Obračun korekcija za trim. Trim na pramcu - položaj plovila kada je gaz pramca veći od gaza krme
Kako se određuje gaz i trim broda?
Za određivanje gaza i trim u pramcu i krma obje strane su označene udubljenjem u decimetrima arapskim brojevima. Donje ivice brojeva odgovaraju nacrtu koji označavaju. Ako je gaz krme veći od gaza na pramcu, tada brod ima trim prema krmi i obrnuto, ako je gaz krme manji od gaza pramca, pramac je trimovan.
Kada je gaz pramca jednak gazu krme, kažu: „brod je na ravnoj kobilici“. Srednji gaz je polovina zbroja gaza na pramcu i krmi.
Koliki je deplasman i koeficijent kompletnosti plovila?
Glavna vrijednost koja karakterizira veličinu posude je volumen vode istisnutog njome, nazvan volumetrijski pomak. Ista količina vode, izražena u jedinicama mase, naziva se pomjeranje mase. Za ponton prikazan na slici 5, zapreminski pomak V će biti 10 x 5 x 2 = 100 kubnih metara. Međutim, podvodni volumen velike većine plovila značajno se razlikuje od volumena paralelepipeda (slika 6). Kao rezultat toga, pomak plovila je manji od volumena paralelepipeda izgrađenog na njegovim glavnim dimenzijama i gazom.
Sl.5
Da bi se procijenio stepen potpunosti podvodne površine, u teoriju plovila uveden je koncept ukupnog koeficijenta potpunosti g, koji pokazuje koliki je udio zapremine navedenog paralelepipeda zapreminski pomak plovila V. Stoga je u teoriji plovila uveden koncept ukupnog koeficijenta potpunosti g. : V = g x L x B x T
Granice promjene ukupnog koeficijenta potpunosti g
Za određivanje masenog pomaka dovoljno je pomnožiti vrijednost V sa vrijednošću specifične mase vode (slatka voda - 1000 kg m3, u Svjetskom okeanu - od 1023 do 1028 kg m3. Razlika između njih je pod nazivom "matweight", koja predstavlja masu prevezenog tereta, goriva, ulja za podmazivanje, vode, namirnica, posade i putnika sa prtljagom, odnosno sav varijabilni teret.
Neto tonaža je masa prevezenog tereta koji se može ukrcati.
U nekim slučajevima koriste se koncepti kao što su standardni pomak, puni, normalni i maksimalni pomak.
Standardni deplasman je deplasman potpuno spremnog broda, s punom posadom, opremljen svim mehanizmima i uređajima i spreman za polazak. Ovaj deplasman uključuje masu SPP opreme spremne za akciju, hranu i slatku vodu, isključujući gorivo, maziva i kotlovsku vodu.
Puni deplasman jednak je standardnim plesnim rezervama goriva, maziva i kotlovske vode u količinama koje osiguravaju zadani raspon krstarenja uz pune i ekonomične pokrete.
Normalni istiskin jednak je standardnoj istisni, plus rezerve goriva, maziva i kotlovske vode u iznosu od polovine rezervi predviđenih za punu istiskinu.
Najveća zapremina je jednaka standardnoj plus zalihe goriva, maziva i kotlovske vode u potpunosti u rezervoarima (rezervoarima) posebno opremljenim za ovu namjenu.
Banka I podrezati mogu nastati kao rezultat kretanja ljudi, robe, bacanje, okreće. Pojava trima u vožnji male čamce pramca ili krme je uzrokovana nepravilnim položajem (ugao) vanbrodskog motora na krmenoj gredi čamca. Uglovi nagiba i trima mogu dostići opasno kritične nivoe, posebno ako ima vode u trupu i ona se prelije. Prelijevanje vode prema najmanjem nagibu posude doprinosi stvaranju još većeg rola ili trima i može uzrokovati prevrtanje posude. U kutiji ne bi trebalo biti vode.
Prilikom nagiba otpor sa strane nagibne strane je veći i brod ima tendenciju izbjegavanja u suprotnom smjeru, odnosno manji otpor. Stoga, da bi se brod zadržao na kursu, potrebno je kormilo pomjeriti prema bočnoj strani, čime se povećava sila otpora i, shodno tome, smanjuje brzina.
Uz nagle zaokrete deplasmanskih brodova, lista je posebno velika i usmjerena prema van. Ljudi na brodu se naglim manevrom mogu pomaknuti u smjeru liste i time dodatno otežati položaj plovila. Može postojati stvarna opasnost od prevrtanja. Zapovjednik čamca mora znati odnos između brzine svog plovila i maksimalnog mogućeg, sa stanovišta sigurnosti, kuta kormila. Prije manevrisanja, morate se uvjeriti da su ljudi na svojim mjestima, te da nema preduslova za njihovo premeštanje i robu.
Plovila za blanjanje, zbog oblika linija trupa, kotrljaju se prema unutrašnjoj strani zavoja. Ovo je sigurnije jer je inercijska sila usmjerena u suprotnom smjeru od skretanja i teži smanjenju kotrljanja. Treba imati na umu da ljudi u kokpitu, posebno kada stoje, mogu pasti ili pasti preko palube. Oštra skretanja se moraju izbjegavati, a ako je potrebno, obavezno upozorite ljude na brodu.
Za plovilo malog deplasmana, trim do krme ne više od 5 cm ili se položaj "jednaka kobilica" smatra normalnim. Sa trimom do krme većim od 5 cm, brzina se smanjuje, jer značajno uranjanje krme povećava unesenu masu vode i otpor plovila. Trim na krmi povećava stabilnost plovila na kursu. Ako je potrebno promijeniti smjer kretanja, ne reagira dobro na pomicanje kormila, ima tendenciju da padne u vjetar.
Kada se podrezuje do nosa, otpor vode se također povećava, a brzina se smanjuje. Trim na pramcu pogoršava stabilnost plovila na kursu i uzrokuje njegovu povećanu osjetljivost na pomicanje kormila. Pri najmanjem pomaku, brod počinje da skreće s pravog kursa i postaje teško kontrolirati na ravnim dijelovima puta. Ove pojave se objašnjavaju činjenicom da se u prisustvu trima hidrodinamički učinak na trup broda duž njegove dužine značajno razlikuje od normalnih radnih uvjeta.
Kada je dotjeran do pramca, krma plovila, koja ima manji otpor prema okolnoj vodi, postaje pokretljivija i pretjerano osjetljiva na pomak kormila, a kada je dotjerana do krme, obrnuto.
Kod plovila za rendisanje, trim na krmi otežava planiranje. Brod možda neće savladati "grbu" otpora. Prilikom klizanja moguć je fenomen "delfinizacije", periodični vertikalni pokreti pramca.
Ovaj fenomen se lako zaustavlja prebacivanjem dijela tereta u nos. Ako je brodu teško planirati s preopterećenom krmom, dovoljno je čak i privremeno premještanje dijela tereta u pramac. Kada se podrezuje na pramcu plovila za rendisanje, stabljika se gotovo ne diže iznad vode. Time se povećava vlažna površina plovila, a samim tim i brzina smanjuje. Osim toga, na kursu pod uglom u odnosu na val, moguće je oštro prekoračenje plovila. To se događa kao rezultat činjenice da ako je veliki dio vala na lijevoj strani pri ulasku u val, brod će zasjati udesno i obrnuto.
Treba imati na umu da kada se vuče u blizini tegljenog plovila, trim na pramcu nije dozvoljen. U tom slučaju, brod će stalno skretati, a u trenutku povratka na prvobitni kurs moguće je prevrtanje. U isto vrijeme, trim na krmi omogućava plovilu da ide striktno iza vučnog vozila.
Prilikom upravljanja deplasmanskim brodom, jednako je važno pratiti trim u toku kao i na brodu za rendisanje.
Daleko od uvijek je moguće organizirati plovilo tijekom projektiranja i opteretiti ga prilikom plovidbe tako da se osigura optimalno centriranje i optimalno trim. Kao što znate, prekomjerna trim trčanja dovodi do gubitka brzine, pogoršava ekonomske performanse.
Naišao sam na ovaj problem kada sam počeo da testiram svoj deplasmanski čamac Duck, pretvoren iz malog (br. 1) čamac za spašavanje(dužina - 4,5 m; širina - 1,85 m). Čim sam dao puni gas motoru SM-557L, trim na krmi se odmah povećao na vrijednosti koje su jasno premašile dopuštenih 5-6 °: formiranje valova se povećalo, ali brzina se nije povećala.
Počeo sam tražiti način da smanjim trim. Po analogiji s brzim čamcima, odlučio sam koristiti trim ploče. Od bakelizirane šperploče sam izrezao dvije krmene ploče različitih oblika s promjenjivim kutom nagiba i testirao ih jednu po jednu na Ducku. Već prvi izlazi su pokazali da su pri malim uglovima nagiba ploče neefikasne, a pri velikim uglovima trim je zaista smanjen, ali istovremeno počinju da rade kao kočnica. Prilikom kretanja na slijedećem valu dolazi do snažnog skretanja zbog ploča; u obrnutom smjeru, ploča blokira protok vode do propelera. Šta god da je bilo, ali sa kapacitetom od 13,5 litara. s., nije bilo moguće razviti brzinu iznad 10 km/h sa ili bez ploča. Relativna brzina - Froudeov broj duž dužine - fluktuirala je negdje oko 0,4.
Nakon što nisam uspio testirati trim jezičke, odlučio sam pokušati ugraditi posebno oblikovanu prstenastu mlaznicu na propeler. Mlaznica koja odbacuje mlaz od propelera prema dolje, prema mojim proračunima, ne samo da bi trebala stvoriti dodatno podizanje na trupu, smanjujući trim, već i istovremeno povećati efikasnost propelera, budući da motor CM-557L razvija preveliki broj okretaja za moguću brzinu.
Propelerna osovina "Pače" ima nagib u odnosu na vodenu liniju od oko 8 °. Prednji dio mlaznice - od pramčanog ruba do ravnine diska propelera - izveden je koaksijalno s osovinom propelera. U ravnini diska propelera, aksijalna linija mlaznice ima pregib - nagnuta je prema dolje za 8° (ovdje je kut nagiba prema vodenoj liniji već jednak 16°).
Kao što se vidi iz dijagrama, iza ravni diska vijka u gornjem dijelu mlaznice, njegova unutrašnja generatriksa izgleda kao prava linija. Rezultirajuća sila P c se razlaže na silu potiska i silu dizanja. Zaustavna sila je mjerena dinamometrom i iznosila je 200 kgf. Sila podizanja P p, koja direktno smanjuje trim za vožnju, približno je jednaka 57 kgf.
Sada o proizvodnji mlaznice. Trapezoidne letvice su izrezane od pjenaste plastike, koje su zatim zalijepljene u cilindar pomoću epoksidnog ljepila. Obrada je izvršena oštrim nožem i rašpicom sa provjerom profila prema šablonima. Izvana je gotova mlaznica zalijepljena sa dva sloja fiberglasa na epoksidnom ljepilu. Unutrašnja površina mlaznice je premazana epoksidnim kitom u koji se utrlja grafit u ljuskama radi smanjenja trenja.
Dva aluminijska kvadrata su pričvršćena na vrhu i na dnu, pritegnuta vijcima M6. Ovi vijci i okrugle priveznice od čeličnog kabla Ø 2 mm sigurno pričvršćuju mlaznicu i uglove u jedan komad. Prednji krajevi kvadrata su pričvršćeni za krmeni stub, zadnji krajevi za stub kormila (ruder stub).
Krajevi lopatica propelera su izrezani duž unutrašnjeg promjera mlaznice s prstenastim razmakom od 2-3 mm.
Sa mlaznicom “Pače” već sam uspješno završio dvije navigacije. Tokom ovog perioda ustanovljeno je:
- brzina povećana sa 10 na 12 km/h (Froudeov broj približno 0,5);
- trčanje je praktički odsutno;
- čak i na strmom talasu, čamac dobro sluša kormilo, a propeler gotovo da nije izložen;
- čamac se kreće pouzdano i zadovoljavajuće sluša kormilo u rikverc.
Ugradnja vanbrodskog motora na bilo koji čamac za miješanje vode, bilo da se radi o fofan, gumenjak ili čamac s četiri vesla, uvijek uzrokuje jak trim na krmi, koji se povećava sa povećanjem brzine. U članku o brodu Pella navedeno je da je njegova brzina pod motorom Veterok (8 KS) 9,16 km/h kada vozač sjedi na krmenoj obali, i 11,2 km/h kada sjedi na nosu. Evo jasnog pokazatelja kako trčanje utječe na brzinu. Ali postoje i drugi nedostaci takvog slijetanja. Dovoljno je mentalno povući ravnu liniju od očiju kormilara, koji sjedi na krmi, naprijed kroz gornju točku stabljike kako bi se uvjerio da mu predmeti na vodi ispred nisu vidljivi. Sa ovako lošim pogledom na kurs zabranjen je rad bilo kojeg plovila. Mogu se predložiti dva izlaza; stavite balast u pramac čamca ili ugradite mlaznicu na propeler.
Ako fabrike koje proizvode vanbrodske motore ovladaju proizvodnjom profilisanih mlaznica protiv trima, uštedjet će se mnogo benzina, a što je najvažnije, poboljšat će se uvjeti rada čamaca, povećati sigurnost plovidbe; u svakom slučaju, rizik od sudara sa plutajućim preprekama će se smanjiti.
Na stabilnost teretnog broda tokom kretanja uveliko utiče njegov utovar. Kontrola plovila je mnogo lakša kada nije do kraja napunjena. Plovilom bez tereta je lakše upravljati, ali budući da je propeler plovila blizu površine vode, pojačano je skretanje.
Prilikom prihvatanja tereta, a samim tim i povećanja gaza, brod postaje manje osjetljiv na interakciju vjetra i valova i stabilnije se drži kursa. Položaj trupa u odnosu na površinu vode također ovisi o opterećenju. (tj. brod se naginje ili trimuje)
Moment inercije mase broda ovisi o raspodjeli tereta duž dužine plovila u odnosu na vertikalnu os. Ako se najveći dio tereta koncentriše u krmenim skladišnim prostorima, moment inercije postaje veliki i brod postaje manje osjetljiv na ometajuće djelovanje vanjskih sila, tj. stabilniji na stazi, ali istovremeno i teži za dovođenje na stazu.
Poboljšanje agilnosti može se postići koncentriranjem najtežih tereta u sredini trupa, ali istovremeno pogoršanjem stabilnosti u vožnji.
Postavljanje tereta, posebno teških, na vrh uzrokuje kotrljanje plovila, što negativno utječe na stabilnost. Posebno, prisustvo vode ispod držača ima negativan uticaj na upravljivost. Ova voda će se kretati s jedne strane na drugu čak i uz otklon kormila.
Trim broda pogoršava aerodinamičnost trupa, smanjuje brzinu i dovodi do pomicanja točke primjene bočne hidrodinamičke sile na trup prema pramcu ili krmi, ovisno o razlici gaza. Učinak ovog pomaka je sličan promjeni dijametralne ravnine zbog promjene površine pramca ili krmene mrtve.
Trim na krmi pomiče centar hidrodinamičkog pritiska na krmu, povećava stabilnost kretanja na stazi i smanjuje agilnost. Naprotiv, trim na nosu, poboljšavajući agilnost, pogoršava stabilnost na stazi.
Prilikom trimovanja, efikasnost kormila može se pogoršati ili poboljšati. Prilikom trimovanja na krmu, težište se pomjera na krmu (Sl. 36, a), kormilarski moment i sam moment se smanjuju, agilnost se pogoršava, a stabilnost u vožnji povećava. Prilikom trimovanja na nosu, naprotiv, kada su „upravljačke sile“ i jednake, povećavaju se rame i moment, pa se agilnost poboljšava, ali stabilnost na stazi postaje lošija (Sl. 36, b).
S trimom na pramcu poboljšava se agilnost broda, povećava se stabilnost kretanja na nadolazećem valu, i obrnuto, na repnom valu pojavljuju se snažni udari krme. Osim toga, prilikom trimovanja na pramcu plovila, postoji želja da se izađe na vjetar u brzini naprijed i prestane se klanjati niz vjetar u brzini za vožnju unazad.
Kada je dotjeran do krme, brod postaje manje okretan. Na prednjem kursu, brod je stabilan na kursu, ali u nadolazećim talasima lako izmiče kurs.
Sa jakim trimom na krmi, plovilo ima želju da izdrži pramcem vjetar. U rikverc je brodom teško upravljati, stalno nastoji dovesti krmu na vjetar, posebno kada je bočna.
Sa blagim trimom na krmi, efikasnost propelera se povećava i većina brodova povećava brzinu. Međutim, daljnje povećanje trima dovodi do smanjenja brzine. Trim na nosu zbog povećanog otpora vode na kretanje, u pravilu, dovodi do gubitka brzine naprijed.
U praksi plovidbe, trim na krmi se ponekad posebno kreira prilikom vuče, prilikom plovidbe po ledu, kako bi se smanjila mogućnost oštećenja propelera i kormila, povećala stabilnost pri kretanju u smjeru valova i vjetra, a u drugim slučajevima .
Ponekad brod krene na putovanje, imajući neki spisak na bilo kojoj strani. Do kotrljanja mogu doći iz sljedećih razloga: nepravilna lokacija tereta, neravnomjerna potrošnja goriva i vode, nedostaci u dizajnu, bočni pritisak vjetra, gužva putnika na jednoj strani itd.
Sl.36 Efekat trima 37 Efekat kotrljanja
Roll ima različit uticaj na stabilnost posude sa jednim i dva rotora. Kada se nagiba, brod s jednim rotorom ne ide pravo, već ima tendenciju da skrene sa kursa u smjeru suprotnom od kotrljanja. To je zbog posebnosti raspodjele sila otpora vode na kretanje plovila.
Kada se plovilo s jednim rotorom kreće bez kotrljanja, dvije sile koje su jednake jedna drugoj po veličini i smjeru će odolijevati na jagodicama s obje strane (Sl. 37, a). Ako ove sile razložimo na komponente, tada će sile i biti usmjerene okomito na strane jagodičnih kostiju i one će biti jednake jedna drugoj. Dakle, brod će ići tačno na kurs.
Kada se posuda kotrlja preko površine "l" potopljene površine brade pete strane veća je od površine "p" brade podignute strane. Shodno tome, jagodična kost na petnoj strani će doživjeti veći otpor nadolazeće vode, a manji - jagodična kost podignute strane (Sl. 37, b)
U drugom slučaju, sile otpora vode i primijenjene na jednu i drugu jagodicu su paralelne jedna s drugom, ali različite po veličini (slika 37, b). Prilikom rastavljanja ovih sila prema pravilu paralelograma na komponente (tako da je jedna od njih paralelna, a druga okomita na stranu), pobrinut ćemo se da je komponenta okomita na stranu veća od odgovarajuće komponente suprotne strane .
Kao rezultat ovoga, može se zaključiti da pramac plovila sa jednim rotorom pri nagibu odstupa prema uzdignutoj strani (suprotno od pete), tj. u smjeru najmanjeg vodootpora. Stoga, da biste zadržali brod s jednim rotorom na kursu, morate pomaknuti kormilo u smjeru kotrljanja. Ako je kormilo u "ravnom" položaju na brodu s jednim rotorom s petom, brod će kružiti u smjeru suprotnom od kotrljanja. Posljedično, pri pravljenju okretaja, promjer cirkulacije se povećava u smjeru valjka, a smanjuje se u suprotnom smjeru.
Kod dvopužnih plovila odstupanje kursa je uzrokovano kombinovanim efektom nejednakog čeonog otpora vode kretanju trupa sa bokova plovila, kao i različitom veličinom utjecaja sila okretanja broda. lijeve i desne mašine u istom broju okretaja.
Kod broda bez kotrljanja, tačka primene sila otpora vode na kretanje je u dijametralnoj ravni, tako da otpor sa obe strane ima podjednako dejstvo na brod (vidi sl. 37, a). Osim toga, za plovilo bez kotrljanja, momenti okretanja u odnosu na težište plovila, stvoreni potiskom propelera i , su praktički isti, budući da su krakovi graničnika jednaki, a samim tim i .
Ako, na primjer, brod ima stalnu listu prema lijevoj strani, tada će se udubljenje desnog propelera smanjiti, a udubljenje propelera na desnoj strani će se povećati. Centar vodootpora kretanju će se pomjeriti prema petnoj strani i zauzeti poziciju (vidi sl. 37,b) na okomitoj ravni u odnosu na koju će djelovati potisnici s nejednakim rukama primjene. one. Onda< .
Uprkos činjenici da će desni vijak zbog manje dubine raditi manje efikasno od lijevog, međutim, s povećanjem ramena, ukupni moment okretanja s desne mašine postat će mnogo veći nego s lijeve, tj. Onda< .
Pod uticajem većeg momenta iz desnog vagona, brod će težiti da izbegne u levo, tj. nagnuta strana. S druge strane, povećanje otpora vode na kretanje plovila sa strane jagodičnih kostiju predodredit će želju da se posuda skrene u smjeru povećanog, tj. desno.
Ovi trenuci su uporedivi po veličini. Praksa pokazuje da svaki tip plovila, ovisno o različitim faktorima, pri nagibu odstupa u određenom smjeru. Osim toga, utvrđeno je da su vrijednosti evazivnih momenata vrlo male i da se lako mogu nadoknaditi pomicanjem kormila za 2-3° prema strani suprotnoj od strane izbjegavanja.
Koeficijent potpunosti pomaka. Njeno povećanje dovodi do smanjenja sile i smanjenja momenta prigušenja, a samim tim i do poboljšanja stabilnosti kursa.
Oblik krme. Oblik krme karakterizira površina krmenog razmaka (podrezivanja) krme (tj. površina koja dopunjuje krmu u pravougaonik)
Fig.38. Za određivanje područja krmenog podrezivanja:
a) hraniti se vanbrodskim ili poluvanbrodskim kormilom;
b) krma sa kormilom koji se nalazi iza stuba kormila
Područje je ograničeno krmenom okomicom, linijom kobilice (osnovna linija) i konturom krme (osjenčano na slici 38). Kao kriterij za obrezivanje krme možete koristiti koeficijent:
gdje je prosječna gaza, m.
Parametar je koeficijent potpunosti DP područja.
Konstruktivno povećanje područja udubljenja stražnjeg kraja za 2,5 puta može smanjiti promjer cirkulacije za 2 puta. Međutim, to će dramatično pogoršati stabilnost na stazi.
Područje kormila. Povećanje povećava bočnu silu kormila, ali istovremeno se povećava i efekat prigušenja kormila. U praksi se ispostavlja da povećanje područja kormila dovodi do poboljšanja agilnosti samo pri velikim uglovima pomaka.
Relativno izduženje volana. Povećanje njegove površine nepromijenjene dovodi do povećanja bočne sile volana, što dovodi do određenog poboljšanja agilnosti.
Lokacija kormila. Ako se kormilo nalazi u vijčanom mlazu, tada se brzina vode koja teče na kormilo povećava zbog dodatne brzine strujanja koju uzrokuje vijak, što osigurava značajno poboljšanje agilnosti. Ovaj efekat je posebno izražen na brodovima sa jednim rotorom u režimu ubrzanja, a kako se brzina približava stabilnoj vrednosti, ona se smanjuje.
Na brodovima s dva propelera, kormilo koje se nalazi u DP ima relativno nisku efikasnost. Ako su na takvim plovilima postavljene dvije lopatice kormila iza svakog propelera, tada se agilnost naglo povećava.
Utjecaj brzine broda na njegovo upravljanje čini se dvosmislenim. Hidrodinamičke sile i momenti na kormilu i trupu broda proporcionalni su kvadratu brzine nadolazećeg toka, dakle, kada se brod kreće ravnomjernom brzinom, bez obzira na njegovu apsolutnu vrijednost, omjeri između naznačenih sila i momenata ostati konstantan. Posljedično, pri različitim stalnim brzinama, putanje (pod istim uglovima kormila) zadržavaju svoj oblik i veličinu. Ova okolnost je više puta potvrđena prirodnim testovima. Uzdužna veličina cirkulacije (napredovanje) značajno ovisi o početnoj brzini kretanja (pri manevriranju iz male brzine istjecanje je 30% manje od istjecanja iz pune brzine). Stoga, da biste napravili skretanje u ograničenom akvatoriju u odsustvu vjetra i struje, preporučljivo je usporiti i skrenuti smanjenom brzinom prije početka manevra. Što je manja akvatorija u kojoj plovilo kruži, to bi trebala biti manja početna brzina njegovog toka. Ali ako se tijekom manevra promijeni brzina rotacije propelera, tada će se promijeniti brzina toka na kormilu koje se nalazi iza propelera. U ovom slučaju, trenutak koji stvara volan. On će se odmah promijeniti, a hidrodinamički moment na trupu broda će se polako mijenjati kako se mijenja brzina samog broda, pa će se dosadašnji odnos između ovih momenata privremeno narušiti, što će dovesti do promjene zakrivljenosti putanje. S povećanjem brzine rotacije vijka, zakrivljenost putanje se povećava (polumjer zakrivljenosti se smanjuje), i obrnuto. Kada se brzina broda poklopi sa brzinom nosa propelera, zakrivljenost putanje će se vratiti na prvobitnu vrijednost.
Sve navedeno važi za slučaj mirnog vremena. Ako je brod izložen vjetru određene jačine, tada u ovom slučaju upravljivost značajno ovisi o brzini plovila: što je brzina manja, to je veći utjecaj vjetra na upravljivost.
Kada iz nekog razloga nije moguće dopustiti povećanje brzine, ali je potrebno smanjiti kutnu brzinu okretanja, bolje je brzo smanjiti brzinu propulzora. Ovo je efikasnije od pomjeranja tijela upravljača na suprotnu stranu.
UVOD 2
1. KONCEPT UZDUŽNE STABILNOSTI BRODA.. 3
2. OBREŠAVANJE BRODOVA I UGAO TRIM.. 6
ZAKLJUČAK. 9
LITERATURA.. 10
UVOD
Stabilnost - sposobnost plutajućeg objekta da izdrži vanjske sile koje uzrokuju da se kotrlja ili trim i vrati u stanje ravnoteže nakon prestanka utjecaja vanjskih sila (spoljašnji udar može biti posljedica udarca talasa, naleta vjetra , promjena kursa itd.). Ovo je jedna od najvažnijih plovnih osobina plutajućeg plovila.
Granica stabilnosti je stepen zaštite plutajućeg plovila od prevrtanja.
U zavisnosti od ravni nagiba, razlikuju se poprečna stabilnost sa kotrljanjem i uzdužna stabilnost sa trimom. Što se tiče površinskih plovila, zbog izduženja oblika brodskog trupa, njegova uzdužna stabilnost je znatno veća od poprečne, stoga je za sigurnost plovidbe najvažnije osigurati odgovarajuću poprečnu stabilnost.
U zavisnosti od veličine nagiba, razlikuje se stabilnost pri malim uglovima nagiba (početna stabilnost) i stabilnost pri velikim uglovima nagiba.
U zavisnosti od prirode sila koje djeluju, razlikuju se statička i dinamička stabilnost.
Statička stabilnost – smatra se pod djelovanjem statičkih sila, odnosno primijenjena sila se ne mijenja po veličini.
Dinamička stabilnost – razmatra se pod dejstvom promenljivih (tj. dinamičkih) sila, kao što su vetar, morski talasi, kretanje tereta itd.
Najvažniji faktori koji utiču na stabilnost su lokacija težišta i težište plovila (CV).
1. KONCEPT UZDUŽNE STABILNOSTI BRODA
Stabilnost, koja se manifestuje uzdužnim nagibima plovila, odnosno trimom, naziva se uzdužni.
Unatoč činjenici da kutovi trima plovila rijetko dosežu 10 stupnjeva, a obično čine 2-3 stupnja, uzdužni nagib dovodi do značajnih linearnih trimova s velikom dužinom plovila. Dakle, za brod dužine 150 m, ugao nagiba je 1 stepen. odgovara linearnom trimu jednakom 2,67 m. S tim u vezi, u praksi upravljanja brodovima, pitanja vezana za trim su važnija od pitanja uzdužne stabilnosti, budući da je za vozila sa normalnim omjerima glavnih dimenzija, uzdužna stabilnost uvijek pozitivna .
Uz uzdužni nagib plovila pod uglom ψ oko poprečne ose, C.V. će se kretati od tačke C do tačke C1, a sila potpore, čiji je pravac normalan na trenutnu vodenu liniju, će delovati pod uglom ψ u odnosu na tačku C1. originalni pravac. Linije djelovanja prvobitnog i novog smjera sila potpore seku se u tački.
Točka presjeka linije djelovanja sila oslonca pri beskonačno malom nagibu u uzdužnoj ravni naziva se longitudinalni metacentar M.
Radijus zakrivljenosti krive pomaka C.V. u uzdužnoj ravni naziva se uzdužni metacentrični radijus R, koji je određen rastojanjem od longitudinalnog metacentra do C.V.
Formula za izračunavanje uzdužnog metacentričnog radijusa R slična je poprečnom metacentričnom radijusu;
gdje je IF moment inercije površine vodene linije u odnosu na poprečnu osu koja prolazi kroz njen C. T. (tačka F); V - volumetrijski pomak posude.
Uzdužni moment inercije površine vodene linije IF je mnogo veći od poprečnog momenta inercije IX. Stoga je uzdužni metacentrični radijus R uvijek mnogo veći od poprečnog r. Provizorno se smatra da je uzdužni metacentrični radijus R približno jednak dužini posude.
Osnovni stav stabilnosti je da je moment vraćanja moment para koji formiraju sila težine broda i sila oslonca. Kao što se može vidjeti sa slike, kao rezultat primjene vanjskog momenta koji djeluje u DP, tzv moment trimovanja Mdif, brod je dobio mali trim kut ψ. Istovremeno sa pojavom ugla trim-a nastaje povratni moment Mψ koji djeluje u smjeru suprotnom djelovanju trim momenta.
Uzdužni nagib broda će se nastaviti sve dok algebarski zbir oba momenta ne postane jednak nuli. Budući da oba momenta djeluju u suprotnim smjerovima, uvjet ravnoteže može se zapisati kao jednakost:
Mdif = Mψ.
Trenutak obnavljanja u ovom slučaju će biti:
Mψ = D" × GK1 (1)
gdje je GK1 rame ovog trenutka, tzv ramena uzdužne stabilnosti.
Iz pravouglog trougla G M K1 dobijamo:
GK1 = MG × sinψ = H × sinψ (2)
Vrijednost MG = H uključena u posljednji izraz određuje elevaciju uzdužnog metacentra iznad C.T. plovila i naziva se uzdužna metacentrična visina.
Zamjenom izraza (2) u formulu (1) dobijamo:
Mψ = D" × H × sinψ (3)
gdje je proizvod D "× H koeficijent uzdužne stabilnosti. Imajući na umu da je uzdužna metacentrična visina H = R - a, formula (3) može se napisati kao:
Mψ \u003d D "× (R - a) × sinψ (4)
gdje je a elevacija C. T. plovila iznad njegove C. V.
Formule (3), (4) su metacentrične formule za longitudinalnu stabilnost.
Zbog malog kuta trim u ovim formulama, umjesto sin ψ, možete zamijeniti ugao ψ (u radijanima), a zatim:
Mψ = D" × H × ψ ili Mψ = D" × (R - a) × ψ.
Budući da je vrijednost uzdužnog metacentričnog radijusa R višestruko veća od poprečnog r, uzdužna metacentrična visina H svakog broda je višestruko veća od poprečne h. stoga, ako je plovilu osigurana bočna stabilnost, onda je uzdužna stabilnost osigurana bez greške.
2. TRIM BROD I UGAO TRIM
U praksi izračunavanja nagiba plovila u uzdužnoj ravni, povezanih s određivanjem trima, umjesto kutnog trima uobičajeno je koristiti linearni trim čija se vrijednost određuje kao razlika gaza pramca i krme plovila, tj. d = TN - TC.
Trim se smatra pozitivnim ako je gaz broda veći na pramcu nego na krmi; trim krme se smatra negativnim. U većini slučajeva, brodovi plove s trimom do krme.
Pretpostavimo da je plovilo koje pluta na ravnoj kobilici uz vodenu liniju VL, pod utjecajem određenog trenutka, dobilo trim i njegova nova efektivna vodna linija zauzela je poziciju V1L1. Iz formule za trenutak obnavljanja imamo:
ψ \u003d Mψ / (D "× H).
Povučemo isprekidanu liniju AB, paralelnu sa VL, kroz tačku preseka zadnje okomice sa V1L1. Trim d - je određen krakom BE trougla ABE. Odavde:
tg ψ ≈ ψ = d / L
Upoređujući posljednja dva izraza, dobijamo:
d / L = Mψ / (D" × H), dakle Mψ = (d / L) × D" × H.
Razmotrite metode za određivanje gaza broda pod djelovanjem momenta trimiranja na njega, koji nastaje kao rezultat kretanja tereta u uzdužno-horizontalnom smjeru.
Pretpostavimo da se teret p pomiče duž broda za udaljenost lx. Kretanje tereta, kao što je već naznačeno, može se zamijeniti primjenom momenta par sila na brod. U našem slučaju, ovaj momenat će biti različit i jednak: Mdif = R × lx × cos ψ jednačina ravnoteže za uzdužno kretanje opterećenje (jednakost momenata rezanja i vraćanja) ima oblik:
P × lx × cosψ = D" × H × sinψ
odakle je tgψ = (P × lx) / (D" × H)
Budući da se nagibi malih brodova javljaju oko ose koja prolazi kroz C. T. F područja vodene linije, mogu se dobiti sljedeći izrazi za promjenu gaza naprijed i nazad:
Prema tome, gaz naprijed i nazad pri kretanju tereta duž broda će biti:
S obzirom da je tgψ = d/L i da je D" × H × sinψ = Mψ, možemo napisati:
gdje je T gaz broda kada se nalazi na ravnoj kobilici;
M1cm - trenutak koji skraćuje brod za 1 cm.
Vrijednost apscise XF nalazi se iz "krivulja elemenata teorijskog crteža", a potrebno je striktno voditi računa o znaku ispred XF: kada se tačka F nalazi ispred sredine broda, vrijednost od XF smatra se pozitivnim, a kada se tačka F nalazi iza sredine broda - negativnim.
Ruka lx se također smatra pozitivnim ako se teret nosi prema pramcu broda; pri prebacivanju tereta na krmu, rame lx se smatra negativnim.
ZAKLJUČAK
Stabilnost je jedna od najvažnijih plovnih osobina plutajućeg plovila. Što se tiče brodova, koristi se pojašnjavajuća karakteristika stabilnosti broda. Granica stabilnosti je stepen zaštite plutajućeg plovila od prevrtanja.
Spoljašnji uticaj može biti uzrokovan udarom talasa, naletom vjetra, promjenom kursa itd.
U praksi izračunavanja nagiba plovila u uzdužnoj ravnini, povezanih s određivanjem trima, umjesto kutnog trima uobičajeno je koristiti linearni trim.
BIBLIOGRAFIJA
1. I., A., S. Kontrola slijetanja, stabilnosti i naprezanja trupa broda: Proc. dodatak - Vladivostok, Moskovski državni univerzitet. adm. G. I. Nevelskoy, 2003. - 136 str.
2. N. Operativni proračuni plovnosti plovila - M.: Transport, 1990, 142s.
3. K., S. Opšti uređaj sudovi. - Lenjingrad: "Brodogradnja". - 1987. - 160s.
4. D. Teorija i uređenje plovila. - Udžbenik za riječne škole i tehničke škole. M.: Transport, 1992. - 248s.
5. D. Uređaj plovila: Udžbenik. - 5. izd., stereotip: - L.: Brodogradnja, 1989. - 344 str.