Определение остойчивости судна опытным путем

Остойчивость судна рассчитывается при его проектировании. Однако в процессе разработки проекта судна, его строительства и переоборудования возможны неучтенные изменения или неточные определения составляющих массы судна и положения их центра тяжести. В связи с этим для определения фактической остойчивости проводят специальное кренование построенного (переоборудованного) судна, – так называемый опыт кренования.

Такое кренование выполняется по инструкции Российского Речного Регистра в условиях тихой воды, на месте, с отданными швартовами и при порожнем состоянии судна. Все грузы, могущие при наклонении смещаться, должны быть закреплены; должно быть исключительно влияние свободных поверхностей жидких грузов. Целью опыта кренования является определение положения центра тяжести судна.

Для проведения опыта кренования на палубе судна укладывают предварительно взвешенный балласт (чугунные чушки, стальные болванки или мешки с песком). Балласт размещается в 4…6 местах (группы крен-балласта) вдоль правого и левого бортов симметрично относительно диаметральной плоскости (рис. 2.23). Кренование осуществляется переносом крен-балласта с борта на борт; при этом кренящий момент ( ) определяется как произведение веса балласта i-ой группы на плечо его перемещения по ширине судна (l_i). Также замеряется соответствующее значение угла крена – θ_i. Углы крена создаются до 4°.

Рис. 2.23. Схема размещения крен-балласта на палубе судна

По результатам замеров рассчитывают значения начальной поперечной метацентрической высоты судна h_i, основываясь на метацентрической формуле остойчивости при крене

	(2.37)
где		–	угол крена вследствие переноса группы крен-балласта, в радианах.

Представленный в (2.37) вес судна D_c вычисляется по объемному водоизмещению V, значение которого в момент кренования определяется с использованием масштаба Бонжана или по грузовому размеру. Необходимые для этого осадки носом, кормой и на миделе замеряются в соответствующих местах судна.

Исходя из (2.37), можно получить

Итоговое значение метацентрической высоты h₀ рассчитывается с использованием h_i методом наименьших квадратов.

Для вычисления аппликаты и абсциссы центра тяжести судна во время опыта кренования используются зависимости

(2.38)

Используемые в (2.38) малый (r) и большой (R) метацентрические радиусы, а также аппликата и абсцисса центра величины судна снимаются с кривых элементов теоретического чертежа, исходя из полученного значения объемного водоизмещения (V).

Результаты опыта кренования используются не только при той нагрузке масс, которая была в процессе кренования судна, но и при других его эксплуатационных состояниях. Применительно к другим состояниям судна полученные данные соответствующим образом исправляются на недостающие и излишние грузы по отношению к зафиксированным во время опыта.

Полученные из опыта кренования вес судна и аппликата его центра тяжести используются для решения задач по остойчивости судна, как при малых, так и при больших углах крена. Результаты опыта кренования принимаются как исходные данные при расчетах нагрузки для рейсовых грузовых планов и при составлении информации об остойчивости судна.