3.7 Расчет и проверка параметров остойчивости

Остойчивость судна, по классу «М-СП», перевозящего груз, проверяется как для судов смешанного «река - море» плавания, и должна удовлетворять следующим основным требованиям:

критерий погоды К ≥ 1,0;

максимальное плечо диаграммы статической остойчивости ℓ≥ 0,2м;

угол крена, соответствующий максимальному плечу θ_max ≥ 30°;

угол заката диаграммы статической остойчивости θ_зак ≥ 60°;

исправленная начальная метацентрическая высота h = 0,2м.

Альтернативные требования:

максимальное плечо ℓ≥ 0,2 м при θ_max = 30°;

угол заката θ_зак ≥ 60°;

исправленная метацентрическая высота h ≥ 0,15м;

критерий погоды К ≥ 1;

угол крена от действия постоянного ветра θ ≤15°;

критерий ускорения К ≥ 1.

Проверка остойчивости по критерию погоды

Остойчивость судна по критерию погоды считается достаточной, если при наихудшем варианте нагрузки динамически приложенный кренящий момент от действия ветра M_v равен или меньше опрокидывающего момента М_опр, т.е. если достигаються условия M_опр/M_V 1,0.

Кренящий момент от давления ветра определяется по формуле:

M_v = 0,001 · P_v·A_v· Z , кН м, (3.12)

где P_v - давление ветра, кПа из таблицы

Район плавания	Значение Pv по Zg из табл.3.4
	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	5,5	6,0	6,5	7,0 >
Ограниченный І		4000	4450	5000	5300	5600	5800	6000	6200	6300	6600	6800	7000	7100
Ограниченный ІІ	1800	2000	2200	2400	2600	2700	2800	2900	3000	3100	3200	3300	3400	3500

Используя «Расчеты парусности и обледенения» для судов при определенной осадке Т_ср и данные информации по остойчивости судна для капитана находят площадь парусности A_v и возвышение центра парусности Z над действующей ватерлинией при расчетной осадке Т_ср.(приложение).

Расчет амплитуды качки выполняется в следующей последовательности.

Амплитуда качки судна с круглой скулой, оснащенного скуловыми килями и брусковим килем, определяют по формуле:

_2r =КХ₁Х₂Y , (3.13)

где К – коэффициент, определяемый по приложению к правилам Регистра по из выражения 100 A_k/ (LB),

A_k – площадь скуловых килей, м²;

L – длина судна между перпендикулярами, м;

B – ширина судна, м.

100 Ak/ (LB)	0	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0 и >
К	1,0	0,98	0,95	0,88	0,79	0,74	0,72	0,70

X₁ – безразмерный множитель, определяется из приложений к правилам Регистра по В/Т;

X₂ - безразмерный множитель, определяется из приложений к правилам Регистра по δ;

Y - множитель в градусах, определяется из приложений к правилам Регистра по /В.

Функциональные зависимости для X₁, X₂ и Y приведены в табличной форме.

Множитель - X₁

В/Т	2,4 и <	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9	3,0	3,1	3,2	3,3	3,4	3,5и >
X1	1,0	0,98	0,96	0,95	0,93	0,91	0,90	0,88	0,86	0,84	0,82	0,80

Множитель – X₂

δ	0,45 и менее	0,50	0,55	0,60	0,65	0,70 и выше
X2	0,75	0,82	0,89	0,95	0,97	1,0

Множитель – Y

Район плавания	Значение /В
	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,13 и >
Ограниченный І	16,0	17,0	19,7	22,8	25,4	27,6	29,2	30,5	31,4	32,0
Ограниченный ІІ	16,0	17,0	19,7	22,8	25,4	27,6	29,2	30,5	31,4	32,0

Опрокидывающий момент определяется по формуле:

М_опр = g · D · ℓ_опр , кН м (3.14)

Плечо опрокидывающего момента ℓ_опр определяется по диаграмме статической и динамической остойчивости (рис.1).

Кроме того по диаграмме можно определить максимальный динамический угол крена _maxдин, до которого судно может наклоняться не переворачиваясь.

На диаграмме динамической остойчивости этому углу отвечает абсцисса точки А (Рис.1).

На диаграмме можно определить угол крена от постоянного ветра - на пересечении допустимого плеча при динамических наклонениях с кривой статической остойчивости в точке С.

Полученные результаты заносят в таблицу 3.8.

Таблиця 3.8 - Расчет нормированных параметров остойчивости

Наименование величин	Обозначения и формулы	Значения величин
		Отход	Приход
1	2	3	4
Водоизмещение массовое, (т)	D
Осадка судна, (м)	Т
Площадь парусности, (м^2)	Av (из информации)
Возвышение ЦП над ватерлинией, (м)	Zv(из информации)
Рассчетное давление ветра, (Н/м^2)	Pv (из таблиц по Zg)
Кренящий момент от ветра, (кНм)	Mv=0.001 PvAvZ
Относит. площадь скул. килей, %	100 Ak/ (LB)
Коэффициент	К (из таблиц правил)
Относительная ширина	В/Т
Безразмерный множитель	X1 (из правил)
Коэффициент общей полноты	δ
Безразмерный множитель	X2 (из таблиц )
Аргумент	/В
Множитель, (градусы)	Y (из правил)
Амплитуда качки со скул. килями, (градус)	θ2r= К X1 X2 Y
1	2	3	4
Угол заливания, (градус)	(из информации)
Плечо опрокидывающего момента, (м)	ℓопр (по диагр. динам.остой-сти)
Опрокидывающий момент, (кНм)	Mопр=gD ℓопр
Критерий погоды	K= Mопр/Mv
Аргумент
Коэффициент	mo (из таблиц)
Норм. частота собств. колебаний, (1/с)
Расчетное ускорение	Aрасч.=0,0011
Критерий ускорения	К^*=0,3/Aрасч.
Инерционный коэффициент	с =0,373+0,023В/Т-0,043L/100
Период качки, с
Угол крена от постоянного ветра, (градус)	Θ0(по диаграмме)
Угол входа палубы в воду, (градус)

Полученные результаты по параметрам остойчивости и данные с диаграммы статической и динамической остойчивости заносят в таблицу 3.9.

Таблица 3.9 – Проверка остойчивости по требованиям Регистра

Характеристики и соответствующие требования	Обозначения	Значения величин
		Нормиров.	Отход	Приход
Максимальное плечо статической остойчивости	ℓmaх	≥ 0,2
Угол, соответствующий максимуму диаграммы	θmaх	≥ 30є
Угол заката диаграммы	θv	≥ 60є
Метацентрическая высота	h	≥ 0,2
Критерий погоды	K	≥ 1
Критерий ускорения	К*	≥ 1
Испр. метацентрическая высота	h	≥ 0,15
Угол крена от действия постоянного ветра	θ0	≤15є