Расчет критериев остойчивости

Критериями называются нормируемые Регистром параметры остойчивости. Критерии недостаточной остойчивости (h, l_max, q_m, q_v, K) приведены в общих требованиях к остойчивости, критерий чрезмерной остойчивости (К^*) - в дополнительном требовании.

Исправленные метацентрические высоты h определены при заполнении таблиц нагрузки.

Для определения критериев l_max, q_m и q_v необходимо построить диаграммы статической остойчивости (ДСО).

Для определения критерия погоды необходимо построить диаграмму динамической остойчивости (ДДО).

Построение диаграммы статической остойчивости

Расчет плеч ДСО “на отход” производится по значениям плеч остойчивости формы l_к, выбираемым из таблицы “Плечи остойчивости формы (пантокарены)”, приведенной в Приложении Л ([1], с. 79). В заголовке таблицы приведена формула расчета

l_ст = l_к - z_g* Sinq.

Расчеты удобно выполнять в табличной форме. Образец таблицы приведен в типовом случае загрузки, Приложение Г.

В первой строке таблицы расчета плеч указываются значения угла крена q (0, 10, 20 и т. д., градусов).

Во второй строке – синус угла крена Sinq..

В третьей строке – водоизмещение D и аппликата ЦТ судна z_g.

В четвертой строке – значения плеча формы l_к, снятые с пантакарен.

В пятой строке – значения плеча формы l_ф = z_g* Sinq.

В шестой строке – значения плеча ДСО, получаемые как разница плеча формы и плеча веса.

В седьмой строке – значения плеча ДДО.

Плечи ДСО “на приход” снимаются с “Универсальной диаграммы статических плеч”, приведенной в Приложении С ([1], с. 87 – 88). Для определения значений плеч диаграммы статической остойчивости на Универсальной диаграмме проводится кривая, соответствующая расчетному значению водоизмещения; на правой оси откладывается значение метацентрической высоты и полученная точка соединяется прямой линией с точкой 0 левой оси; значение длин отрезков между проведенными кривой и прямой для кратных 10° значений углов крена в масштабе шкалы плеч дадут искомые значения плеч диаграммы статической остойчивости.

Обе диаграммы строятся на одном графике. На этом же графике строятся проверочные треугольники, катетами которых являются соответствующие метацентрические высоты и угол крена в 57,3°. При правильном построении начальный участок диаграммы статической остойчивости совпадает с гипотенузой соответствующего проверочного треугольника.

С диаграмм снимаются значения максимального плеча диаграммы l_max, угла максимального плеча q_m и угла заката диаграммы q_v.

Таблица 7 Расчет плеч для диаграмм.

q, град
Sinq	0,000	0,174	0,342	0,500	0,643	0,766	0,866	0,940
ОтходD = 16925,0 т Zg = 8,61 M
lk, м	0,000	1,640	3,309	5,040	6,463	7,461	8,001	8,196
Zg*Sinq	0,000	1,512	2,943	4,303	5,534	6,593	7,453	8,090
l, м	0,000	0,129	0,366	0,736	0,929	0,869	0,548	0,106
ld, м	0,000	0,011	0,054	0,151	0,296	0,453	0,576	0,633
Показатели остойчивости h=0,58м K=3,9 lmax=0,93м qm=42° qv=75°
Приход D=16246,3 т Zg=8,67м
l, м		0,13	0,38	0,76	0,95	0,90	0,57	0,15
Показатели остойчивости h=0.64м lmax=0,95м qm=43° qv=76°

Диаграмма статической остойчивости

Расчет критерия погоды

Критерий погоды, равный отношению динамического опрокидывающего момента к кренящему моменту от шквала К = = = рассчитывается только «на отход».

Для определения плеча опрокидывающего момента l_c строится диаграмма динамической остойчивости. Плечи ДДО рассчитываются по формуле

l_{д10 i} = l_д10(i-1) + (l_ст10(i-1) + l_{ст 10i}) _* ,

где i = 1; 2; … n – значения углов крена, для которых рассчитываются плечи диаграммы; l_{д 0} = l_{ст 0} = 0.

На диаграмме от точки 0 вправо и влево откладывается амплитуда качки q_r, определенная выше при расчете критерия ускорения. Точка 1 получается от пересечения перпендикуляра, восстановленного к точке +q_r, с линией диаграммы; через точку 1 проводится линия, параллельная оси наклонений; пересечение этой линии с перпендикуляром к точке -q_r образует точку 2; из точки 2 проводится прямая, касательная к кривой диаграммы; от точки -q_r вправо откладывается 57,3° - точка 3; отрезок перпендикуляра к оси наклонений, проходящего через точку 3, между касательной к диаграмме и прямой, проходящей через точки 1 и 2 в масштабе оси плеч будет равен искомому плечу опрокидывающего момента l_с.

Плечо кренящего момента l_v для случая загрузки без палубного груза определяется по “Таблице плеч ветровой нагрузки”, приведенной в Приложении П ([1], с. 80).

K = l_c / l_v = 0,38/0,098 = 3,9

Результаты всех проведенных расчетов (запасы “на отход” и “на приход”, грузы, диаграммы статической остойчивости, параметры посадки и остойчивости) оформляются по образцу “Типового случая нагрузки”, ([1], с. 6 – 57).