Грузовые и балластные операции наливного судна
Диаграмма статической остойчивости и ее свойства
жүктеу/скачать 32,93 Mb.
|
Учебное пособие - Грузовые операции на нефтяных танкерах
- Бұл бет үшін навигация:
- Примеры
- Параметры динамической остойчивости на ДСО
Диаграмма статической остойчивости и ее свойстваДля определения угла крена, возникающего в результате действия на судно кренящего момента, строится кривая, выражающая зависимость плеча статической остойчивости от угла крена. Построение выполняется в прямоугольной системе координат, по оси абсцисс откладывают углы крена, по оси ординат – значения плеч статической остойчивости. Полученные точки соединяются плавной кривой, которая называется диаграммой статической остойчивости (далее – ДСО). ДСО имеет вид кривой с ярко выраженным максимумом. На ней (см. верхний рисунок слева) можно отметить три точки, характерные для неповрежденного судна, обладающего положительной остойчивостью: точку 0 (начало координат), определяющую положение устойчивого равновесия; точку А, где плечо статической остойчивости и восстанавливающий момент имеют максимальные значения; точку В, определяющую так называемый угол заката диаграммы. Равновесие накренившегося судна наступает при равенстве кренящего и восстанавливающего моментов. Чтобы воспользоваться ДСО для определения угла крена, возникающего под действием заданного кренящего момента Мкр, необходимо найти плечо кренящего момента lкр = lθ. Плечо lкр откладывают в соответствующем масштабе на оси ординат диаграммы и проводят горизонтальную линию до пересечения с кривой. В точке пересечения восстанавливающий момент равен кренящему, и, следовательно, судно находится в равновесии в наклоненном положении. Точка пересечения перпендикуляра, опущенного из точки С, с горизонтальной осью диаграммы определяет угол крена. ДСО отличаются большим разнообразием форм кривых, но все они обладают некоторыми общими свойствами, перечисленными ниже. Начальный участок ДСО представляет собой прямую наклонную линию. Это видно, если приравнять две формулы восстанавливающего момента; метацентрическую формулу поперечной остойчивости, применимую только для малых углов крена и формулу восстанавливающего момента, справедливую для любых углов крена, т.е. МΘ = D` × h × θ и МΘ = D’ × lст, откуда: lст = h × θ. При малых углах крена поперечная метацентрическая высота – постоянная величина, поэтому зависимость между плечом статической остойчивости lст и углом крена θ при малых углах крена является линейной и изображается прямой линией. Отрезок перпендикуляра, восстановленного из точки на оси абцисс, находящейся на расстоянии одного радиана (57,3 град) от начала осей координат, до точки пересечения его с начальной касательной к кривой, определяет поперечную метацентрическую высоту h, выраженную в единицах измерения плеч статической остойчивости (см. нижний рисунок слева). Однако графически определять метацентрическую высоту h по ДСО не рекомендуется, т.к. проведение касательной к кривой не может быть выполнено с необходимой точностью. Примеры формы ДСО Восходящая часть кривой ДСО характеризует устойчивое положение равновесия судна, а нисходящая – неустойчивое. ДСО строится для конкретного судна и соответствует определенным водоизмещению и положению центра величины по высоте. Если у данного судна изменится водоизмещение или аппликата центра тяжести, то ДСО приобретает другой вид. Это обстоятельство всегда следует иметь в виду, и, прежде чем воспользоваться диаграммой для решения практических вопросов, необходимо обратить внимание на ее соответствие имеющейся нагрузке судна. Каждое судно должно быть снабжено комплектом ДСО, характеризующих его остойчивость при наиболее часто встречающихся случаях загрузки. Крайне актуальной задачей для персонала всех типов танкеров является учет влияния свободных поверхностей жидких грузов на начальную остойчивость. Такое влияние проявляется, если жидкий груз заполняет лишь часть цистерны и имеет свободную поверхность. При наклонениях изменяется форма жидкости и перемещается центр тяжести. Поправочный момент влияния свободной поверхности определяется по формуле: М Ж Ж i X , где: ρж – плотность жидкости, т/м3; ix – центральный момент инерции свободной поверхности жидкости в цистерне относительно продольной оси, м4. Суммируя рассчитанные значения ρж ix, получают расчетную комбинацию, позволяющую определять изменение метацентрической высоты ∆h, возникающее вследствие появления в какой-либо цистерне свободной поверхности: i lb 3 D h Ж X или h Ж 12D , где: D – действующее водоизмещение судна, т; l – длина танка, м; b – ширина танка, м. Анализ приведенных формул позволяет установить, что основное влияние на ∆h (кубическая зависимость) оказывает ширина свободной поверхности. Поэтому влияние свободных поверхностей особенно актуально для танкеров с центральными танками без продольной переборки (один грузовой танк по ширине судна). В этом случае в информации об остойчивости часто приводится ограничение по количеству одновременно загружаемых (разгружаемых) танков с наличием свободных поверхностей, которое необходимо соблюдать при планировании и проведении грузовых операций. Обычно расчет влияния свободных поверхностей производится автоматически грузовым компьютером, однако в некоторых программах существует возможность отключения функции учета такого влияния. Поэтому перед анализом запаса остойчивости танкера необходимо убедиться, что полученные результаты отображают влияние имеющихся свободных поверхностей жидкости в грузовых, балластных танках и цистернах запаса. Нефтяной танкер – тип судна, который считается заведомо остойчивым, однако это не освобождает судовой персонал от обязанности контролировать остойчивость при планировании и проведении грузовых операций. Примеры кривой статической остойчивости – см. на рисунке слева. Mкр Параметры динамической остойчивости на ДСО MΘ, MΘ = Mкр Построение диаграммы динамической остойчивости АΘ max O Θ жүктеу/скачать 32,93 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|