Для судов речного флота важна поперечная остойчивость потому что

Обновлено: 15.06.2024

192. Вахтенный моторист (машинист) подчиняется вахтенному механику. Он обязан: получить от сдающего вахту сведения о заданном режиме работы технических средств, неисправностях и распоряжениях по вахте; проверить исправность технических средств; доложить о приеме вахты; находиться на своем посту и обеспечивать бесперебойную работу механизмов; докладывать о неисправностях и неполадках; поддерживать порядок в машинном отделении.

Вахтенный котельный машинист

193. Вахтенный котельный машинист подчиняется вахтенному механику. Он обязан: получить от сдающего сведения о заданном режиме работы котельной установки, неисправностях и распоряжениях по вахте; проверить исправность механизмов и средств автоматизации; доложить о приеме вахты; находиться на посту управления котельной установкой и обеспечивать ее бесперебойную работу (включая средства автоматизации); докладывать о неисправностях и неполадках; поддерживать порядок в котельном отделении; при угрозе аварии или безопасности людей остановить работу котельной установки и немедленно доложить вахтенному механику.

Условие остойчивости судна

Допустим, что судно, находящееся в прямом положении равновесия и плавающее по ватерлинию ВЛ, в результате действия внешнего кренящего момента Мкр накренилось так, что исходная ватерлиния ВЛ с новой действующей ватерлинией В1Л1 образует малый угол θ. Вследствие изменения формы погруженной в воду части корпуса распределение гидростатических сил давления, действующих на эту часть корпуса, также изменится. Центр величины судна переместится в сторону крена и перейдет из точки С в точку С1.
Сила поддержания D', оставаясь неизменной, будет направлена вертикально вверх перпендикулярно новой действующей ватерлинии, а ее линия действия пересечет ДП в первоначальном поперечном метацентре m.
Положение центра тяжести судна остается неизменным, а сила веса Р будет перпендикулярна новой ватерлинии В1Л1. Таким образом, силы Р и D', параллельные друг другу, не лежат на одной вертикали и, следовательно, образуют пару сил с плечом GK, где точка К - основание перпендикуляра, опущенного из точки G на направление действия силы поддержания.
Пара сил, образованная весом судна и силой поддержания, стремящаяся возвратить судно в первоначальное положение равновесия, называется восстанавливающей парой, а момент этой пары - восстанавливающим моментом Mθ.
Вопрос об остойчивости накрененного судна решается направлением действия восстанавливающего момента. Если восстанавливающий момент стремится вернуть судно в первоначальное положение равновесия, то восстанавливающий момент положителен, остойчивость судна также положительна — судно остойчиво. На рис. 1 показано расположение сил, действующих на судно, которое соответствует положительному восстанавливающему моменту. Нетрудно убедиться, что такой момент возникает, если ЦТ лежит ниже метацентра.

Нa рис. 2 показан противоположный случай, когда восстанавливающий момент отрицателен ( ц.т. лежит выше метацентра). Он стремится еще больше отклонить судно из положения равновесия, т.к. направление его действия совпадает с направлением действия внешнего кренящего момента Мкр . В этом случае судно неостойчиво.
Теоретически можно допустить, что восстанавливающий момент при наклонении судна равен нулю, т.е. сила веса судна и сила поддержания располагаются на одной вертикали, как это показано на рис. 3.

Отсутствие восстанавливающего момента приводт к тому, что после прекращения действия кренящего момента судно остается в наклоненном положении т.е. судно находится в безразличном равновесии.
Таким образом, по взаимному положению поперечного метацентра m и Ц.Т. G можно судить о знаке восстанавливающего момента или, иными словами, об остойчивости судна. Так, если поперечный метацентр находится выше центра тяжести (рис 1), то судно остойчиво;
Если поперечный метацентр расположен ниже центра тяжести или совпадает с ним (рис.2, 3) судно неостойчиво.
Отсюда возникает понятие метацентрической высоты: поперечной метацентрической высотой называется возвышение поперечного метацентра над центром тяжести судна в начальном положении равновесия.
Поперечная мегацентрическая высота (рис. 1) определяется расстоянием от центра тяжести (т. G), до поперечного метацентра (т. m), т.е. отрезком mG . Этот отрезок является постоянной величиной, т.к. и Ц.Т. ,и поперечный метацентр не изменяют своего положения при малых наклонениях. В связи с этим его удобно принимать в качестве критерия начальной остойчивости судна.
Если поперечный метацентр будет находиться выше центра тяжести судна, то поперечная метацентрическая высота считается положительной. Тогда условие остойчивости судна можно дать в следующей формулировке: Судно остойчиво, если его поперечная метацентрическая высота положительна. Такое определение удобно тем, что оно позволяет судить об остойчивости судна, не рассматривая его наклонения, т.е. при угле крена равном нулю, когда восстанавливающий момент вообще отсутствует. Чтобы установить, какими данными необходимо располагать для получения значения поперечной метацентрической высоты, обратимся к рис. 4, на котором показано относительное расположение центра величины С, центра тяжести G и поперечного метацентра m судна, имеющего положительную начальную поперечную остойчивость. Из рисунка видно, что поперечная метацентрическая высота h может быть определена по одной из следующих формул:h = r ± a; h = ZC + r - ZG; h = Zm - ZG.

Водяная противопожарная система (ВППС предназначена для:

обеспечения забортной водой высокого давления потребителей комплекса систем борьбы за живучесть (БЗЖ) - систем орошения и водораспыления, системы защиты вахт и сходов;
обеспечения забортной водой высокого давления в качестве рабочей воды эжекторов системы осушения трюмов;
обеспечения забортной водой системы "забортной воды", предназначенной для обслуживания мытьевой системы при санобработке л/с и обслуживание смыва в гальюнах.

ВППС выполнена по кольцевой схеме (см. рисунок) с семью боевыми перемычками и состоит из:

Рисунок 1 – Схема водяной противопожарной системы

трех турбонасосов ТПЖН-150/10 производительностью 150 куб.м/час и напором 10 м.вод.ст, расположенных в носовом машинно-котельном отделении (МКО), помещении вспомогательного котла (ПВК) и кормовом МКО и служащих для подачи забортной воды в боевые перемычки № 3, 4 и 5;
четырех электронасосов НЦВ-160/80 производительностью 160 куб.м/час и напором 80 м.вод.ст, расположенных попарно в насосных отделениях № 1 и 2 и служащих для подачи забортной воды в боевые перемычки № 1,2,6 и 7;
семи боевых перемычек, к каждой из которых подключен один пожарный насос. Отбор воды на потребители, указанные выше производится ТОЛЬКО от перемычек;
восемнадцати главных разобщительных клапанов с дистанционным управлением из поста энергетики и живучести (ПЭЖ) с помощью электропривода, служащих для разобщения ВППС в боевом режиме и переключения участков ВППС для подачи воды в другие перемычки при выходе из строя каких-либо насосов или участков системы. Эти клапаны помечены на схеме восклицательным знаком;
системы дистанционного контроля и управления, состоящей из местных контрольных манометров, расположенных у насосов, дистанционных манометров, расположенных на мнемосхеме в ПЭЖ и запасном ПЭЖ (ПДУ КМКО), а также датчиков давления, подключенных к каждой перемычке и служащих для автоматического запуска дежурного электропожарного насоса при падении давления в ВППС до 6 кГс/кв.см в повседневном режиме. Кроме того, в систему дистанционного контроля и управления входит пускорегулирующая аппаратура электропожарных насосов.

ВППС работает в двух режимах:

боевой режим - в этом режиме все главные разобщительные клапаны ЗАКРЫТЫ и работают ВСЕ семь насосов. При этом обеспечивается автономное питание перемычек с их потребителями. При выходе из строя насоса, обслуживающего перемычку и исправном состоянии любой бортовой ветви "кольца" с помощью переключения соответствующих клапанов нерабочая перемычка подключается к работающим.
повседневный режим - в этом режиме на стоянке работает ТПЖН № 2, на ходу - ТПЖН № 1 и 3. Все электронасосы, не находящиеся в планово-предупредительном осмотре или ремонте (ППО и ППР) находятся в дежурстве - готовности к автоматическому запуску при падении давления в ВППС до 6 кГс/кв.см.

Нормальное значение давления в ВППС составляет 7-8 кГс/кв.см.

В целом данное конструктивное исполнение ВППС считается классическим и наиболее надежным даже по сравнению с исполнением аналогичной системы на кораблях более поздних проектов. Наиболее сильными сторонами такого решения являются:

очень короткие боевые перемычки, расположенные поперек корпуса корабля (минимизирован объем потенциального критического повреждения);
наличие трех турбопожарных насосов. Исходя из концепции обеспечения работоспособности паросиловой энергетической установки (ПСУ) при отсутствии электроэнергии на корабле (полное самообеспечение), подача воды в ВППС так же будет происходить несмотря на отсутствие электроэнергии.

Слабым местом конструктивного решения является низкое расположение боевых перемычек и бортовых ветвей "кольца", т.е боевые перемычки вместе с отводами к потребителям попадают в поражаемый объем при подводных взрывах. При расположении перемычек вблизи или на уровне палубы непотопляемости (нижней палубы) этот недостаток мог бы быть изжит.

2.2. Трубы гнут ручным и механизированным способами; в горячем и холодном состоянии; с наполнителями и без наполнителей. Способ гибки зависит от диаметра трубы, величины угла загиба и материала труб.

Гибка труб в горячем состоянии применяется при диаметре более 100 мм. При горячей гибке с наполнителем трубу отжигают, размечают, а затем один конец закрывают деревянной или металлической пробкой. Для предупреждения смятия, выпучивания и появления трещин при гибке трубу наполняют мелким сухим песком, просеянным через сито с ячейками около 2 мм, так как наличие крупных камешков может привести к продавливанию стенки трубы, а слишком мелкий песок для гибки труб непригоден, так как при высокой температуре спекается и пригорает к стенкам трубы.

Гибка труб в холодном состоянии выполняется с помощью различных приспособлений. Простейшим приспособлением для гибки труб диаметром 10 — 15 мм в свободном состоянии является плита с отверстиями, в которой в соответствующих местах устанавливаются штыри, служащие упорами при гибке.

Трубы небольших диаметров (до 40 мм) с большими радиусами кривизны гнут в холодном состоянии, применяя простые ручные приспособления с неподвижной оправкой. Гибочная оправка крепится к верстаку с двух сторон скобками. Трубу для гибки вставляют между гибочной оправкой и хомутиком, нажимают руками и гнут ее по желобообразному углублению гибочной оправки.

Трубы диаметром до 20 мм изгибают в приспособлении. Приспособление крепится к верстаку с помощью ступицы и плиты. На одной оси ступицы и плиты находится неподвижный ролик-шаблон с хомутиком. Подвижный ролик закреплен в скобе с рукояткой. Трубу для изгиба вставляют между роликами так, чтобы конец ее вошел в хомутик. Затем рукояткой повертывают скобу с подвижным роликом вокруг неподвижного ролика-шаблона до тех пор, пока труба не изогнется на требуемый угол.

Гибка медных и латунных труб. Подлежащие гибке в холодном состоянии медные или латунные трубы заполняют расплавленной канифолью или расплавленным стеарином (парафином), или свинцом. Порядок гибки аналогичен описанному ранее. Канифоль после гибки выплавляют, начиная с концов трубы, так как нагрев середины трубы, наполненной канифолью, разрывает трубу.

Дюралюминиевые трубы перед гибкой отжигают при 350 — 400 °С и охлаждают на воздухе.

Другое дело сравнивать маломерные морские катера до 24 метров, отвечающие условиям Морского регистра. В этом случае РМРС однозначно постановил: считать предельную высоту волны в зависимости от размерной категории (см. сообщ. 399). Одновременно Регистр требует, чтобы угол заливания малых судов был не менее 40 градусов.

Тем не менее и в этом случае назначение предельной высоты волны в зависимости от длины судна не является догмой. Поскольку даже в пределах одной и той же размерной категории нет прямой 100%-ой корреляции между длиной катера и показателями остойчивости. Поэтому в зависимости от конкретных характеристик (ширина, возвышение центра тяжести, круглоскулый/остроскулый, метацентрическая высота и т.д.) Регистр может изменять допустимую интенсивность волнения (раздел 3.9.2.4).

ILYA29

Активный участник

.Гарантированное опрокидывание наступает при волне в борт h ≈ В, а при попутном волнении h ≈ 0,5*L, где L – длина судна в метрах.

ИМХО, но попутная волна опасней встречной. Не слышал еще про судно, которое бы не воротило на попутной волне. А если волнение приличное, то в высокой степени вероятна ситуация, при которой рано или поздно судно развернет лагом к волне. Поэтому, максимально допустимое попутное волнение считал бы h

gmdss

Старожил форума

При проектировании лодки в расчете остойчивости по RCD (стандарты ISO Small Craft) высота волны напрямую вообще не участвует. А категории и соответствующая им высота волн давно стали инструментом маркетинга и не отражают фактическую мореходность судна.

Указанная для категорий RCD высота волн — это условие выживания, а не нормальной эксплуатации.

gmdss

Старожил форума

Gromoverjetc Если верить РРР, то для судна с обводами яйцом допустимо плечо восст момента 250 мм и МЦВ менее 500 мм в частных случаях загрузки/балластировки. А для плоскодонного судна какие характеристики поперечной остойчивости допустимы?

Если верить РРР, то согласно Правилам классификации и постройки судов (ПКПС) 2019 года имеем следующее:

П.1.4. Правила распространяются на все суда, в т.ч. менее 20 метров (пасс., буксиры,суда техфлота и т.п.), кроме маломерных, исп. в некоммерческих целях

П.1.7.1 Для всех судов поперечная (начальная) метацентрическая высота (МЦВ) не должна быть менее 0,2 метров.

Интересно, что ГИМС предъявляет гораздо более жёсткое требование к МЦВ (≤ 0,5 м).

П.2.5.1 Плечо диаграммы статической остойчивости (ДСО) должно быть не менее 0,25м для судов длиной менее 80 м.

Видно, что Регистр нормирует плечо в зависимости от длины судна, а не от типа его обводов.Отсюда следует, что нормируемые Регистром минимальные характеристики поперечной остойчивости ( стат. плечо остойчивости и МЦВ) для корпусов различной формы одинаковы.

Другое дело, что вид и характеристики ДСО (плечо,МЦВ и т.д.) зависят от типа обводов (остойчивость формы). Так плоскодонные корпуса (или как вариант остроскулые, но с малой килеватостью днища) в сравнимых условиях имеют лучшие характеристики поперечной остойчивости, чем круглоскулые, но тем не менее проигрывают им в ходкости и мореходности, т.к. относительно плоское днище испытывает более сильные удары волн, особенно с увеличением скорости.

Так например согласно П.2.4.10 ПКПС 2019 амплитуда качки остроскулых судов на 30 процентов меньше, чем круглоскулых.Именно поэтому , чтобы понизить валкость круглоскулых судов и применяют т.н. скуловые кили, которые особенно эффективны в режиме хода, а не в дрейфе.

gmdss

Старожил форума

Прежде всего стоит отметить, что мореходные качества корабля характеризуются комплексом характеристик, к числу которых относятся: ходкость, остойчивость,качка, заливаемость и управляемость.

При этом остойчивость - одна из важнейших характеристик мореходности. Задача нормирования и оценки мореходности судов различного класса возложена на классификационные общества.

Поэтому посмотрим, что записано по этому поводу в имеющихся в нашем распоряжении копиях официальных документах Речного Регистра.

1. Информации об остойчивости буксирного теплохода пр. 1606 (тип Костромич)

2.Информация об остойчивости и непотопляемости судна пр. 14701 (тип Перепел)

3.Информация об остойчивости катера пр. Р376У (тип Ярославец)

Как видно самые крупные (21 метр) и тяжёлые (почти 50 тонн) рейдовые катера типа Ярославец, отчасти в силу более высоких массово-габаритных характеристик имеют определённые преимущества в мореходных качествах по части остойчивости.

gmdss

Старожил форума

При теоретической оценке остойчивости судна к динамическому воздействию шквального ветра в условиях качки классификационные общества (РРР, РС, ИМО и др.) рассматривают наиболее неблагоприятный случай, когда в штормовых условиях судно оказывается в позиции лагом к волне и ветру.

В действующие и общепризнанные нормативы ИМО ( т.н. критерий погоды) входит оценка соотношения работы восстанавливающего и кренящего момента от действия ветра и волн при бортовой качке для судна, потерявшего ход и развернувшегося лагом к волнению

Таким образом моделируется аварийная ситуация – судно без хода. Оставаться надолго в таком режиме реально крайне опасно. Что делать?

Чисто практическая ситуация с потерей хода рыбацким судном пр. СТБ-150 на Ладожском озере демонстрирует позитивные последствия своевременного вызова помощи.

Небезынтересна последовательность этапов передачи аварийной информации и перечень задействованных в процессе спасения служб:

Оперативная информация

Потеря хода (выход из строя ГД).

Информация передана оперативным дежурным ЦУКС ГУ МЧС России по Ленинградской области, ГУ МЧС России по Республике Карелия.

Люди переданы на катер МЧС г. Шлиссельбурга, рыбацкий бот поставлен на якорь.

На фото предполагаемый спаситель, т/х Ямал на Неве MMSI 273369980 (фото с сайта Водный транспорт).

gmdss

Старожил форума

Как видно из чертежей и фото катера МТ-2 1960 года из архива Дальзавода, он имел вполне привлекательный и стройный вид: крытую носовую часть и открытую кормовую с сиденьями для пассажиров под тентом. Несмотря на короткие рейсы и небольшие размеры, экипаж обитал в довольно комфортных условиях, для него был предусмотрен гальюн и двухместная каюта с койками, шкафом и даже письменным столом.

Основные характеристики катера типа МТ:

Длина наибольшая 21,5 м
Длина между перпендикулярами 20,0 м
Ширина наибольшая 4,7 м
Высота борта 2,0 м
Осадка 1,2 м
Водоизмещение около 45 тонн
Вместимость 120 чел.

Особый интерес представляет сравнение обводов катеров МА и МТ, потому как они имеют существенно разную форму.

Носовая часть. Севастопольский МА имеет развал шпангоутов по типу Адмиральского, а владивостокский МТ наоборот, полные носовые образования по типу Ярославца.

Кормовая часть. Катер МА имеет ярко выраженную килеватость в кормовой части, в то время как обводы кормы МТ более полные и имеют пологий подъём к транцу.

Каким образом подобная разница в фоме кормы может влиять на остойчивость и ходкость ?

2. Предположу, что килеватые кормовые обводы по типу МА возможно способствуют повышению остойчивости при ходе на попутной волне.

Своего пика развития местные линии Владивостока достигают в конце 1950-х — начале 1970-х гг. Действуют переправы через Золотой Рог у Мальцевской переправы и в центре города. На Мальцевской переправе работали морские трамваи, так называли небольшие катера с крытым салоном в носу. Особенно эффектно смотрелись эти маленькие катера утром, когда рабочие Дальзавода спешили на работу. Катера сидели в воде почти по палубу, а люди сидели на борту, держась за поручни.

Остойчивость — способность плавучего средства противостоять внешним силам, вызывающим его крен или дифферент и возвращаться в состояние равновесия по окончании воздействия внешних сил (Внешнее воздействие может быть обусловлено ударом волны, порывом ветра, сменой курса и т. п.). Это одно из важнейших мореходных качеств плавучего средства. Запасом остойчивости называется степень защищённости плавучего средства от опрокидывания.В зависимости от плоскости наклонения различают поперечную остойчивость при крене и продольную остойчивость при дифференте. Применительно к надводным судам, из-за удлинённости формы корпуса судна его продольная остойчивость значительно выше поперечной, поэтому для безопасности плавания наиболее важно обеспечить надлежащую поперечную остойчивость. В зависимости от величины наклонения различают остойчивость на малых углах наклонения (начальную остойчивость) и остойчивость на больших углах наклонения. В зависимости от характера действующих сил различают статическую и динамическую остойчивость. Статическая остойчивость — рассматривается при действии статических сил, то есть приложенная сила не изменяется по величине. Динамическая остойчивость — рассматривается при действии изменяющихся (то есть динамических) сил, например ветра, волнения моря, подвижки груза и т. п. Важнейшими факторами, влияющими на остойчивость, являются расположение центра тяжести и центра величины судна(ЦВ).Рассмотрим поперечную остойчивость:Цт -центр тяжести судна. Он постоянно сохраняет свое положение при данном расположении грузов и не зависит от угла крена. Он может сместиться только при изменении нагрузки судна после грузовых операций, приема или откатки балласта, расхода судовых запасов, смещения грузов от качки, обледенения и т. п.
ЦВ -центр величины. Является центром тяжести погруженного объема судового корпуса. В этой точке приложена равнодействующая выталкивающих сил воды. Центр величины перемещается при изменении формы погруженной части корпуса судна, т.е. при крена.
Δ -равнодействующая сила весового водоизмещения судна. Эта сила всегда направлена вниз.
точка А -центр величины в прямом положении судна, т.е. без крена. Если судно на плаву, Δ=ɣV ЦВ -центр величины при крене судна.ɣV -равнодействующая сила выталкивающих сил воды. Она равна произведению объемного веса воды ɣ на объем погруженной части корпуса V и направленная всегда по вертикали вверх.
l -плечо восстанавливающего момента(плечо статической остойчивости). Это кратчайшее расстояние между направлением действия сил Δ и ɣV.МЦ -центр кривизны линии по которой перемещается ЦВ.Zc -возвышение ЦВZg -возвышение ЦТZm -возвышение МЦr -начальный метацентрический радиусa -возвышение ЦТ над ЦВh -метацентрическая высота, или возвышение МЦ над ЦТСоотношение величин: h=Zm-Zg=r+Zc-Zg=r-aСудно будет остойчиво и сможет вернуться в прямое положение, если восстанавливающий момент больше кренящего, а ЦВ находится между линией Δ и наклоненным бортом. Если это условие не будет соблюдено — судно опрокинетсяПри небольших углах крена r остается постоянным и поэтому для l может быть применено выражение:l=h*sinθ где, θ -угол крена.Тогда: Мв=Δ*h*sinθМв -величина восстанавливающего элемента
Запас плавучести — объем непроницаемой для воды надводной части судна, расположенной от грузовой (конструктивной) ватерлинии до верхней непрерывной водонепроницаемой палубы и включающей водонепроницаемые надстройки и рубки. 3апас Плавучести определяет количество воды, поступление которой при аварии выдерживает судно до полного погружения, поэтому является важнейшей характеристикой его непотопляемости. Степень непотопляемости тем выше, чем больше относительно 3апас Плавучести (отношение 3апаса плавучести к расчетнотному объемному водоизмещению судна). Достаточный запас плавучести в процессе проектирования и постройки судна достигается рядом конструктивных мероприятий, к числу которых относятся: обеспечение достаточной высоты надводного борта, устройство водонепроницаемых закрытий и разделение судна на отсеки прочными водонепроницаемыми переборками и палубами. При отсутствии последних, любое повреждение подводной части судна может привести к полной потере запаса плавучести и гибели судна. Запас плавучести в этом случае конструктивно не обеспечен.

Остойчивость корабля это область военно-морская архитектура и дизайн корабля, который показывает, как корабль ведет себя в море, как в неподвижной воде, так и на волнах, невредимым или поврежденным. При расчетах устойчивости основное внимание уделяется центры тяжести, центры плавучести, метацентры сосудов и то, как они взаимодействуют.

Содержание

История

Стабильность кораблей в военно-морской архитектуре учитывалась на протяжении сотен лет. Исторически расчеты остойчивости корабля основывались на практическое правило расчеты, часто привязанные к определенной системе измерений. Некоторые из этих очень старых уравнений продолжают использоваться в книгах по военно-морской архитектуре. Однако появление основанных на исчислении методов определения стабильности, в частности, введение Пьером Бугером концепции метацентра в 1740-х гг. бассейн модели корабля, позволяют гораздо более сложный анализ.

Мастера-кораблестроители прошлого использовали систему адаптивного и вариантного проектирования. Корабли часто копировались из поколения в поколение с небольшими изменениями; путем копирования стабильных конструкций обычно удается избежать серьезных проблем. Сегодня корабли все еще используют этот процесс адаптации и изменения; тем не мение, вычислительная гидродинамика, тестирование модели корабля и лучшее понимание жидкости и движения корабля позволил гораздо больше аналитического дизайна.

Поперечный и продольный водонепроницаемый переборки были введены в бронированный конструкции между 1860 и 1880-ми годами, переборки для предотвращения столкновений стали обязательными в британских паровых торговые корабли до 1860 г. [1] Раньше пробоина в корпусе в любой части судна могла затопить всю его длину. Поперечные переборки, хотя и дороги, увеличивают вероятность выживания корабля в случае повреждения корпуса, ограничивая затопление поврежденными отсеками, которые они отделяют от неповрежденных. Продольные переборки имеют аналогичное назначение, но необходимо учитывать влияние повреждений устойчивости, чтобы исключить чрезмерное крен. Сегодня на большинстве судов есть средства для выравнивания воды в секциях левого и правого борта (перекрестное затопление), что помогает ограничить структурные напряжения и изменения крена и / или дифферента судна.

Дополнительные системы стабилизации

Дополнительные системы стабилизации предназначены для уменьшения воздействия волн и порывов ветра. Они не повышают остойчивость судна в спокойном море. В Международная морская организация Международная конвенция о грузовой марке не упоминает активные системы остойчивости как метод обеспечения остойчивости. Корпус должен быть устойчивым без активных систем.

Пассивные системы

Трюмный киль

А трюмный киль представляет собой длинное, часто V-образное металлическое ребро, приваренное по длине судна на повороте трюма. Трюмные кили используются попарно (по одному на каждый борт судна). В редких случаях судно может иметь более одного трюмного киля с каждой стороны. Трюмные кили увеличивают гидродинамическое сопротивление при крене судна, ограничивая величину крена.

Аутригеры

Аутригеры могут применяться на судах для уменьшения качения либо за счет силы, необходимой для погружения плавучих поплавков, либо за счет гидродинамических крыльев. В некоторых случаях эти аутригеры имеют достаточный размер, чтобы классифицировать судно как тримаран; на других судах они могут называться просто стабилизаторами.

Танки Antiroll

Танки Antiroll внутренние баки оснащены перегородки для снижения скорости переноса воды с левого борта танка на правый борт. Он сконструирован таким образом, что большее количество воды задерживается на верхней стороне судна. Он предназначен для противодействия эффекту эффект свободной поверхности.

Параванес

Параванес могут использоваться тихоходными судами, такими как рыболовные, для уменьшения крена.

Активные системы

Системы активной стабилизации, имеющиеся на многих судах, требуют подачи энергии в систему в виде насосов, гидравлических поршней или электрических приводов. Они включают стабилизирующие ребра, прикрепленные к борту судна или резервуаров, в которых перекачивается жидкость, чтобы противодействовать движению судна.

Ребра стабилизатора

Активный стабилизаторы плавников уменьшить крен, испытываемый судном на ходу или, в последнее время, в состоянии покоя. Они выходят за пределы корпуса судна ниже ватерлинии и изменяют угол атаки в зависимости от угла крена и скорости крена судна, действуя аналогично самолету. элероны. Круизные суда и яхты часто используют этот тип стабилизирующей системы.

Когда плавники не убираются, они представляют собой фиксированные придатки к корпусу, возможно, расширяющие балку или осадочную оболочку и требующие внимания для дополнительного зазора корпуса.

Стабилизация крена руля

В случае, если корабль находится в движении, быстрая смена руля не только инициирует изменение курса, но также приведет к крену корабля. Для некоторых кораблей, таких как фрегаты, этот эффект настолько велик, что его может использовать алгоритм управления для одновременного управления кораблем и уменьшения его крена. Такая система обычно именуется "Система стабилизации крена руля". Его эффективность может быть не хуже, чем у стабилизаторов. Однако это зависит от скорости корабля (чем выше, тем лучше), и различных аспектов конструкции корабля, таких как положение, размер и качество системы позиционирования руля направления (ведет себя так же быстро, как стабилизатор стабилизатора) .Также важно, насколько быстро корабль будет реагировать на движения руля кренами (быстрее - лучше) и скоростью поворота (лучше медленный). Несмотря на высокую стоимость качественного рулевого механизма и усиления кормы корабля , этот вариант стабилизации обеспечивает лучшую экономичность, чем стабилизирующие стабилизаторы. Он требует меньшего количества установок, менее уязвим и вызывает меньшее сопротивление. Более того, требуемые высококачественные компоненты обеспечивают отличные характеристики рулевого управления даже в те периоды, когда уменьшение крена не требуется и значительное снижение подводного шума.Известные военно-морские корабли с таким решением стабилизации: F124 (Германия), M-fregat и LCF (оба - ВМС Нидерландов).

Гироскопические внутренние стабилизаторы

Гироскопические стабилизаторы состоят из спиннинга. маховик и гироскопический прецессия что заставляет лодку выпрямляться крутящий момент по конструкции корпуса. угловой момент маховика гироскопа является мерой степени, в которой маховик будет продолжать вращаться вокруг своей оси, если на него не действует внешний крутящий момент. Чем выше угловой момент, тем больше сила сопротивления гироскопа внешнему крутящему моменту (в этом случае больше способности отменять крен лодки).

Когда лодка катится, вращение действует как входной сигнал для гироскопа, заставляя гироскоп генерировать вращение вокруг своей выходной оси, так что ось вращения вращается, чтобы выровняться с входной осью. Это выходное вращение называется прецессия и, в случае лодки, гироскоп будет вращаться вперед и назад вокруг выходной оси или оси подвеса.

Угловой момент - это мера эффективности гиростабилизатора, аналогичная номинальной мощности дизельного двигателя или киловаттам генератора. В спецификациях на гиростабилизаторы полный угловой момент (момент инерции умноженное на скорость отжима) - ключевое количество. В современных конструкциях крутящий момент выходной оси может использоваться для управления углом стабилизирующих стабилизаторов (см. Выше), чтобы противодействовать крену лодки, так что требуется только небольшой гироскоп. Идея гироскопа для управления стабилизаторами оперения корабля была впервые предложена в 1932 г. General Electric ученый, доктор Александерсон. Он предложил гироскоп для управления током электродвигателей на ребрах стабилизатора, при этом инструкции по срабатыванию генерируются вакуумные лампы тиратрона. [3]

Расчетные условия устойчивости

Когда спроектирован корпус, расчеты устойчивости выполняются для исправного и поврежденного состояния судна. Корабли обычно проектируются таким образом, чтобы немного превосходить требования к остойчивости (см. Ниже), так как они обычно проверяются на это классификационное общество.

Неповрежденная стабильность

Диаграмма остойчивости корабля, показывающая центр тяжести (G), центр плавучести (B) и метацентр (M) с кораблем в вертикальном положении и креном в сторону. Пока груз корабля остается стабильным, G фиксируется. Для малых углов M также можно считать фиксированным, в то время как B движется как крениться корабля.

Расчеты остойчивости в неповрежденном состоянии относительно просты и включают в себя определение всех центров масс объектов на судне, которые затем вычисляются / вычисляются для определения центра тяжести судна и центра плавучести корпуса. Обычно учитываются расстановки и нагрузки груза, крановые операции и расчетное состояние моря. На диаграмме справа показано, что центр тяжести находится значительно выше центра плавучести, но корабль остается устойчивым. Корабль устойчив, потому что, когда он начинает крениться, одна сторона корпуса начинает подниматься из воды, а другая сторона начинает погружаться. Это заставляет центр плавучести смещаться в сторону, которая находится ниже в воде. Работа морского архитектора - следить за тем, чтобы центр плавучести смещался за пределы центра тяжести, когда корабль кренится. Линия, проведенная из центра плавучести в слегка наклоненном по вертикали состоянии, будет пересекать осевую линию в точке, называемой метацентром. Пока метацентр находится выше киля, чем центр тяжести, корабль устойчив в вертикальном положении.

Устойчивость к повреждениям (Устойчивость в поврежденном состоянии)

Расчет остойчивости при повреждениях намного сложнее, чем остойчивость неповрежденного. Обычно используется программное обеспечение, использующее численные методы, потому что площади и объемы могут быстро стать утомительными и долгими для вычисления с использованием других методов.

Потеря устойчивости из-за затопления может быть частично связана с эффектом свободной поверхности. Вода, накапливающаяся в корпусе, обычно стекает в трюмы, опуская центр тяжести и фактически уменьшаясь (это должно читаться как увеличение, так как вода добавится в качестве веса днища за счет увеличения GM). метацентрическая высота. Это предполагает, что корабль остается неподвижным и вертикальным. Однако, как только судно наклоняется до какой-либо степени (например, на него ударяет волна), жидкость в трюме перемещается в нижнюю сторону. Это приводит к список.

Устойчивость также теряется при затоплении, когда, например, пустой резервуар заполняется морской водой. Из-за потери плавучести танка эта часть корабля немного опускается в воду. Это создает список, если резервуар не находится на средней линии судна.

При расчетах остойчивости, когда резервуар наполняется, предполагается, что его содержимое потеряно и заменено морской водой. Если это содержимое легче морской воды (например, легкая нефть), тогда плавучесть теряется, и секция соответственно немного опускается в воде.

Для торговых судов и все чаще для пассажирских судов расчеты остойчивости при повреждении имеют вероятностный характер. То есть, вместо того, чтобы оценивать судно на предмет отказа одного отсека, также будет оцениваться ситуация, когда два или даже до трех отсеков затоплены. Это концепция, в которой вероятность повреждения отсека сочетается с последствиями для корабля, в результате чего получается индекс устойчивости к повреждению, который должен соответствовать определенным правилам.

Требуемая стабильность

Чтобы быть приемлемым для классификационные общества такой как Бюро Веритас, Американское бюро судоходства, Судовой регистр Ллойда, Корейский регистр судоходства и Det Norske Veritasчертежи корабля должны быть представлены классификационному обществу на независимую экспертизу. Также должны быть предоставлены расчеты в соответствии со структурой, изложенной в правилах страны, в которой судно намеревается находиться под флагом.

В этих рамках разные страны устанавливают требования, которым необходимо соответствовать. Для судов под флагом США чертежи и расчеты остойчивости сверяются с Кодексом федеральных правил США и Международная конвенция по охране человеческой жизни на море конвенции (СОЛАС). Суда должны быть устойчивы в тех условиях, для которых они предназначены, как в неповрежденном, так и в поврежденном состоянии. Степень ущерба, необходимого для проектирования, включена в правила. Предполагаемая дыра рассчитывается как доли длины и ширины судна и должна быть размещена в той области судна, где она может нанести наибольший ущерб устойчивости судна.

Кроме того, Береговая охрана США правила применяются к судам, работающим в портах США и в водах США. Обычно эти правила береговой охраны касаются минимальной метацентрической высоты или минимального восстанавливающего момента. Поскольку в разных странах могут быть разные требования к минимальной метацентрической высоте, большинство судов теперь оснащено компьютерами остойчивости, которые вычисляют это расстояние на лету на основе груза или загрузки экипажа. Для этой задачи используется множество коммерчески доступных компьютерных программ.

Читайте также: