| КАЧКА судна | | Печать | |
|
сложное колебат. движение, к-рое судно может совершать как тв. тело при плавании на волнении или на тихой воде. В соответствии с присущими тв. телу 6 степенями свободы различают 6 видов колебаний. Три из них характеризуются появлением восстанавливающих усилий при отклонении судна от положения равновесия: вертикальная КАЧКА— постулат, колебания в верт. направлении (попеременное всплытие и погружение); килевая КАЧКА— вращат. колебания относительно поперечной гориз. оси судна (переменный дифферент); бортовая КАЧКА — вращат. колебания относительно продольной гориз. оси судна (переменный крен). Кроме того, судно может совершать поперечио-гориз. и продольно-гориз. постулат, колебания, а также вращат. колебания относительно верт. оси — рыскание. Последние 3 вида колебаний могут существовать только при наличии переменных во времени возмущающих сил и моментов. Восстанавливающих усилий эти колебания не вызывают. В реальных условиях разл. виды колебаний часто проявляются совместно. Сочетание поперечно-гориз. колебаний судна с борт, и верт. качкой называется поперечной КАЧКА. Она возникает при положении судна лагом к волнению. Сочетание продольно-гориз. колебаний с килевой и верт. качкой называется продольной КАЧКИ. Она наблюдается при положении судна вразрез волнению. При движении с произвольным курсовым углом относительно волн судно испытывает все виды КАЧКИ. КАЧКА судна — отрицат. явление, к-рое вызывает разл. нежелательные и даже опасные последствия: снижение остойчивости из-за ухудшения сопротивляемости судна действию кренящих моментов (может привести к опрокидыванию теми нагрузками, к-рые при отсутствии КАЧКА были бы безопасны); нарушение прочн. судна, его уст-в и механизмов из-за инерц. и др. перегрузок, ухудшение ходкости вследствие периодич. изменения формы погруженной в воду части корпуса и условий работы движителей и гл. двигателей; снижение непотопляемости при наличии повреждений в надв. борту; усиление заливаемости и забрызгивания палубы. КАЧКА судна влияет также на условия обитаемости и возможность эффективно использовать бортовые техн. средства. Амплитудой КАЧКИ называется наиб. отклонение судна от его сред. положения при одном колебании. Сумма 2 амплитуд следующих друг за другом колебаний называется размахом КАЧКИ. Период КАЧКА Т интервал времени между 2 последоват. наиб. отклонениями судна в одном и том же направлении. Частота КАЧКИ ω — величина, характеризующая повторяемость колебаний судна во времени. Она связана с периодом КАЧКИ соотношением ω = 2π/Т. Регулярной называется КАЧКА судна, при к-рой амплитуда (размах), период и частота неизменны во бремени. При нерегулярной КАЧКЕ они являются случайными величинами. Индивидуальные свойства КАЧКИ любого вида отражаются ее характеристиками. Принято говорить о хар-ках качки, отвечающих установившемуся процессу колебаний судна. КАЧКА судна, амплитуды к-рой невелики, считают умеренной в противоположность интенсивной КАЧКОЙ, происходящей с большими амплитудами. КАЧКУ называют плавной, если она происходит с достаточно большими периодами; при порывистой КАЧКЕ периоды колебаний малы, а возникающие ускорения значительны. Регулярную КАЧКУ характеризуют, как правило, 2 параметрами: амплитудой и периодом. Коэф. динамичности КАЧКИ (отношение амплитуды КАЧКИ к амплитуде волны) отражает реакцию судна на воздействие регулярных волн. При нерегулярной КАЧКЕ, вызываемой обычно ветровым волнением, мгновенные значения любой величины и, описывающей колебание судна на ветровом волнении и определяющей тот или иной вид качки, распределены по норм, закону. При оценке мореходности судов предполагают, что каждое из колебат. движений судна в одном направлении относительно его сред, положения имеет форму, близкую к гармонической, и не учитывают т. н. вторичные колебания процесса качки u(t). происходящие во время этого движения. При таком подходе для описания плотности вероятности амплитуд КАЧКИ u0 используется закон распределения Рэлея. Из этого закона следует, что сред, амплитуда качки u0= 1,25√Du амплитуда с обеспеченностью (вероятностью превышения) 3% u0,3%= 2,65√Du, где Du - дисперсия, характеризующая интенсивность качки. Соотношение между амплитудой с обеспеченностью р и величиной u0 может быть определено, как и аналогичное отношение высот воли, по заранее рассчитанной табл. При реализации процесса качки величина Du может быть определена обработкой статистич. данных; в случае расчета с целью прогнозирования параметров качки на трехмерном волнении величина Du определяется спектр, методом по ф-ле:
где |Φu| — модуль передаточной функции процесса КАЧКИ, равный отношению амплитуды колебаний судна к амплитуде волны на регулярном волнении с частотой ω; ωk = ω - (v/g) ω2 cosχ кажущаяся частота, v — скорость судна; g ускорение свободного падения; χ — курсовой угол; а угол распространения системы двухмерных нерегулярных волн; Sζ(ω, α) — энергетический спектр трехмерного волнения. Дисперсия n-й производной процесса качки |

