Метод 3 дает точное значение критерия погоды «К», но требует построения ДДО и сложных вычислений с использованием многочисленных плеч и углов, поэтому его целесообразно использовать при расчетах на компьютере.
4. Расчет критерия погоды «К» и критериев и можно выполнить и методами приближенного интегрирования по правилам трапеций, Симпсона и других.
Расчеты по этим правилам требуют деления каждой площади на ряд участков по углу крена, загромождая диаграммы линиями деления, а затем величину каждой линии надо определить и вписать в таблицу. После этого с учетом специальных коэффициентов и длины участков деления надо произвести расчет в табличной форме. Такие расчеты по точности эквивалентны аналитическому (3) и графическому (2) методу, но по трудоемкости и сложности значительно их превосходят. Этот метод целесообразен при расчетах на компьютере.
Вывод
Очевидно, что при оценке остойчивости судна в учебном процессе наиболее просты и наглядны графические способы (1-й приближенный и 2-й точный). Менее нагляден и более трудоемок аналитический метод 3- й (точный). Наиболее трудоемкими и громоздкими являются методы приближенного интегрирования по правилам Симпсона и трапеций, и их применение в курсовых и дипломных работах нецелесообразно без помощи компьютера.
Для вычисления критериев , и наиболее целесообразно при расчете ординат ДСО вычислить эти площади под диаграммой ДСО, как ординаты ДДО, что показано на( рис. 5.5).
Пример расчета и проверки остойчивости судна по требованиям ИМО и РС приведен в таблице 5.6.
Таблица 5.6 – Расчет критериев остойчивости судна.
Продолжение таблицы 5.6 – Расчет критериев остойчивости судна.