По принципу работы УК можно разделить на УК, воздействующие на амплитуды качки путем создания дополнительного демпфирующего момента, как это происходит у скуловых килей, и на УК, которые изменяют частотные свойства судна как колебательной системы, что реализуется пассивными и активными успокоительными цистернами. Бортовые управляемые рули являются активными УК, изменяющими демпфирующий момент, а носовые крылья для умерения продольной качки являются пассивными успокоителями аналогичными скуловым килям.
Скуловые кили представляют собой приваренные вдоль судна сплошные или перфорированные полосы (полособульб) суммарной площадью 3-6 % от площади КВЛ. В режиме резонанса (tк= tq)скуловые кили позволяют уменьшить амплитуды качки на 25-50%, а на регулярном волнении - на 20-25%. Скуловые кили подвержены обрыву в ледовых условиях и несколько ухудшают ходкость судна на тихой воде.
Пассивные цистерны представляют собой бортовые цистерны, частично заполненные водой и соединенные поперечным каналом. При определенном сочетании уровня их заполнения и размеров сечения соединительного канала масса воды в цистерне представляет самостоятельную колебательную систему, которая имеет собственную частоту колебаний, отличную от собственной частоты судна на бортовой качке. Таким образом, судно вместе с цистерной имеет уже другую собственную частоту ( nq =2p /tq ), а следовательно, его резонанс оказывается смещен относительно максимума спектра волнения и в штормовых условиях не реализуется.
Цистерны бывают нескольких видов. Цистерны Фрама 1-го рода настраивают в резонанс с частотой свободных колебаний суднаtq , умерение бортовой качки (на 15-20%) осуществляется за счет уменьшения остойчивости судна из-за влияния свободной поверхности жидкости в цистерне и за счет создания демпфирующего момента, вызванного сопротивлением соединительного канала. Если разница между частотой свободных колебаний судна с учетом цистерн и частотой максимума спектра углов волнового склона волнения более 30%, то цистерны Фрама 1-го рода следует отключить. Пассивные цистерны Фрама 2-го рода вместо соединительного канала сообщаются с забортной водой. Масса участвующей жидкости уменьшается на 30%. Они требуют дополнительного расхода топлива, поскольку рассеивают энергию, приобретенную ими при движении судна.
Цистерны типа "Флюм" со свободной поверхностью в соединительном канале, представляющем собой поперечную щель в корпусе, регулируются уровнем заполнения цистерн водой и имеют близкие показатели с цистернами Фрама 1-го рода.
Цистерны, основанные на уменьшении начальной остойчивости применяют на судах, у которых нарушается равенство собственной частоты и частоты максимума спектра углов волнового склона волнения. Собственная частота такой цистерны должна превышать собственную частоту бортовой качки судна примерно вдвое. Конструктивно они выполняются многоярусными, сообщающимися с забортной водой и т.д. При углах крена более 5° свободная поверхность резко сокращается, и остойчивость судна остается достаточной, а диаграмма статической остойчивости имеет S -образный характер.
Бортовые руля выполняются неубирающимися или убирающимися внутрь корпуса, поворачивающимися вокруг собственной оси для регулировки угла атаки и соответственно демпфирующего и стабилизирующего момента. Некоторые рули могут иметь поворотный закрылок. Для управления используется САУ. Их отличает высокая эффективность и высокая стоимость.
12. Влияние морского волнения на эксплуатацию судна. Способы избежания опасных режимов движения судна в шторм.
Морское волнение существенно осложняет эксплуатацию судна и создает условия, опасные для экипажа, грузов и судна в целом. Волнение выступает как процесс, осуществляющий с одной стороны силовое воздействие на судно и отдельные его части, и с другой - частотное явление, вызывающее динамические реакции судна как совокупности различных колебательных систем. Волнение воздействует на ходкость судна, работу гребного винта, прочность корпуса и вибрацию, вызывает различные виды качки, обуславливает такие явления как заливаемость, слеминг, брочинг, виппинг, морская болезнь и т.д. Волнение, выступая первопричиной качки судна, обуславливает смещение сыпучих грузов, срыв отдельных грузовых мест, нарушение режима работы главного двигателя, снижение скорости хода и экономических показателей рейса, опасные накренения судна и его динамическую остойчивость. Волнение влияет также на поворотливость и устойчивость судна на курсе и его рыскание. Кроме перечисленных обстоятельств, необходимо упомянуть о влиянии качки на работу судовых систем, механизмов, устройств, приборов и членов экипажа, на комфортабельность пассажирских судов.
Избавиться от перечисленных недостатков в эксплуатации судна полностью невозможно. Можно говорить об относительном улучшении поведения судна на волнении, которое возможно лишь в определенных пределах.
Необходимым условием обеспечения мореходности судна и безаварийной эксплуатации судна в шторм является предварительная оценка его мореходных качеств - остойчивости, ходкости, управляемости и мореходности на волнении (качки). Загрузка судна, размещение и крепление грузов должны быть проверены расчетным путем и соответствовать определенным известным нормам. Кроме того, безопасная эксплуатация судна в штормовых условиях может быть достигнута в результате грамотного судовождения, управления судном с учетом местных гидрометеоусловий и особенностей лоции данного района, а также рода перевозимого груза.
Для относительного улучшении мореходности судна в конкретном шторме возможно использование различных судоводительских приемов: регулирование скорости хода и курсового угла, применение различных способов штормования и разворота судна на волнении и при ветре.
Воздействие на амплитуды и частоты качки судна, а также на действующие ускорения и инерционные силы осуществляется использованием соответствующих штормовых диаграмм и расчетным путем. Обеспечение остойчивости судна с учетом его качки осуществляется расчетами остойчивости по Правилам Регистра РФ и специальным методикам и рекомендациям.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.