Международный кодекс остойчивости неповрежденного судна (кодекс имо). общие критерии остойчивости

Эксплуатационные качества судна

Наиболее характерными для маломерного судна эксплуатационными качествами являются: пассажировместимость, грузоподъемность, , водоизмещение и скорость.

Пассажировместимость — показатель, равный числу оборудованных мест для размещения людей на судне. Пассажировместимость зависит от грузоподъемности G:

При этом округление полученного результата производится до меньшего целого числа. На маломерном судне наличие оборудованных сидячих мест должно соответствовать установленной для данного судна пассажировместимости.

Пассажировместимость ориентировочно можно рассчитать по формуле:

где К — эмпирический коэффициент, принимаемый равным: для моторных и гребных лодок — 1,60; для катеров — 2,15.

Грузоподъемность — полезная нагрузка судна, включающая в себя массу людей и багажа согласно пассажировместимости. Различают дедвейт и чистую грузоподъемность.

Дедвейт — это разность между водоизмещениями в полном грузу и порожнем.

Чистая грузоподъемность — это масса только полезного груза, который может принять судно.

Для больших судов единицей изменения грузоподъемности служит тонна, для малых — кг. Грузоподъемность можно рассчитать по формулам, а можно определить и опытным путем. Для этого на судно при водоизмещении порожнем, но со снабжением и запасом горючего, последовательно помещают груз до достижения судном ватерлинии, соответствующей минимальной высоте надводного борта. Масса помещенного груза соответствует грузоподъемности судна.

Различают два вида водоизмещения — массовое (весовое) и объемное.

Массовое (весовое) водоизмещение — это масса находящегося на плаву судна, равная массе вытесненной судном воды. Единицей измерения служит тонна.

Объемное водоизмещение — это объем подводной части судна в м3. Расчет производится через главные измерения.

Скорость — это расстояние, проходимое судном за единицу времени. На морских судах скорость измеряется в узлах (миля в час), а на судах внутреннего плавания — в километрах в час (км/ч). Судоводителю маломерного судна рекомендуется знать три скорости: наибольшую (максимальную), которую судно развивает при максимальной мощности двигателя; наименьшую (минимальную), при которой судно слушается руля; среднюю — наиболее экономную при сравнительно больших переходах. Скорость зависит от мощности двигателя, размеров и формы корпуса, загрузки судна и различных внешних факторов: волнения, ветра, течения и т. д.

Устойчивость судна или равновесие на воде.

Подробности

Просмотров: 340

Любые водные суда должны обладать обязательным запасом непотопляемости. Ни один человек, находящийся на борту судна, не хочет, чтобы его судно перевернулось и затонуло! Остойчивость — это “способность наклоненного судна выпрямляться” или “способность судна противодействовать наклонению”.

Судно плавает на поверхности воды под действием двух основных сил: силы тяжести и Архимедовой силы. Сила тяжести — “тянет судно вниз”, равна его весу и приложена к центру тяжести судна ЦТ. Сила плавучести или Архимедова сила – “выталкивает судно из воды”, равна его водоизмещению и приложена в центре подводного объема ЦВ судна.

В “прямом” положении судна эти силы уравновешивают друг друга и лежат на одной вертикальной линии.

При крене форма подводной части корпуса изменится, ЦВ сместится в сторону накрененного борта, и возникнет так называемый восстанавливающий момент, который противодействует крену. При наклонении судна ЦВ как бы поворачивается вокруг точки, называемой метацентром m.

Расстояние от метацентра m до центра тяжести ЦТ (метацентрическая высота) является характеристикой остойчивости судна. Чем меньше судно, тем больше должна быть метацентрическая высота. Так, например, у гребной шлюпки достаточная метацентрическая высота 0.3 м обеспечивает безопасную посадку и вставание людей в лодке.

Как же оценить, насколько безопасна, например, парусная яхта? Какова вероятность восстановления яхты из положения “килем вверх” ?
В случае полного опрокидывания у хороших яхт даже небольшой случайной волны достаточно для того, чтобы яхта вернулась в прямое положение.

Существует достаточно много способов повышения остойчивости судна. Вот некоторые из них:
Высокую остойчивость можно обеспечить за счет веса неподвижного балласта. Причем необходимо понизить ЦТ.  Чем ниже расположен центр тяжести яхты, тем она остойчивее. Существует простое правило: каждый килограмм под ватерлинией повышает остойчивость, а каждый килограмм над ватерлинией ухудшает ее.

Для этих целей используется, например, неподвижный балластный киль (однако яхты с таким килем тяжелы). Таким килем оборудованы классические яхты. Среди положительных качеств “классических” яхт “ — абсолютная остойчивость”, т.е. яхта восстанавливается практически из любого положения. Так для классической яхты “Contessa 32” потеря остойчивости наступает только при крене 155° . Будучи опрокинутой днищем вверх, “Contessa 32” легко спрямляется.

Более широкие и высокобортные суда имеют большую остойчивость формы

Важно также, чтобы при накренении через люки и палубные отверстия во внутренние помещения яхты не попадала забортная вода. Попадание воды внутрь судна способно свести “на нет” преимущества от высокой остойчивости

Суда с водонепроницаемой надстройкой могут иметь очень высокую остойчивость на больших кренах. Именно на этом принципе основана идея неопрокидываемых спасательных шлюпок неваляшек. Спасательные шлюпки и плоты некоторых типов практически неопрокидываемые, т.к. даже после полного переворачивания они возвращаются в нормальное положение. А у парусной яхты есть еще один очень эффективный способ повышения остойчивости — откренивание, т.е. перемещение веса экипажа, балласта, качающегося киля и т.д. по ширине судна. В настоящее время применяются консоли, трапеции, бортовые балластные цистерны, перемещаемый балласт, качающиеся кили, а также такие “экзотические” приспособления, как управляемые подводные крылья. В последнее время на яхтах вошли в моду рубки, обеспечивающие неостойчивость в опрокинутом положении.

Для судов разных классов существуют определенные нормы и требования Российского Морского Регистра к остойчивости. Именно длина считается важнейшим фактором безопасности. Большие по размеру и более тяжелые яхты полагаются наиболее надежными. Положенная парусами на воду яхта должна самостоятельно спрямляться из этого положения.

Итак, непотопляемость или остойчивость судна достигается путем разумного компромисса между обеспечением ходовых качеств и одновременно безопасности в эксплуатации. Использование принципа действия Ваньки-встаньки обеспечивает нашу безопасность при плавании на любых судах!

Следующая страница «Фокус: яйцо «Ванька-встанька»»

Назад в раздел «Ванька-встанька»

Диаграмма предельно допустимых моментов

На вертикальной шкале диаграммы отложены статические моменты MZ, на горизонтальных – водоизмещение судна D и средняя осадка ТСР.

Рис. 1

На диаграмме нанесены кривые предельно допустимых моментов МZДОП с обледенением и без обледенения.

Таким образом, для того чтобы пользоваться диаграммой допускаемых моментов, необходимо знать водоизмещение судна или среднюю осадку и статический момент МZ. Эти данные определяются в табличной форме (сводная таблица масс нагрузок судна).

К полученному суммарному значению статического момента МZ присоединяют поправку на влияние свободных поверхностей судовых цистерн. Полученное исправленное значение МZ сопоставляют при данном водоизмещении D с допускаемым моментом МZДОП по предельной кривой, нанесенной на диаграмме допускаемых моментов.

Рис. 2 Диаграмма допускаемых статических моментов Мz т/х «Славянск»

Если разность МZ испр – МZ доп отрицательная, то судно удовлетворяет требованиям норм остойчивости; если же эта разность положительна, то судно не удовлетворяет требованиям норм остойчивости и необходимо произвести балластировку судна путем приема забортной воды в балластные цистерны. Помимо кривых предельно допустимых моментов на поле диаграммы наносятся кривые постоянных значений метацентрической высоты h.

Расчет остойчивости судна

На плавучее средство оказывают воздействие 2 силы: вес самого плавсредства – точка его приложения именуется центром тяжести (ЦТ) и воздействие воды – точка приложения именуется центром величины (ЦВ). Когда судно (лодка, катамаран, яхта) находится в выровненном положении, вышеуказанные силы располагаются на одной вертикальной линии и совпадают с диаметральной плоскостью (ДП).

Допустим, что внешняя сила накренила плавсредство, тогда по причине увеличения подводного объема одного борта и уменьшения его у другого центр величины перемещается в сторону накрененного борта.

Сила поддержания в точке М (обозначение метацентра) пересекает ДП. Указанная точка является своеобразным рычагом, при нажатии на который плавсредство наклоняется на угол θ. Длина данного рычага представляет собой отрезок от ЦТ до М, обозначается она h и называется высотой метацентра.

Пример диаграммы устойчивости для катамарана и плота:

Плечо остойчивости рассчитывается по формуле I = h Sinθ, где h – это величина нормируемая. Для расчета нормируемой величины применяется формула  h = rМ + ZC — ZG. Обозначение приведенных в формуле величин:

• ZC — высота ЦВ над основной плоскостью (ОП);
• ZG — высота ЦТ над основной плоскостью;
• rМ — высота М над центром величины — метацентрический радиус, характеризующий влияние ватерлинии на общую остойчивость плавучего средства.

После постройки корабля или маломерного судна величина h подвергается экспериментальному тестированию, для которого используется опыт кренования. На корабле, который не имеет крена, в сторону одного из бортов двигают определенный груз P на расстояние b.

Таким образом искусственно создается момент крена МКР. Корабль приходит в положение, при котором МКР = МВОССТ, приобретая некоторый угол крена θ. Здесь величина h рассчитывается по следующей формуле: h = Pb/(Dθ). А угол крена измеряется отвесом или кренометром.

Безусловно, остойчивость следует увеличивать любыми средствами, потому что это поможет уменьшить угол крена и повысить плавучесть и непотопляемость судна. В некоторых случаях бывает опасение, что если у плавучего средства завышена остойчивость, то его раскачивание станет порывистым, потому что плавсредство «настроено» на внешне воздействие коротких волн.

Суда, имеющие небольшое водоизмещение и низкую посадку, часто подвергаются сильному раскачиванию при малом волнении водной поверхности, но это вовсе не означает, что они могут не выдержать штормового ветра и перевернуться. Стандарты ГИМС определяют, что величина плеча остойчивости любых вариантов нагрузки (кроме пустых судов), должна быть больше 0.5 м.

Действия человека, который управляет плавучим средством в аварийной ситуации – это отдельно изучаемая тема. Для подробного ознакомления с ней судоводителям-любителям следует почерпнуть информацию об остойчивости в специализированной профессиональной литературе, в которой разбираются случаи, связанные с аварийной остойчивостью при посадке судна на мель или получении им пробоины, в результате которой плавсредство может заполняться водой.

Надеемся, теперь вы знаете такое понятие как остойчивость судна и примерно представляете как её рассчитывать.

Post Views:
19 694

Построение диаграммы статической остойчивости (ДСО) по универсальной диаграмме

Пример построения диаграммы статической остойчивости по универсальной диаграмме остойчивости для конкретного случая загрузки судна при D = 8 500 т, h = 0,8 м.

Для каждого угла крена снимаем значение плеч статической остойчивости как показано на рис. 5, а для угла крена 30 град.

Рис. 5 а – диаграмма значения плеч статической остойчивости для угла крена 30 градусов

Составляем таблицу:

Значение плеч статистической остойчивости
θ	10	20	30	40	50	60	70	80
Iст	0,25	0,44	0,7	0,77	0,63	0,24	– 0,39	–

С помощью составленной таблицы строим диаграмму статической остойчивости для своего случая загрузки судна при h = 0,8 м.

Рис. 5 б – значение плеч статической остойчивости

Творческий путь группы Ург Оверкилл

Начиная с начала 1990-х годов прошлого века, ребята решили привлечь для записи своих композиций специалиста в сфере гранж-музыки — продюсера Бутча Вига.

Он стал известным благодаря сотрудничеству с группой Nirvana. Именно в это время парни начали экспериментировать в музыке, пытаясь добиться качественного саунда и гармоничного звучания.

Второй альбом Supersonic Storybook вышел уже в 1990 году. Пластинка получила довольно неплохие отзывы, ребят пригласили «на разогрев» выступления именно группы Nirvana.

Затем, несмотря на то, что контракт с новым лейблом не истёк, молодые парни решили подписать контракт со звукозаписывающей студией Ceffen Records. Естественно, бывший продюсер проявил своё негодование, однако группа не обратила внимания на данный факт.

Продюсированием следующей пластинки коллектива Urge Overkill занялась команда Butcher Brothers. Правда, несмотря на популярность композиций данного альбома, в топ-чарты «пробилась» только песня Sister Havana.

Urge Overkill (Ург Оверкилл): Биография группы

Затем знаменитый режиссёр Квентин Тарантино включил композицию Girl, You’ll Be Women в один из своих культовых фильмов Pulp Fiction («Криминальное чтиво»).

В 1992 году ребята записали сингл Stull, который получил своё «имя» мифического города-призрака в Соединенных Штатах Америки.

На телевизионный канал MTV попала композиция Urge Overkill, которую доныне многие музыкальные критики считают одной из самых сильных в творчестве Urge Overkill.

В самом конце своего творческого пути музыкальный коллектив объединил в своих песнях классический чёрный чикагский блюз и «шершавые» гармонии панк-рока.

Наиболее сильным альбомом в истории рок-группы Urge Overkill считают Exit The Dragon. Однако у многочисленных поклонников коллектива он вызвал противоречивые эмоции.

Одни из них считали его гениальным, а другие полагали, что ребята поменяли стилистику исполнения и ритм в музыке.

Из-за «скомканного» турне в его поддержку средства массовой информации вообще молчали о группе, а в 1996 году Като и Розер окончательно поссорились, что привело последнего к уходу из рок-коллектива.

Urge Overkill (Ург Оверкилл): Биография группы

Поперечная остойчивость судна

В теории поперечной остойчивости рассматриваются наклонения судна, происходящие в плоскости миделя, причем внешний момент, называемый кренящим моментом, также действует в плоскости миделя.

Не ограничиваясь пока малыми наклонениями судна (они будут рассмотрены как частный случай в разделе «Начальная остойчивость»), рассмотрим общий случай накренения судна от действия постоянного во времени внешнего кренящего момента. На практике такой кренящий момент может возникать, например, от действия постоянного по силе ветра, направление которого совпадает с поперечной плоскостью судна – плоскостью миделя. При воздействием этого кренящего момента судно имеет постоянный крен на противоположный борт, величина которого определяется силой ветра и восстанавливающим моментом со стороны судна. В литературе по теории судна принято совмещать на рисунке сразу два положения судна – прямое и с креном. Накрененному положению соответствует новое положение ватерлинии относительно судна, которому соответствует постоянный погруженный объем, однако, форма подводной части накрененного судна уже не обладает симметрией: правый борт

погружен больше левого (Рис.1).

Все ватерлинии, соответствующие одному значению водоизмещения судна (при постоянном весе судна) принято называть равнообъемными

Точное изображение на рисунке всех равнообъемных ватерлиний сопряжено с большими сложностями расчетного характера. В теории судна существует несколько методик для графического изображения равнообъемных ватерлиний. При очень малых углах крена (при бесконечно малых равнообъемных наклонениях) можно воспользоваться следствием из теоремы Л. Эйлера, согласно которому две равнообъемные ватерлинии, отличающиеся на бесконечно малый угол крена, пересекаются по прямой, проходящей через их общий центр тяжести площади (при конечных наклонениях это утверждение теряет силу, поскольку каждая ватерлиния имеет свой центр тяжести площади).

Рис.1. Схема образования восстанавливающего момента.

Если отвлечься от реального распределения сил веса судна и гидростатического давления, заменив их действие сосредоточенными равнодействующими, то приходим к схеме (Рис.1). В центре тяжести судна приложена сила веса, направленная во всех случаях перпендикулярно к ватерлинии. Параллельно ей действует сила плавучести, приложенная в центре подводного объема судна – в так называемом центре величины

(точкаС ).

Основные понятия и определения

Для того чтобы судно плавало в заданном равновесном положении относи­тельно поверхности воды, оно должно не только удовлетворять условиям рав­новесия, но и быть способным сопротивляться внешним силам, стремящимся вывести его из равновесного положения, а после прекращения действия этих сил – возвращаться в первоначальное положение. Следовательно, равновесие судна должно быть устойчивым или, другими словами, судно должно обладать положительной остойчивостью.

Таким образом, остойчивость – это способность судна, выведенного из состояния равновесия внешними силами, вновь возвращаться к первоначальному положению равновесия после прекращения действия этих сил.

Остойчивость судна связана с его равновесием, которое служит характеристикой последней. Если равновесие судна устойчивое, то судно обладает положительной остойчивостью; если его равновесие безразличное, то судно обладает нулевой остойчивостью, и, наконец, если равновесие судна неустойчивое, то оно обладает отрицательной остойчивостью.

В этой главе будут рассматриваться поперечные наклонения судна в плоскости мидель-шпангоута.

Остойчивость при поперечных наклонениях, т. е. при возникновении крена, называется поперечной. В зависимости от угла наклонения судна поперечная остойчивость делится на остойчивость при малых углах наклонения (до 10-15 град), или так называемую начальную остойчивость, и остойчивость при больших углах наклонения.

Наклонения судна происходят под действием пары сил; момент этой пары сил, вызывающий поворот судна вокруг продольной оси, будем называть кренящим Mкр .

Если Mкр, приложенный к судну, нарастает постепенно от нуля до конечного значения и не вызывает угловых ускорений, а следовательно, и сил инерции, то остойчивость при таком наклонении называется статической.

Кренящий момент, действующий на судно мгновенно, приводит к воз­никновению углового ускорения и инерционных сил. Остойчивость, проявля­ющаяся при таком наклонении, называется динамической.

Статическая остойчивость характеризуется возникновением восста­навливающего момента, который стремится возвратить судно в первоначальное положение равновесия. Динамическая остойчивость характеризуется работой этого момента от начала и до конца его действия.

Рассмотрим равнообъемное поперечное наклонение судна. Будем считать, что в исходном положении судно имеет прямую посадку. В этом случае сила поддержания D′ действует в ДП и приложена в точке С – центре величины судна (Centre of buoyancy-В).

Рис. 1

Допустим, что судно под действием кренящего момента получило поперечное наклонение на малый угол θ. Тогда центр величины переместится из точки С в точку С₁ и сила поддержания, перпендикулярная новой действующей ватерлинии В₁Л₁, будет направлена под углом θ к диаметральной плоскости. Линии действия первоначального и нового направлении силы поддержания пересекутся в точке m. Эта точка пересечения линии действия силы поддержания при бесконечно малом равнообъемном наклонении плавающего судна называется поперечным мета центром (metacentre).

Можно дать другое определение метацентру: центр кривизны кривой перемещения центра величины в поперечной плоскости называется поперечным мета центром.

Радиус кривизны кривой перемещения центра величины в поперечной плоскости называется поперечным мета центрическим радиусом (или малым метацентрическим радиусом) (Radius of metacentre). Он опреде­ляется расстоянием от поперечного метацентра m до центра величины С и обозначается буквой r.

Поперечный метацентрический радиус может быть вычислен с помощью формулы:

r=Ix  V,

т. е. поперечный метацентрический радиус равен моменту инерции Ix площади ватерлинии относительно продольной оси, проходящей через центр тяжести этой площади, деленному на соответствующее этой ватерлинии объёмное водоизмещение V.