|
1. Способность судна, выведенного внеш. воздействием из положения равновесия, возвращаться в него после прекращения этого воздействия. Осн. хар-кой ОСТОЙЧИВОСТИ является восстанавливающий момент, к-рый должен быть достаточным для того, чтобы судно противостояло статич. или динам. (внезапному) действию кренящих и дифферентующих моментов, возникающих от смещения грузов, под воздействием ветра, волнения и по др. причинам. Кренящий (дифферентующий) и восстанавливающий моменты действуют в противоположных направлениях и при равновесном положении судна равны по абс. величине. Различают поперечную ОСТОЙЧИВОСТЬ, соответствующую наклонению судна поперечной плоскости (крену), и продольную ОСТОЙЧИВОСТЬ, в к-рой рассматриваются наклонения в продольной плоскости (дифферент). ОСТОЙЧИВОСТЬ судна при малых углах наклонения, когда восстанавливающий момент линейно зависит от угла крена ? или дифферента ?, называется начальной и характеризуется метацентрическими формулами ОСТОЙЧИВОСТИ: M? = ?Vh sin ? ? ?Vh?, M? = ?VH sin ? ? ?VH?, где ? — удельный вес воды; V — объемное водоизмещение судна; h, H — поперечная и продольная метацентрич. высота. Продольная метацентрич. высота неповрежденного водоизмещающего судна всегда существенно больше поперечной, поэтому углы дифферента обычно не превышают пределов, при к-рых справедлива ф-ла нач. ОСТОЙЧИВОСТИ (??10°), тогда как углы крена могут достигать значительно больших значений. При этом линейная зависимость между углом крена и восстанавливающим моментом нарушается и поперечная ОСТОЙЧИВОСТЬ на больших углах крена должна характеризоваться диаграммами остойчивости (статической и динамической). Величина М? может быть представлена в виде разнрсти 2 составляющих: М? = ?Vr sin ?— ?Va sin ?, где r— поперечный (малый) метацентрич. радиус; a = zg — zc — возвышение центра тяжести над центром величины судна. Первая составляющая, зависящая от формы обводов судна, называется ОСТОЙЧИВОСТЮ формы, вторая, определяемая положением ЦТ, называется ОСТОЙЧИВОСТЮ веса. Величина М?, кроме того, может зависеть от скорости судна и от наличия волнения. Поэтому различают ОСТОЙЧИВОСТЬ судна на тихой воде и ОСТОЙЧИВОСТЬ на волнении. ОСТОЙЧИВОСТЬ на тихой воде — способность судна противостоять внеш. моментам при отсутствии волнения Если судно не имеет хода, восстанавливающий момент полностью определяется распределением гидростат, давлений по корпусу судна. Наличие хода приводит к изменению восстанавливающего момента вследствие перераспределения давлений в жидкости, крое в зависимости от формы корпуса и скорости судна может приводить как к возрастанию, так и к уменьшению поперечной ОСТОЙЧИВОСТИ. Поэтому для высокоскоростных судов необходимо специально рассматривать ОСТОЙЧИВОСТЬ на ходу. ОСТОЙЧИВОСТЬ судна на волнении — способность судна противостоять внеш. кренящим нагрузкам в условиях волнения. В этом случае восстанавливающий момент при данном угле крена будет меняться во времени вследствие непрерывного изменения формы действующей ватерлинии и колебаний волновых нагрузок на корпусе судна. В условиях регулярного волнения восстанавливающий момент изменяется во времени по закону, близкому к гармоническому. При этом сред, значение момента, как правило, несколько отличается от значений момента, соотв. данному углу крена на тихой воде без хода. наиб. опасным является движение судна на попутных волнах, длина к-рых близка к длине судна. В этом случае при попадании судна на вершину волны возможно существ, уменьшение его ОСТОЙЧИВОСТИ (на подошве волны ОСТОЙЧИВОСТЬ возрастает), и, если судно имеет скорость, близкую к скорости распространения волн, оно будет длительное время иметь пониженную ОСТОЙЧИВОСТЬ. При этом внеш. кренящие моменты, не опасные в отношении ОСТОЙЧИВОСТИ судна на тихой воде, могут вызвать недопустимый крен и даже опрокидывание судна, находящегося на вершине волны. Это особенно опасно для сравнительно небольших судов (дл. 60—80 м), для к-рых восстанавливающий момент на вершине волны может быть значительно меньше, чем на тихой воде. При плавании судна на нерегулярном ветровом волнении восстанавливающий момент изменяется во времени случайным образом и оценка ОСТОЙЧИВОСТИ судна производится с позиций теории вероятностей. Для хар-ки динам. ОСТОЙЧИВОСТИ используется понятие об обеспеченности (вероятности превышения) динам. угла крена, к-рый может получить судно при действии заданной внеш. нагрузки, а также о вероятности его опрокидывания.
2. Один из разделов статики корабля, посвященный разработке методов определения восстанавливающих, кренящих и дифферентующих моментов, а также созданию и совершенствованию критериев и норм, повышающих безопасность судна против опрокидывания на тихой воде и на волнении. Родоначальником теории нач. ОСТОЙЧИВОСТИ следует считать Л. Эйлера, к-рый в 1749 г. в трактате "Корабельная наука" ввел понятие метацентра и дал метод расчета его положения по чертежу судна. В 1869 г. гл. кораблестроитель англ. флота Э. Дж. Рид в докладе "Об остойчивости монитора под парусами" впервые указал на необходимость оценки ОСТОЙЧИВОСТИ при больших углах крена и предложил диаграмму статич. остойчивости. В 1870 г. был опрокинут налетевшим шквалом броненосный корабль "Кэптейн". Гибель "Кэптейна" дала толчок к развитию теории ОСТОЙЧИВОСТИ, к-рая сформировалась в осн. к сер. XX в. Большую роль в разработке теории и создании критериев и норм ОСТОЙЧИВОСТИ сыграли сов. ученые: А. Н. Крылов, В. В. Семенов-Тян-Шанский, В. Г. Власов, С. Н. Благовещенский, В. В. Луговский. Осн. работы в этой обл. ведутся в направлении теорет. и эксперим. исследований ОСТОЙЧИВОСТИ на ходу и на волнении, а также совершенствования вероятностных методов оценки безопасности судов против опрокидывания.
|
