Машиностроение \ Теория и устройство судна

Загрузка судна и контроль остойчивости и прочности. Оценка мореходности судна. Ходкость судна. Управляемость и непотопляемость судна, страница 4

Считая, что наиболее неблагоприятной с точки зрения уменьшения остойчивости на попутном волнении длиной волны является , примем условие резонанса по бортовой качке в виде:

, где

Принимая диапазон изменения начальной метацентрической высоты от 0,0 до 1,5 (м), рассчитаем диаграмму для выбора безопасных скоростей судна на попутном волнении при :


0,1	52,7	28,8
0,2	37,2	25,9
0,3	30,4	23,7
0,4	26,3	21,9
0,5	23,6	20,3
0,6	21,5	18,8
0,7	19,9	17,5
0,8	18,6	16,2
0,9	17,6	15,0
1,0	16,7	13,9
1,1	15,9	12,9
1,2	15,2	11,8
1,3	14,6	10,9
1,4	14,1	9,9
1,5	13,6	9,0

Кроме того, рассчитаем неблагоприятные сочетания скорости судна и метацентрической высоты, при которых возможен параметрический резонанс. Условием для его возникновения будет:

Принимая диапазон изменения начальной метацентрической высоты от 0,0 до 1,5 (м), рассчитаем при :



0,05	74,5	22,4	25,9
0,1	52,7	19,0	21,9
0,15	43,0	16,3	18,8
0,2	37,2	14,0	16,2
0,25	33,3	12,1	13,9
0,3	30,4	10,3	11,8
0,35	28,2	8,6	9,9
0,4	26,3	7,1	8,2
0,45	24,8	5,6	6,5
0,5	23,6	4,3	4,9
0,55	22,5	3,0	3,4
0,6	21,5	1,7	2,0
0,65	20,7	0,5	0,6
>0,7		<0,0	<0,0

(Смотри приложение 3)

4.10 Определение условий возникновения резонанса по бортовой качке на нерегулярном волнении.

4.10.1

Определим начальную метацентрическую высоту, при которой у судна на волнении заданной интенсивности наступит резонанс по бортовой качке при движении с курсовым углом . Условие наступления резонанса – равенство кажущегося периода волнения собственному периоду бортовой качки:

, где

Откуда находим

, где - частота максимума спектра углов волнового склона при высоте волнения , - инерционный коэффициент. В качестве скорости хода приняли ее ожидаемое значение с учетом потерь на волнении

(см. пункт 5.1).

4.10.2

Определим расчетом скорость судна, при которой наступит резонанс по бортовой качке на нерегулярном волнении при загрузке судна со 100% запасов.

при

В то же время достижимая скорость судна на волнении равна 16,4 узлов (см. пункт 5.1), и, следовательно, резонанс по бортовой качке на нерегулярном волнении при данных значениях метацентрической высоты и курсового угла волнения может иметь место.

4.11 Оценка амплитуд бортовой качки судна на нерегулярном волнении.

В связи с величиной полученного значения , значение амплитуды бортовой качки на нерегулярном волнении, снимаемое с номограммы, будет ничтожно мало, поэтому дальнейшие расчеты в этом пункте не целесообразны.

4.12 Определение условий резонанса по килевой качке на встречном волнении.

Определим скорость движения судна на встречном волнении заданной интенсивности (), при которой будет наблюдаться резонанс по килевой качке из условия, что при этом число Фруда определяется по формуле:

Определяем кажущуюся частоту и кажущийся период волнения:

При - средний истинный период. При том, что период свободных килевых колебаний судна на тихой воде равен 7,3 (с), условие резонанса не соблюдается.

. При том, что период свободных килевых колебаний судна на тихой воде равен 7,1 (c) соответственно, условие резонанса не соблюдается.

4.13 Определение усилий, действующих на палубный груз при качке.

Контейнер массой 24 тонн расположен на крышке трюма №2. Центр тяжести груза в контейнере расположен на 0,5 высоты контейнера от его основания усилия от сил в найтовах 1 и 2 в процессе резонансной бортовой качки судна для случая загрузки судна на 100% запасов, при а1=60 и а2=70 градусов.

Определим смещающую силу:

и нормальную к палубе силу:

где, - собственная частота бортовой качки судна для 100% запасов (0,42 с), - резонансная амплитуда бортовой качки судна (7,9град), - аппликата (ордината) центра тяжести груза в контейнере относительно основной (диаметральной) плоскости судна (16,6 м и 6,4 м), - амплитуда орбитального движения судна при поперечной качке (1,4м) (равна полувысоте волны с обеспеченностью 0,1%).