განივი სტაბილურობა. გემის საწყისი სტაბილურობა გადაჭარბებული სტაბილურობა

გვერდითი მდგრადობის თეორიაში განიხილება გემის დახრილობები, რომლებიც წარმოიქმნება გემის შუა სიბრტყეში და გარე მომენტი, რომელსაც ეწოდება ქუსლის მომენტი, ასევე მოქმედებს შუა გემის სიბრტყეში.

ამ დროისთვის არ შემოიფარგლება გემის მცირე დახრილობით (ისინი განიხილება, როგორც განსაკუთრებული შემთხვევა განყოფილებაში „საწყისი სტაბილურობა“), განვიხილოთ გემის ქუსლების ზოგადი შემთხვევა დროში მუდმივი გარეგანი მოქმედების გამო. ქუსლის მომენტი. პრაქტიკაში, ასეთი ქუსლის მომენტი შეიძლება წარმოიშვას, მაგალითად, მუდმივი ქარის ძალის მოქმედებისგან, რომლის მიმართულება ემთხვევა გემის განივი სიბრტყეს - შუა გემის სიბრტყეს. ამ ქუსლის მომენტის გავლენით გემს აქვს მუდმივი გორვა მოპირდაპირე მხარეს, რომლის ღირებულება განისაზღვრება ქარის ძალით და გემის მხრიდან აღდგენის მომენტით.

გემის თეორიის ლიტერატურაში, ჩვეულებრივ, ფიგურაში გემის ორი პოზიციის ერთდროულად გაერთიანება - სწორი და ნაგლინი. დახრილი პოზიცია შეესაბამება წყლის ხაზის ახალ პოზიციას გემთან მიმართებაში, რომელიც შეესაბამება მუდმივ წყალქვეშა მოცულობას, თუმცა, ნაპირის ქვეშ მყოფი გემის წყალქვეშა ნაწილის ფორმას აღარ აქვს სიმეტრია: მარჯვენა მხარე უფრო მეტად არის ჩაძირული, ვიდრე პორტი. მხარე (ნახ. 1).

ყველა წყლის ხაზი, რომელიც შეესაბამება გემის გადაადგილების ერთ მნიშვნელობას (გემის მუდმივი წონის დროს) ე.წ. თანაბარი მოცულობა.

ყველა თანაბარი მოცულობის წყლის ხაზის ფიგურაში ზუსტი გამოსახულება დაკავშირებულია დიდ გამოთვლით სირთულეებთან. გემის თეორიაში არსებობს რამდენიმე მეთოდი თანაბარი მოცულობის წყლის ხაზების გრაფიკული წარმოდგენისთვის. ქუსლის ძალიან მცირე კუთხით (უსასრულოდ მცირე თანაბარი მოცულობის დახრილობით) შეიძლება გამოვიყენოთ დასკვნა ლ. ეილერის თეორემიდან, რომლის მიხედვითაც ორი თანაბარი მოცულობის წყლის ხაზი, რომლებიც განსხვავდება ქუსლის უსასრულოდ მცირე კუთხით, იკვეთება გამავალი სწორი ხაზის გასწვრივ. ტერიტორიის მათი საერთო სიმძიმის ცენტრის მეშვეობით (სასრული მიდრეკილებისთვის, ეს განცხადება კარგავს ძალას, ვინაიდან თითოეულ წყალსადენს აქვს ტერიტორიის საკუთარი სიმძიმის ცენტრი).

თუ უგულებელვყოფთ გემის წონისა და ჰიდროსტატიკური წნევის ძალების რეალურ განაწილებას, მათი მოქმედების ჩანაცვლებას კონცენტრირებული შედეგიანი ძალებით, მაშინ მივდივართ სქემამდე (ნახ. 1). გემის სიმძიმის ცენტრში გამოიყენება წონის ძალა, რომელიც მიმართულია ყველა შემთხვევაში წყლის ხაზის პერპენდიკულარულად. მის პარალელურად მოქმედებს ბორცვის ძალა, რომელიც გამოიყენება გემის წყალქვეშა მოცულობის ცენტრში - ე.წ. სიდიდის ცენტრი(წერტილი FROM).

გამომდინარე იქიდან, რომ ამ ძალების ქცევა (და წარმომავლობა) ერთმანეთზე არ არის დამოკიდებული, ისინი აღარ მოქმედებენ ერთი და იგივე ხაზის გასწვრივ, არამედ ქმნიან ძალების წყვილს მოქმედი წყლის ხაზის პარალელურად და პერპენდიკულარულად. V 1 L 1. რაც შეეხება წონის სიძლიერეს რშეგვიძლია ვთქვათ, რომ ის რჩება ვერტიკალურად და წყლის ზედაპირზე პერპენდიკულარულად, ხოლო ქუსლიანი ჭურჭელი გადახრის ვერტიკალს და მხოლოდ ფიგურის პირობითობა მოითხოვს, რომ წონის ძალის ვექტორი გადახრილი იყოს დიამეტრული სიბრტყიდან. ამ მიდგომის სპეციფიკის გაგება ადვილია, თუ წარმოვიდგენთ სიტუაციას გემზე დამონტაჟებული ვიდეოკამერით, რომელიც ეკრანზე აჩვენებს ზღვის ზედაპირს დახრილი კუთხით, რომელიც ტოლია გემის ბრუნვის კუთხით.

შედეგად მიღებული ძალების წყვილი ქმნის მომენტს, რომელსაც ჩვეულებრივ უწოდებენ აღდგენის მომენტი. ეს მომენტი ეწინააღმდეგება ქუსლის გარეგნულ მომენტს და არის სტაბილურობის თეორიის ყურადღების მთავარი ობიექტი.

აღდგენის მომენტის მნიშვნელობა შეიძლება გამოითვალოს ფორმულით (როგორც ძალების ნებისმიერი წყვილისთვის), როგორც ერთი (ორივე) ძალის ნამრავლი და მათ შორის მანძილი, ე.წ. სტატიკური სტაბილურობის მხრები:

ფორმულა (1) მიუთითებს, რომ მხრებიც და თავად მომენტიც დამოკიდებულია გემის მობრუნების კუთხეზე, ე.ი. არის ცვლადი (როლის გაგებით) სიდიდეები.

თუმცა, არა ყველა შემთხვევაში აღდგენის მომენტის მიმართულება შეესაბამება ნახ.1 სურათს.

თუ სიმძიმის ცენტრი (გემის სიმაღლეზე საქონლის განლაგების თავისებურებების შედეგად, მაგალითად, გემბანზე ტვირთის გადაჭარბებით) საკმაოდ მაღალია, მაშინ შეიძლება შეიქმნას სიტუაცია, როდესაც წონის ძალა არის დამხმარე ძალების მოქმედების ხაზის მარჯვნივ. მაშინ მათი მომენტი იმოქმედებს საპირისპირო მიმართულებით და ხელს შეუწყობს ჭურჭლის დახუნძულობას. გარეგანი ქუსლის მომენტთან ერთად ისინი ჭურჭელს ჩაახშობენ, რადგან სხვა დაპირისპირებული მომენტები აღარ არსებობს.

გასაგებია, რომ ამ შემთხვევაში ეს სიტუაცია მიუღებლად უნდა შეფასდეს, ვინაიდან გემს არ გააჩნია სტაბილურობა. შესაბამისად, სიმძიმის ცენტრის მაღალი პოზიციით, გემმა შეიძლება დაკარგოს ეს მნიშვნელოვანი ზღვაოსანობა - სტაბილურობა.

გადაადგილების გემებზე გემის სტაბილურობაზე გავლენის მოხდენის, მისი „კონტროლის“ უნარი ნავიგატორს ეძლევა მხოლოდ ტვირთისა და რეზერვების რაციონალური განთავსებით გემის სიმაღლეზე, რაც განსაზღვრავს გემის სიმძიმის ცენტრის პოზიციას. როგორც არ უნდა იყოს, ეკიპაჟის წევრების გავლენა სიდიდის ცენტრის პოზიციაზე გამორიცხულია, რადგან ეს ასოცირდება კორპუსის წყალქვეშა ნაწილის ფორმასთან, რომელიც (გემის მუდმივი გადაადგილებითა და წევით) არის უცვლელი და ჭურჭლის როლის არსებობისას ის იცვლება ადამიანის ჩარევის გარეშე და დამოკიდებულია მხოლოდ ნაკადზე. ადამიანის გავლენა კორპუსის ფორმაზე მთავრდება გემის დიზაინის ეტაპზე.

ამრიგად, სიმძიმის ცენტრის პოზიცია სიმაღლეში, რაც ძალზე მნიშვნელოვანია გემის უსაფრთხოებისთვის, ეკიპაჟის „გავლენის სფეროშია“ და საჭიროებს მუდმივ მონიტორინგს სპეციალური გათვლებით.

გემის „პოზიტიური“ მდგრადობის საანგარიშო კონტროლისთვის გამოიყენება მეტაცენტრის და საწყისი მეტაცენტრული სიმაღლის კონცეფცია.

განივი მეტაცენტრიარის წერტილი, რომელიც წარმოადგენს ტრაექტორიის გამრუდების ცენტრს, რომლის გასწვრივ მოძრაობს სიდიდის ცენტრი, როდესაც ჭურჭელი ტრიალებს.

შესაბამისად, მეტაცენტრი (ისევე როგორც სიდიდის ცენტრი) არის სპეციფიკური წერტილი, რომლის ქცევას ექსკლუზიურად განსაზღვრავს მხოლოდ წყალქვეშა ნაწილში ჭურჭლის ფორმის გეომეტრია და მისი ნაკადი.

მეტაცენტრის პოზიცია, რომელიც შეესაბამება გემის გორგოლაჭის გარეშე დაშვებას, ჩვეულებრივ ე.წ. საწყისი განივი მეტაცენტრი.

მანძილი გემის სიმძიმის ცენტრსა და საწყის მეტაცენტრს შორის კონკრეტული დატვირთვის ვარიანტში, რომელიც იზომება ცენტრალურ ხაზში (DP), ე.წ. საწყისი განივი მეტაცენტრული სიმაღლე.

ნახაზი გვიჩვენებს, რომ რაც უფრო დაბალია სიმძიმის ცენტრი მუდმივ (მოცემული მონახაზისთვის) საწყის მეტაცენტრთან მიმართებაში, მით მეტია გემის მეტაცენტრული სიმაღლე, ე.ი. რაც უფრო დიდია აღდგენის მომენტისა და თავად ამ მომენტის მხრები.

ამრიგად, მეტაცენტრული სიმაღლე არის მნიშვნელოვანი მახასიათებელი, რომელიც ემსახურება გემის სტაბილურობის კონტროლს. და რაც უფრო დიდია მისი მნიშვნელობა, მით უფრო დიდი იქნება იმავე რულონის კუთხეების აღდგენის მომენტის მნიშვნელობა, ე.ი. გემის წინააღმდეგობა ქუსლზე.

გემის პატარა ქუსლებით, მეტაცენტრი დაახლოებით განლაგებულია საწყისი მეტაცენტრის ადგილზე, რადგან სიდიდის ცენტრის ტრაექტორია (პუნქტები FROM) ახლოს არის წრესთან და მისი რადიუსი მუდმივია. სასარგებლო ფორმულა გამოდის სამკუთხედიდან, რომელსაც აქვს წვერო მეტაცენტრში, რომელიც მოქმედებს მცირე ნაპირის კუთხეებისთვის ( θ <10 0 ÷12 0):

სად არის როლის კუთხე θ უნდა იქნას გამოყენებული რადიანებში.

გამონათქვამებიდან (1) და (2) ადვილია გამოთქმის მიღება:

რაც გვიჩვენებს, რომ სტატიკური სტაბილურობის მკლავი და მეტაცენტრული სიმაღლე არ არის დამოკიდებული გემის წონაზე და მის გადაადგილებაზე, მაგრამ არის სტაბილურობის უნივერსალური მახასიათებლები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა ტიპის და ზომის გემების სტაბილურობის შესადარებლად.

ასე რომ, მაღალი სიმძიმის ცენტრის გემებისთვის (ხის გადამზიდავი), საწყისი მეტაცენტრული სიმაღლე იღებს მნიშვნელობებს სთ 0≈ 0 - 0.30 მ, მშრალი სატვირთო გემებისთვის სთ 0≈ 0 - 1.20 მ, ნაყარი გადამზიდავებისთვის, ყინულმჭრელი, ბუქსირებისთვის სთ 0> 1,5 ÷ 4,0 მ.

თუმცა, მეტაცენტრულმა სიმაღლემ არ უნდა მიიღოს უარყოფითი მნიშვნელობები. ფორმულა (1) საშუალებას გვაძლევს გამოვიტანოთ სხვა მნიშვნელოვანი დასკვნები: ვინაიდან აღდგენის მომენტის სიდიდის რიგი განისაზღვრება ძირითადად გემის გადაადგილებით. რ, მაშინ სტატიკური სტაბილურობის მკლავი არის „საკონტროლო ცვლადი“, რომელიც გავლენას ახდენს ბრუნვის ცვლილების დიაპაზონზე მ ინამ გადაადგილებისთვის. და ოდნავი ცვლილებისგან l(θ)მის გამოთვლაში უზუსტობის ან საწყის ინფორმაციაში შეცდომის გამო (გემის ნახაზებიდან აღებული მონაცემები, ან გემზე გაზომილი პარამეტრები), მომენტის სიდიდე მნიშვნელოვნად არის დამოკიდებული. მ ინ, რომელიც განსაზღვრავს ჭურჭლის უნარს გაუძლოს მიდრეკილებებს, ე.ი. მისი სტაბილურობის განსაზღვრა.

Ამგვარად, საწყისი მეტაცენტრული სიმაღლე უნივერსალური სტაბილურობის მახასიათებლის როლს ასრულებს, რაც შესაძლებელს ხდის ვიმსჯელოთ მისი არსებობისა და სიდიდის განურჩევლად გემის ზომისა.

თუ ქუსლის დიდი კუთხით სტაბილურობის მექანიზმს მივყვებით, მაშინ გამოჩნდება აღდგენის მომენტის ახალი თვისებები.

გემის თვითნებური განივი დახრილობით, სიდიდის ცენტრის ტრაექტორიის გამრუდება FROMცვლილებები. ეს ტრაექტორია აღარ არის მრგვალი მუდმივი რადიუსის მქონე წრე, არამედ არის ერთგვარი ბრტყელი მრუდი, რომელსაც აქვს გამრუდების სხვადასხვა მნიშვნელობები და გამრუდების რადიუსი მის თითოეულ წერტილში. როგორც წესი, ეს რადიუსი მატულობს გემის გორვაში და განივი მეტაცენტრი (როგორც ამ რადიუსის დასაწყისი) ტოვებს დიამეტრულ სიბრტყეს და მოძრაობს მისი ტრაექტორიის გასწვრივ, აკონტროლებს სიდიდის ცენტრის მოძრაობას გემის წყალქვეშა ნაწილში. . ამ შემთხვევაში, რა თქმა უნდა, მეტაცენტრული სიმაღლის კონცეფცია გამოუსადეგარი ხდება და მხოლოდ აღდგენის მომენტი (და მისი მხრები) ლ(θ)) რჩება გემის სტაბილურობის ერთადერთ მახასიათებლებად მაღალ დახრილობაზე.

თუმცა, ამავდროულად, საწყისი მეტაცენტრული სიმაღლე არ კარგავს თავის როლს, როგორც მთლიანი გემის სტაბილურობის ფუნდამენტური საწყისი მახასიათებელი, რადგან აღდგენის მომენტის სიდიდის რიგი დამოკიდებულია მის მნიშვნელობაზე, როგორც გარკვეულზე. „მასშტაბის ფაქტორი“, ე.ი. რჩება მისი არაპირდაპირი გავლენა გემის სტაბილურობაზე ქუსლის დიდი კუთხით.

ასე რომ, გემის სტაბილურობის გასაკონტროლებლად, ჩატვირთვამდე, აუცილებელია პირველ ეტაპზე შეფასდეს საწყისი განივი მეტაცენტრული სიმაღლის მნიშვნელობა. სთ 0გამოთქმის გამოყენებით:

სადაც z G და z M 0 არის სიმძიმის ცენტრის და საწყისი განივი მეტაცენტრის აპლიკაციები, შესაბამისად, დათვლილი ძირითადი სიბრტყიდან, რომელშიც მდებარეობს გემთან დაკავშირებული OXYZ კოორდინატთა სისტემის საწყისი (ნახ. 3).

გამოთქმა (4) ერთდროულად ასახავს ნავიგატორის მონაწილეობის ხარისხს სტაბილურობის უზრუნველყოფაში. გემის სიმძიმის ცენტრის სიმაღლეში პოზიციის შერჩევით და კონტროლით, ეკიპაჟი უზრუნველყოფს გემის სტაბილურობას და ყველა გეომეტრიულ მახასიათებელს, კერძოდ, Z M 0, დიზაინერმა უნდა მოგვაწოდოს გრაფიკების სახით დ დასახლებიდან, ე.წ თეორიული ნახაზის მრუდი ელემენტები.

გემის მდგრადობის შემდგომი კონტროლი ხორციელდება გადაზიდვების საზღვაო რეესტრის (RS) მეთოდოლოგიით ან საერთაშორისო საზღვაო ორგანიზაციის (IMO) მეთოდოლოგიით.

აღდგენის მომენტის მკლავი ლდა მომენტი მ ინაქვს გეომეტრიული ინტერპრეტაცია სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამის (DSD) სახით (ნახ.4). DSO არის აღდგენის მომენტის მხრის გრაფიკული დამოკიდებულება ლ(θ) ან იმ მომენტშიმ ინ (θ) ქუსლის კუთხიდან θ .

ეს გრაფიკი, როგორც წესი, გამოსახულია მხოლოდ გემის მარჯვენა მხარეს გადახვევისთვის, რადგან სიმეტრიული გემისთვის პორტის სიის მთლიანი სურათი განსხვავდება მხოლოდ მომენტის ნიშნით. მ ინ (θ).

DSO-ს მნიშვნელობა სტაბილურობის თეორიაში ძალიან დიდია: ეს არ არის მხოლოდ გრაფიკული დამოკიდებულება მ ინ(θ); DSO შეიცავს ამომწურავ ინფორმაციას გემის დატვირთვის სტატუსზე სტაბილურობის თვალსაზრისით. გემის DSO საშუალებას გაძლევთ გადაჭრას მრავალი პრაქტიკული პრობლემა ამ მოგზაურობაში და არის საანგარიშო დოკუმენტი გემის დატვირთვის დაწყების და მოგზაურობაზე გაგზავნის შესაძლებლობის შესახებ.

DSO-ს თვისებები შემდეგია:

კონკრეტული გემის DSO დამოკიდებულია მხოლოდ გემის სიმძიმის ცენტრის შედარებით პოზიციაზე გდა საწყისი განივი მეტაცენტრი მ(ან მეტაცენტრული სიმაღლის მნიშვნელობა სთ 0) და გადაადგილება რ(ან მონახაზი დ იხ) და ითვალისწინებს თხევადი ტვირთების და მარაგების არსებობას სპეციალური ცვლილებების დახმარებით,
კონკრეტული გემის კორპუსის ფორმა ნაჩვენებია DSO-ში მხარზე ლ (θ), მკაცრად დაკავშირებულია კორპუსის კონტურების ფორმასთან , რომელიც ასახავს სიდიდის ცენტრის გადაადგილებას FROMიმ მხარისკენ, რომელიც წყალში შედის, როცა გემი ქუსლზეა.
მეტაცენტრული სიმაღლე სთ 0, გამოითვლება თხევადი ტვირთების და რეზერვების გავლენის გათვალისწინებით (იხ. ქვემოთ), ჩნდება DSO-ზე, როგორც ტანგენსი ტანგენსის ტანგენსი DSO-ზე იმ წერტილში. θ = 0, ანუ:

DSO-ს კონსტრუქციის სისწორის დასადასტურებლად მასზე კეთდება კონსტრუქცია: კუთხე გვერდით დგას θ \u003d 1 რად (57.3 0) და ააგეთ სამკუთხედი ჰიპოტენუზაზე ტანგენტით DSO-ზე θ = 0 და ჰორიზონტალური ფეხი θ = 57.3 0. ვერტიკალური (საპირისპირო) ფეხი უნდა იყოს მეტაცენტრული სიმაღლის ტოლი სთ 0ღერძის მასშტაბი ლ(მ).

არცერთ ქმედებას არ შეუძლია შეცვალოს DSO ტიპის, გარდა საწყისი პარამეტრების მნიშვნელობების შეცვლისა სთ 0და რ, ვინაიდან DSO გარკვეულწილად ასახავს გემის კორპუსის უცვლელ ფორმას ღირებულებით ლ (θ);
მეტაცენტრული სიმაღლე სთ 0რეალურად განსაზღვრავს DSO-ს ტიპსა და მოცულობას.

ბანკის კუთხე θ = θ 3, რომლის დროსაც DSO გრაფიკი კვეთს აბსცისის ღერძს, ეწოდება DSO-ს მზის ჩასვლის კუთხე. მზის ჩასვლის კუთხე θ 3განსაზღვრავს მხოლოდ ქუსლის კუთხის მნიშვნელობას, რომლის დროსაც წონის ძალა და წევის ძალა იმოქმედებს ერთი სწორი ხაზის გასწვრივ და ლ(θ 3) = 0. განსაჯეთ ჭურჭლის გადახვევა ქუსლის დადგომისას

θ = θ 3არ იქნება მართალი, რადგან გემის დაბრუნება გაცილებით ადრე იწყება - DSO-ს მაქსიმალური წერტილის დაძლევიდან მალევე. DSO მაქსიმალური წერტილი ( ლ = ლ m (θ m)) მიუთითებს მხოლოდ წონის ძალის მაქსიმალურ ამოღებაზე საყრდენი ძალიდან. თუმცა, მაქსიმალური ბერკეტი მე ვარდა მაქსიმალური კუთხე θmარის მნიშვნელოვანი ღირებულებები სტაბილურობის კონტროლში და ექვემდებარება შემოწმებას შესაბამის სტანდარტებთან შესაბამისობაში.

DSO საშუალებას გაძლევთ გადაჭრათ გემის სტატიკის მრავალი პრობლემა, მაგალითად, დაადგინოთ გემის ქუსლის სტატიკური კუთხე მუდმივი (გემის გორგოლაჭისგან დამოუკიდებლად) ქუსლის მომენტის მოქმედებით. მ კრ= კონსტ. ქუსლის ეს კუთხე შეიძლება განისაზღვროს ქუსლისა და გასწორების მომენტების თანაბარი მდგომარეობიდან M in (θ) = მ კრ. პრაქტიკაში ეს პრობლემა წყდება როგორც ორივე მომენტის გრაფიკის გადაკვეთის წერტილის აბსცისის პოვნის პრობლემა.

სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამა ასახავს გემის უნარს შექმნას გასწორების მომენტი, როდესაც ჭურჭელი დახრილია. მის გარეგნობას აქვს მკაცრად სპეციფიკური ხასიათი, რომელიც შეესაბამება გემის დატვირთვის პარამეტრებს მხოლოდ ამ მოგზაურობაში ( რ = რმე , თ 0 = თ 0 მე). ნავიგატორი, რომელიც მონაწილეობს გემზე დატვირთვის მოგზაურობის დაგეგმვაში და სტაბილურობის გამოთვლებში, ვალდებულია ააგოს სპეციფიკური DSS გემის ორი მდგომარეობისთვის მომავალ მოგზაურობაზე: ტვირთის საწყისი პოზიციით უცვლელი და 100% და 10% გემების მაღაზიები.

იმისათვის, რომ შეძლოს სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამების აგება გადაადგილებისა და მეტაცენტრული სიმაღლის სხვადასხვა კომბინაციებისთვის, ის იყენებს დამხმარე გრაფიკულ მასალებს, რომლებიც ხელმისაწვდომია გემის დოკუმენტაციაში ამ გემის პროექტისთვის, მაგალითად, პანტოკარენსი, ან უნივერსალური სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამა.

პანტოკარენი გემს აწვდის დიზაინერი, როგორც კაპიტნის სტაბილურობისა და სიძლიერის ინფორმაციის ნაწილი. არის მოცემული გემის უნივერსალური გრაფიკები, რომლებიც ასახავს მისი კორპუსის ფორმას მდგრადობის თვალსაზრისით.

პანტოკარენი (ნახ. 6) ნაჩვენებია გრაფიკების სერიის სახით (ქუსლის სხვადასხვა კუთხით (θ = 10,20,30,….70˚)) ჭურჭლის წონაზე (ან მის ნაკადზე) ჭურჭლის ზოგიერთი ნაწილის მიხედვით. სტატიკური სტაბილურობის მკლავი, რომელსაც ეწოდება სტაბილურობის მკლავი - ლვ(რ, θ ).

ფორმის მხრის მანძილი არის მანძილი, რომლითაც ამოძრავებს ბუასილის ძალა საწყისი სიდიდის ცენტრთან შედარებით. C ოროდესაც ჭურჭელი გორავს (სურ. 7). ნათელია, რომ სიდიდის ცენტრის ეს გადაადგილება დაკავშირებულია მხოლოდ კორპუსის ფორმასთან და არ არის დამოკიდებული სიმძიმის ცენტრის სიმაღლეზე. მხრის ფორმის მნიშვნელობების ნაკრები ქუსლის სხვადასხვა კუთხით (სპეციფიკური გემის წონისთვის P=Pმე) ამოღებულია პანტოკარენის სქემებიდან (სურ. 6).

სტაბილურობის მხრების დასადგენად ლ(θ) და ავაშენოთ სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამა მომავალ მოგზაურობაში, აუცილებელია ფორმის მკლავების შევსება წონის მკლავებით მე შიგნითრომელთა გამოთვლა მარტივია:

შემდეგ მომავალი DSO-ს ორდინატები მიიღება გამონათქვამით:

ორი დატვირთვის მდგომარეობის გამოთვლების შესრულებისას ( R აპლიკაცია.\u003d 100% და 10%), ორი DSO აგებულია ცარიელ ფორმაზე, რაც ახასიათებს გემის სტაბილურობას ამ მოგზაურობაში. რჩება სტაბილურობის პარამეტრების შემოწმება საზღვაო გემების სტაბილურობის ეროვნულ ან საერთაშორისო სტანდარტებთან მათი შესაბამისობისთვის.

არსებობს DSS-ის აგების მეორე გზა, მოცემული გემის უნივერსალური DSS-ის გამოყენებით (დამოკიდებულია გემზე კონკრეტული დამხმარე მასალების ხელმისაწვდომობაზე).

უნივერსალური DSO(ნახ. 6a) აერთიანებს გარდაქმნილ პანტოკარენებს, რათა დადგინდეს ლვდა მხრების წონის გრაფიკები ლin(θ). გრაფიკული დამოკიდებულებების ხედვის გასამარტივებლად ლin(θ) (იხ. ფორმულა (6)) საჭირო იყო ცვლადის ცვლილება ქ = ცოდვა θ , რის შედეგადაც წარმოიქმნება სინუსოიდური მოსახვევები ლin(θ) გარდაიქმნება სწორ ხაზებად ლin (ქ(θ)). მაგრამ ამისათვის საჭირო იყო არათანაბარი (სინუსოიდური) მასშტაბის მიღება x-ღერძის გასწვრივ. θ .

გემის დიზაინერის მიერ წარმოდგენილ უნივერსალურ DSO-ზე, არსებობს ორივე ტიპის გრაფიკული დამოკიდებულება - ლ ვ (Р,θ) და მე შიგნით (z G ,θ). x ღერძის ცვლილების გამო მხრის ფორმის გრაფიკები ლ ვაღარ ჰგავს პანტოკარენებს, თუმცა ისინი შეიცავს იმავე რაოდენობის ინფორმაციას სხეულის ფორმის შესახებ, როგორც პანტოკარენებს.

უნივერსალური DSO-ს გამოსაყენებლად აუცილებელია მრიცხველის გამოყენება დიაგრამიდან მოსაშორებლად ვერტიკალური მანძილების მოსაშორებლად. ლ ვ (θ, P *)და მრუდი მე შიგნით (θ, z G *)გემის ქუსლის კუთხის რამდენიმე მნიშვნელობისთვის θ = 10, 20, 30, 40 ... 70 0, რაც შეესაბამება ფორმულის გამოყენებას (6a). და შემდეგ, სუფთა DSO ფორმაზე, ააგეთ ეს მნიშვნელობები, როგორც მომავალი DSO-ის ორდინატები და დააკავშირეთ წერტილები გლუვი ხაზით (DSO-ზე გორგოლაჭების კუთხეების ღერძი ახლა აღებულია ერთიანი მასშტაბით).

ორივე შემთხვევაში, როგორც პანტოკარენის გამოყენებისას, ასევე უნივერსალური DSO-ს გამოყენებისას, საბოლოო DSO უნდა იყოს იგივე.

უნივერსალურ DSO-ზე ზოგჯერ არის მეტაცენტრული სიმაღლის დამხმარე ღერძი (მარჯვნივ), რაც ხელს უწყობს კონკრეტული სწორი ხაზის აგებას მნიშვნელობით. z G * :მეტაცენტრული სიმაღლის გარკვეული მნიშვნელობის შესაბამისი სთ 0 * ,იმიტომ რომ

ახლა მივმართოთ გემის სიმძიმის ცენტრის კოორდინატების განსაზღვრის მეთოდს XGდა ზ გ. გემის სტაბილურობის შესახებ ინფორმაციაში ყოველთვის შეგიძლიათ იპოვოთ ცარიელი გემის აბსცისის სიმძიმის ცენტრის კოორდინატები. xG0და ორდინატი z G 0.

გემის წონის პროდუქტებს და სიმძიმის ცენტრის შესაბამის კოორდინატებს გემის გადაადგილების სტატიკური მომენტები ეწოდება.შუა გემის თვითმფრინავთან შედარებით ( M x) და მთავარი თვითმფრინავი ( მზ); ცარიელი გემისთვის გვაქვს:

დატვირთული გემისთვის, ეს რაოდენობა შეიძლება გამოითვალოს შესაბამისი სტატიკური მომენტების შეჯამებით ყველა ტვირთისთვის, სატანკო საცავებისთვის, ბალასტის ავზებში და ცარიელი გემისთვის:

სტატიკური მომენტისთვის მზაუცილებელია სპეციალური დადებითი შესწორების დამატება, გემის სატანკო ცხრილებში არსებული თხევადი ტვირთის, მაღაზიებისა და ბალასტის თავისუფალი ზედაპირების საშიში ეფექტის გათვალისწინებით, ∆Mჟ:

ეს კორექტირება ხელოვნურად ზრდის სტატიკური მომენტის მნიშვნელობას, რათა მივიღოთ მეტაცენტრული სიმაღლის ყველაზე ცუდი მნიშვნელობები, რითაც გაანგარიშება ხორციელდება უსაფრთხოების ზღვრით.

ახლა სტატიკური მომენტების გაზიარება M Xდა M Z სწორიაამ მოგზაურობაში გემის მთლიანი წონისთვის, ჩვენ ვიღებთ გემის სიმძიმის ცენტრის კოორდინატებს სიგრძის გასწვრივ ( XG) და გამოსწორდა ( Z G სწორია), რომელიც შემდეგ გამოიყენება შესწორებული მეტაცენტრული სიმაღლის გამოსათვლელად h 0 სწორია:

შემდეგ კი DSO-ის აგება. Z mo (d) მნიშვნელობა აღებულია თეორიული ნახაზის მრუდი ელემენტებიდან კონკრეტული საშუალო მონახაზისთვის.

სტაბილურობა არის წონასწორული პოზიციიდან გადახრილი გემის უნარი დაბრუნდეს მასში გადახრის გამომწვევი ძალების შეწყვეტის შემდეგ.

გემის დახრილობა შეიძლება წარმოიშვას შემხვედრი ტალღების მოქმედებით, ხვრელების დროს კუპეების ასიმეტრიული დატბორვის გამო, საქონლის გადაადგილებიდან, ქარის წნევით, საქონლის მიღების ან დახარჯვის გამო.

გემის დახრილობა განივი სიბრტყეში ე.წ რულეტი,ხოლო გრძივში მორთვა.ამ შემთხვევაში წარმოქმნილი კუთხეები აღინიშნება შესაბამისად θ და ψ

სტაბილურობა, რომელიც გემს აქვს გრძივი დახრილობების დროს, ეწოდება გრძივი.ის, როგორც წესი, საკმაოდ დიდია და ჭურჭლის მშვილდის ან ღეროს მეშვეობით გადახვევის საშიშროება არასოდეს ჩნდება.

ჭურჭლის მდგრადობას განივი დახრილობებით ე.წ განივი.ეს ხომალდის ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია, რაც განაპირობებს მის საზღვაო ვარგისიანობას.

არსებობს საწყისი გვერდითი სტაბილურობა ქუსლის მცირე კუთხით (10 - 15 °-მდე) და სტაბილურობა დიდი მიდრეკილებით, რადგან აღდგენის მომენტი ქუსლის მცირე და დიდ კუთხეებში სხვადასხვა გზით არის განსაზღვრული.

საწყისი სტაბილურობა.თუ ჭურჭელი იმყოფება გარეგანი ქუსლის მომენტის ზემოქმედების ქვეშ M KR(მაგალითად, ქარის წნევა) ტრიალებს θ კუთხით (კუთხე ორიგინალს შორის WL 0და მიმდინარე WL 1წყლის ხაზი), შემდეგ, გემის წყალქვეშა ნაწილის ფორმის ცვლილების გამო, სიდიდის ცენტრი FROMპუნქტში გადასვლა 1-დან(ნახ. 5). მდგრადი ძალა yVგამოყენებული იქნება წერტილში C1და მიმართულია მიმდინარე წყლის ხაზის პერპენდიკულარულად WL 1.Წერტილი მმდებარეობს დიამეტრული სიბრტყის გადაკვეთაზე დამხმარე ძალების მოქმედების ხაზთან და ე.წ. განივი მეტაცენტრი. გემის წონის ძალა რრჩება სიმძიმის ცენტრში გ.ძალასთან ერთად yVის აყალიბებს ძალების წყვილს, რომელიც ხელს უშლის გემის დახრილობას ქუსლის მომენტში M KR. ძალთა ამ წყვილის მომენტი ე.წ აღდგენის მომენტიმ ვ.მისი ღირებულება დამოკიდებულია მხარზე l=GKდახრილი გემის წონისა და მხარდაჭერის ძალებს შორის: M B \u003d Pl \u003d Ph sin θ, სად თ- წერტილის სიმაღლე მგემის CG-ის ზემოთ გ,დაურეკა განივი მეტაცენტრული სიმაღლე ჭურჭელი.

ბრინჯი. 5. ძალების მოქმედება ჭურჭლის გახვევისას.

ფორმულიდან ჩანს, რომ აღდგენის მომენტის მნიშვნელობა რაც უფრო დიდია, მით მეტია თ.ამრიგად, მეტაცენტრული სიმაღლე შეიძლება იყოს მოცემული გემის სტაბილურობის საზომი.

ღირებულება თმოცემული ხომალდი გარკვეულ ნაკადზე დამოკიდებულია გემის სიმძიმის ცენტრის პოზიციაზე. თუ დატვირთვები განლაგებულია ისე, რომ ჭურჭლის სიმძიმის ცენტრი უფრო მაღალ პოზიციას დაიკავებს, მაშინ მეტაცენტრული სიმაღლე შემცირდება და მასთან ერთად შემცირდება სტატიკური მდგრადობის მკლავი და აღდგენის მომენტი, ანუ გემის სტაბილურობა. სიმძიმის ცენტრის პოზიციის დაქვეითებით, გაიზრდება მეტაცენტრული სიმაღლე, გაიზრდება გემის სტაბილურობა.

ვინაიდან მცირე კუთხებისთვის მათი სინუსები დაახლოებით რადიანებში გაზომილი კუთხეების ტოლია, შეგვიძლია დავწეროთ M B = Phθ.

მეტაცენტრული სიმაღლე შეიძლება განისაზღვროს გამოხატულებიდან h = r + zc - ზ გ,სადაც ზ ც- CV-ის ამაღლება OL-ზე; რ- განივი მეტაცენტრული რადიუსი, ანუ მეტაცენტრის აწევა CV-ზე მაღლა; ზ გ- გემის CG ამაღლება მთავარზე.

აშენებულ გემზე საწყისი მეტაცენტრული სიმაღლე განისაზღვრება ემპირიულად - დახრილი,ანუ ჭურჭლის განივი დახრილობა გარკვეული წონის ტვირთის გადაადგილებით, რომელსაც ეწოდება რულონ-ბალასტი.

სტაბილურობა ქუსლის მაღალი კუთხით. გემის ბრუნვის მატებასთან ერთად აღდგენის მომენტი ჯერ იზრდება, შემდეგ მცირდება, ხდება ნულის ტოლი და შემდეგ არათუ არ უშლის ხელს დახრილობას, არამედ, პირიქით, ხელს უწყობს მას (სურ. 6).

ბრინჯი. 6. სტატიკური მდგრადობის დიაგრამა.

ვინაიდან მოცემული დატვირთვის მდგომარეობისთვის გადაადგილება მუდმივია, აღდგენის მომენტი იცვლება მხოლოდ გვერდითი მდგრადობის მკლავის ცვლილების გამო. ლ ქ. ქუსლის დიდი კუთხით განივი მდგრადობის გამოთვლების მიხედვით, სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამა, რომელიც არის დამოკიდებულების გამომხატველი გრაფიკი ლ ქრულონის კუთხიდან. სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამა აგებულია გემის დატვირთვის ყველაზე ტიპიური და საშიში შემთხვევებისთვის.

დიაგრამის გამოყენებით შესაძლებელია ქუსლის კუთხის დადგენა ცნობილი ქუსლის მომენტიდან ან, პირიქით, ქუსლის მომენტის პოვნა ცნობილი ქუსლის კუთხიდან. საწყისი მეტაცენტრული სიმაღლე შეიძლება განისაზღვროს სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამიდან. ამისათვის 57,3 °-ის ტოლი რადიანი ჩამოშორებულია კოორდინატების საწყისიდან, ხოლო პერპენდიკულარი აღდგენილია კვეთაზე, სადაც ტანგენსია სტაბილურობის მხრების მრუდი საწყისზე. დიაგრამის სკალაზე ჰორიზონტალურ ღერძსა და გადაკვეთის წერტილს შორის ტოლი იქნება საწყისი მეტაცენტრული სიმაღლე.

ქუსლის მომენტის ნელი (სტატიკური) მოქმედებით, წონასწორობის მდგომარეობა გორგოლაჭის დროს ხდება, თუ დაცულია მომენტების თანასწორობის პირობა, ე.ი. M KR \u003d M B(ნახ. 7).

ბრინჯი. 7. გორგოლაჭის კუთხის განსაზღვრა სტატიკურად (ა) და დინამიურად (ბ) გამოყენებული ძალის მოქმედებით.

ქუსლის მომენტის დინამიური მოქმედებით (ქარის აფეთქება, ბორტზე ბუქსირებადი კაბელის რყევა) ჭურჭელი, დახრილი, იძენს კუთხურ სიჩქარეს. ინერციით, ის გაივლის სტატიკური წონასწორობის პოზიციას და გააგრძელებს ქუსლს, სანამ ქუსლის მომენტის მუშაობა არ გახდება აღდგენის მომენტის მუშაობის ტოლი.

ქუსლის კუთხის მნიშვნელობა ქუსლის მომენტის დინამიური მოქმედების ქვეშ შეიძლება განისაზღვროს სტატიკური სტაბილურობის სქემით. ქუსლის მომენტის ჰორიზონტალური ხაზი გაგრძელდება მარჯვნივ არეამდე ODSE(ქუსლის მომენტის მუშაობა) არ გახდება ფიგურის ფართობის ტოლი ორივე(აღდგენის მომენტი მუშაობა). ამავე დროს, ტერიტორია OASEგავრცელებულია, ამიტომ შეგვიძლია შემოვიფარგლოთ ტერიტორიების შედარებით ოჰ ჰოდა ABC.

თუ აღდგენის მომენტის მრუდით შემოსაზღვრული ფართობი არასაკმარისია, გემი ჩაიძირება.

საზღვაო გემების სტაბილურობა უნდა აკმაყოფილებდეს რეესტრის მოთხოვნებს, რომლის მიხედვითაც აუცილებელია პირობის შესრულება (ე.წ. ამინდის კრიტერიუმი): K \u003d M განსაზღვრული მინ / M d max ≥ 1" სადაც M განსაზღვრული მინ- მინიმალური გადაბრუნების მომენტი (მინიმალური დინამიურად გამოყენებული ქუსლის მომენტი, დაწებების გათვალისწინებით), რომლის გავლენით ჭურჭელი ჯერ არ დაკარგავს სტაბილურობას; მ დ მაქს- დინამიურად გამოყენებული ქუსლის მომენტი ქარის წნევისგან ყველაზე უარესი დატვირთვის ვარიანტში სტაბილურობის თვალსაზრისით.

რეესტრის მოთხოვნების შესაბამისად, სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამის მაქსიმალური მკლავი lmaxუნდა იყოს არანაკლებ 0,25 მ 85 მ სიგრძის გემებისთვის და არანაკლებ 0,20 მ 105 მ-ზე მეტი გემებისთვის ქუსლის θ 30°-ზე მეტი კუთხით. დიაგრამის დახრილობის კუთხე (კუთხე, რომლითაც მდგრადობის მკლავების მრუდი კვეთს ჰორიზონტალურ ღერძს) ყველა გემისთვის უნდა იყოს მინიმუმ 60°.

თხევადი ტვირთების გავლენა სტაბილურობაზე.თუ ავზი ზევით არ არის შევსებული, ანუ აქვს თავისუფალი თხევადი ზედაპირი, მაშინ დახრისას სითხე გადმოიღვრება რულონის მიმართულებით და ჭურჭლის სიმძიმის ცენტრი გადაინაცვლებს იმავე მხარეს. ეს გამოიწვევს სტაბილურობის მკლავის შემცირებას და, შესაბამისად, აღდგენის მომენტის შემცირებას. ამავდროულად, რაც უფრო ფართოა ავზი, რომელშიც არის სითხის თავისუფალი ზედაპირი, მით უფრო მნიშვნელოვანი იქნება გვერდითი სტაბილურობის შემცირება. თავისუფალი ზედაპირის გავლენის შესამცირებლად, მიზანშეწონილია შეამციროთ ავზების სიგანე და შეეცადოთ უზრუნველყოთ, რომ ექსპლუატაციის დროს იყოს ტანკების მინიმალური რაოდენობა სითხის თავისუფალი ზედაპირით.

ნაყარი ტვირთების გავლენა სტაბილურობაზე.ნაყარი ტვირთის (მარცვლეულის) გადაზიდვისას ოდნავ განსხვავებული სურათი შეინიშნება. დახრილობის დასაწყისში დატვირთვა არ მოძრაობს. მხოლოდ მაშინ, როდესაც ქუსლის კუთხე გადააჭარბებს დასვენების კუთხეს, ტვირთი იწყებს დაღვრას. ამ შემთხვევაში, დაღვრილი ტვირთი არ დაბრუნდება თავის წინა პოზიციაზე, მაგრამ გვერდზე დარჩენისას წარმოიქმნება ნარჩენი გორგალი, რომელიც განმეორებით ქუსლების მომენტებით (მაგალითად, ჭექა-ქუხილი) შეიძლება გამოიწვიოს მდგრადობის დაკარგვა და გადახვევა. ჭურჭელი.

მარცვლების დაღვრის თავიდან აცილების მიზნით, დამონტაჟებულია შეკიდული გრძივი ნახევრად ნაყარი - გადასასვლელი დაფებიან მარცვლეულის ტომრები დააწყვეთ საწყობში ჩასხმული მარცვლეულის თავზე (ტვირთის ჩანთები).

შეჩერებული დატვირთვის ეფექტი სტაბილურობაზე.თუ ტვირთი სათავსოშია, მაშინ როდესაც ის აწევს, მაგალითად, ამწე, ხდება, თითქოს, ტვირთის მყისიერი გადატანა შეჩერების პუნქტში. შედეგად, გემის CG გადაინაცვლებს ვერტიკალურად ზევით, რაც გამოიწვევს გასწორების მომენტის მკლავის შემცირებას, როდესაც გემი იღებს როლს, ანუ სტაბილურობის შემცირებას. ამ შემთხვევაში, სტაბილურობის შემცირება იქნება უფრო დიდი, უფრო დიდი დატვირთვის მასა და მისი შეჩერების სიმაღლე.

სტაბილურობაეწოდება გემის უნარს, წინააღმდეგობა გაუწიოს ძალებს, რომლებიც გადახრის მას წონასწორობის პოზიციიდან და დაუბრუნდეს საწყის წონასწორობას ამ ძალების შეწყვეტის შემდეგ.

გემის მიღებული წონასწორობის პირობები არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ მუდმივად იცუროს მოცემულ მდგომარეობაში წყლის ზედაპირზე. ასევე აუცილებელია გემის ბალანსი სტაბილური იყოს. თვისებას, რომელსაც მექანიკაში წონასწორობის სტაბილურობას უწოდებენ, გემის თეორიაში ჩვეულებრივ სტაბილურობას უწოდებენ. ამგვარად, ბორბალი უზრუნველყოფს გემის წონასწორობის პირობებს მოცემული დაშვებით, ხოლო სტაბილურობა უზრუნველყოფს ამ პოზიციის შენარჩუნებას.

ჭურჭლის სტაბილურობა იცვლება დახრილობის კუთხის მატებასთან ერთად და გარკვეული მნიშვნელობისას იგი მთლიანად იკარგება. აქედან გამომდინარე, მიზანშეწონილია შევისწავლოთ გემის მდგრადობა მცირე (თეორიულად უსასრულო) გადახრებზე წონასწორობის პოზიციიდან Θ = 0, Ψ = 0-ით და შემდეგ განვსაზღვროთ მისი მდგრადობის მახასიათებლები, მათი დასაშვები საზღვრები დიდ დახრილობაზე.

ჩვეულებრივია გარჩევა გემის სტაბილურობა დაბალი დახრილობის კუთხეებში (საწყისი სტაბილურობა) და სტაბილურობა მაღალი დახრილობის კუთხეებში.

მცირე მიდრეკილებების განხილვისას შესაძლებელია რამდენიმე ვარაუდის გაკეთება, რაც შესაძლებელს გახდის გემის საწყისი სტაბილურობის შესწავლას ხაზოვანი თეორიის ფარგლებში და მივიღოთ მისი მახასიათებლების მარტივი მათემატიკური დამოკიდებულებები. გემის სტაბილურობა დახრილობის დიდი კუთხით შესწავლილია დახვეწილი არაწრფივი თეორიის გამოყენებით. ბუნებრივია, გემის სტაბილურობის თვისება ერთიანია და მიღებული დაყოფა არის წმინდა მეთოდოლოგიური.

ჭურჭლის მდგრადობის შესწავლისას განიხილება მისი დახრილობები ორ ურთიერთ პერპენდიკულარულ სიბრტყეში - განივი და გრძივი. როდესაც ჭურჭელი დახრილია განივი სიბრტყეში, რომელიც განისაზღვრება ქუსლის კუთხით, შესწავლილია გვერდითი სტაბილურობა; გრძივი სიბრტყის დახრილობით, რომელიც განისაზღვრება მორთვის კუთხეებით, შეისწავლეთ იგი გრძივი სტაბილურობა.

თუ გემის დახრილობა ხდება მნიშვნელოვანი კუთხური აჩქარების გარეშე (თხევადი ტვირთის ამოტუმბვა, წყლის ნელი გადინება განყოფილებაში), მაშინ სტაბილურობა ე.წ. სტატიკური.

ზოგიერთ შემთხვევაში, გემის დახრილი ძალები მოქმედებენ მოულოდნელად, რაც იწვევს მნიშვნელოვან კუთხურ აჩქარებებს (ქარის ღრიალი, ტალღების აწევა და ა.შ.). ასეთ შემთხვევებში განიხილეთ დინამიურისტაბილურობა.

სტაბილურობა ხომალდის ძალიან მნიშვნელოვანი საზღვაო თვისებაა; ის უზრუნველყოფს გემის ნაოსნობას მოცემულ პოზიციაში წყლის ზედაპირთან შედარებით, რაც აუცილებელია ამძრავისა და მანევრის უზრუნველსაყოფად. გემის მდგრადობის დაქვეითებამ შეიძლება გამოიწვიოს გადაუდებელი გადახვევა და მორთვა, ხოლო სტაბილურობის სრულმა დაკარგვამ შეიძლება გამოიწვიოს მისი დაბრუნება.

გემის სტაბილურობის სახიფათო შემცირების თავიდან ასაცილებლად, ეკიპაჟის ყველა წევრმა უნდა:

ყოველთვის გქონდეთ მკაფიო წარმოდგენა გემის სტაბილურობაზე;

იცოდეთ მიზეზები, რომლებიც ამცირებს სტაბილურობას;

იცოდე და შეძლოს გამოიყენოს ყველა საშუალება და ზომა სტაბილურობის შესანარჩუნებლად და აღდგენისთვის.

მოდით ვიპოვოთ ის პირობა, რომლითაც გემს, რომელიც წონასწორობაში მცურავს ქუსლისა და მორთვის გარეშე, ექნება საწყისი სტაბილურობა. ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ ტვირთები არ იცვლება გემის დახრისას და გემის CG რჩება საწყისი პოზიციის შესაბამის წერტილში.

როდესაც ჭურჭელი დახრილია, მიზიდულობის ძალა P და მოძრაობის ძალა γV ქმნიან წყვილს, რომლის მომენტი მოქმედებს გემზე გარკვეული გზით. ამ ზემოქმედების ბუნება დამოკიდებულია CG-ისა და მეტაცენტრის შედარებით პოზიციაზე.

სურათი 3.9 - გემის სტაბილურობის პირველი შემთხვევა

არსებობს გემის მდგომარეობის სამი ტიპიური შემთხვევა, რომლისთვისაც P და γV ძალების მომენტის გავლენა მასზე თვისობრივად განსხვავებულია. განვიხილოთ ისინი განივი მიდრეკილებების მაგალითზე.

1 შემთხვევა(სურათი 3.9) - მეტაცენტრი მდებარეობს CG-ს ზემოთ, ე.ი. ზ მ > ზ გ . ამ შემთხვევაში შესაძლებელია სიმძიმის ცენტრის სიდიდის ცენტრის განსხვავებული მდებარეობა.

1) საწყის მდგომარეობაში, სიდიდის ცენტრი (წერტილი C 0) მდებარეობს სიმძიმის ცენტრის ქვემოთ (წერტილი G) (სურათი 3.9, ა), მაგრამ როდესაც დახრილია, სიდიდის ცენტრი იმდენად იცვლება დახრილობის მიმართულებით. რომ მეტაცენტრი (წერტილი m) მდებარეობს გემის სიმძიმის ცენტრის ზემოთ. P და γV ძალების მომენტი მიდრეკილია დააბრუნოს გემი თავდაპირველ წონასწორობის პოზიციაზე და, შესაბამისად, ის სტაბილურია. m, G და C 0 წერტილების მსგავსი განლაგება გვხვდება გემების უმეტესობაზე.

2) საწყის მდგომარეობაში, სიდიდის ცენტრი (წერტილი C 0) მდებარეობს სიმძიმის ცენტრის ზემოთ (წერტილი G) (სურათი 3.9, ბ). როდესაც გემი დახრილია, P და γV ძალების შედეგად მიღებული მომენტი ასწორებს გემს და, შესაბამისად, ის სტაბილურია. ამ შემთხვევაში, დახრილობისას სიდიდის ცენტრის გადაადგილების ზომის მიუხედავად, ძალების წყვილი ყოველთვის მიდრეკილია გემის გასწორებისკენ. ეს იმიტომ, რომ წერტილი G დევს C 0 წერტილის ქვემოთ. სიმძიმის ცენტრის ასეთი დაბალი პოზიცია, რომელიც უზრუნველყოფს გემებზე უპირობო სტაბილურობას, ძნელია კონსტრუქციულად განხორციელება. სიმძიმის ცენტრის ასეთი განლაგება გვხვდება განსაკუთრებით მცურავი იახტებზე.

სურათი 3.10 - გემის სტაბილურობის მეორე და მესამე შემთხვევა

მე-2 შემთხვევა(სურათი 3.10, ა) - მეტაცენტრი მდებარეობს CG-ს ქვემოთ, ე.ი. ზ მ< z g . В этом случае при наклонении судна момент сил Р и γV стремится еще больше отклонить судно от исходного положения равновесия, которое, следовательно, является неустойчивым. В этом случае наклонения судно имеет отрицательный восстанавливающий момент, т.е. оно не остойчиво.

მე-3 შემთხვევა(სურათი 3.10, ბ) - მეტაცენტრი ემთხვევა CG-ს, ე.ი. z m = z g. ამ შემთხვევაში, როდესაც გემი დახრილია, ძალები P და γV აგრძელებენ მოქმედებას იმავე ვერტიკალის გასწვრივ, მათი მომენტი ნულის ტოლია - გემი ახალ მდგომარეობაში იქნება წონასწორობის მდგომარეობაში. მექანიკაში ეს არის ინდიფერენტული წონასწორობის შემთხვევა.

გემის თეორიის თვალსაზრისით, გემის მდგრადობის განმარტების შესაბამისად, გემი სტაბილურია პირველ შემთხვევაში, ხოლო არასტაბილური მე-2 და მე-3 შემთხვევაში.

ასე რომ, გემის საწყისი სტაბილურობის პირობა არის მეტაცენტრის მდებარეობა CG-ს ზემოთ. გემს აქვს განივი სტაბილურობა, თუ z m > z g , (3.7)

და გრძივი მდგრადობა თუ z m > z g . (3.8)

აქედან გამომდინარე, ცხადი ხდება მეტაცენტრის ფიზიკური მნიშვნელობა. ეს წერტილი არის ზღვარი, რომლითაც შესაძლებელია სიმძიმის ცენტრის აწევა გემს დადებითი საწყისი სტაბილურობის ჩამორთმევის გარეშე.

მანძილი მეტაცენტრსა და გემის CG-ს შორის Ψ = Θ = 0 ეწოდება საწყისი მეტაცენტრული სიმაღლეან უბრალოდ მეტაცენტრული სიმაღლე.ჭურჭლის დახრილობის განივი და გრძივი სიბრტყეები შესაბამისად შეესაბამება განივი h და გრძივი H მეტაცენტრული სიმაღლეებს. აშკარაა რომ

h = z m – z g და H = z m – z g, (3.9)

ან h = z c + r – z g და H = z c + R – z g, (3.10)

h = r – α და H = R – α, 3.11)

სადაც α = z g – z c არის CT-ის სიმაღლე CV-ზე მაღლა.

როგორც ხედავთ, h და H განსხვავდება მხოლოდ მეტაცენტრული რადიუსებით, რადგან α არის იგივე რაოდენობა.

ასე რომ, H გაცილებით დიდია ვიდრე h.

α \u003d (1%) R, ამიტომ, პრაქტიკაში, ითვლება, რომ H \u003d R.

გემის ჩაძირვის უნარი

ჩაძირვის უნარიმას უწოდებენ გემის უნარს შენობის ნაწილის დატბორვის შემდეგ შეინარჩუნოს საკმარისი ტევადობა და სტაბილურობა. ჩაძირვისუნარიანობა, ძაბვისა და სტაბილურობისგან განსხვავებით, არ არის გემის დამოუკიდებელი საზღვაოუნარიანობა. ჩაძირვის უნარი შეიძლება ეწოდოს გემის თვისებას შეინარჩუნონ ზღვისუნარიანობაროდესაც კორპუსის წყალგაუმტარი მოცულობის ნაწილი დატბორილია, ხოლო ჩაძირვის თეორია შეიძლება დახასიათდეს, როგორც დაზიანებული გემის გამძლეობის და მდგრადობის თეორია.

კარგი ჩაძირვის მქონე გემი, როდესაც დატბორილია ერთი ან რამდენიმე კუპე, პირველ რიგში, უნდა დარჩეს მცურავი და ჰქონდეს საკმარისი სტაბილურობა, რათა თავიდან აიცილოს მისი გადახვევა. გარდა ამისა, გემმა არ უნდა დაკარგოს მამოძრავებელი ძალა, რაც დამოკიდებულია ნაკაწრზე, გორვაზე და მორთვაზე. ნაკადის ზრდა, მნიშვნელოვანი ჩამონათვალი და მორთვა ზრდის წყლის წინააღმდეგობას გემის მოძრაობის მიმართ და არღვევს პროპელერების და გემის მექანიზმების ეფექტურობას. ჭურჭელმა ასევე უნდა შეინარჩუნოს კონტროლირებადი, რაც, კარგი საჭის მექანიზმით, დამოკიდებულია როლზე და მორთვაზე.

ჩაძირვა გემის გადარჩენის ერთ-ერთი ელემენტია, ვინაიდან ჩაძირვის დაკარგვა დაკავშირებულია მძიმე შედეგებთან - გემისა და ხალხის სიკვდილთან, ამიტომ მისი უზრუნველყოფა ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანაა როგორც გემთმშენებლებისთვის, ასევე ეკიპაჟისთვის. პრაქტიკაში ჩაძირვა უზრუნველყოფილია გემის სიცოცხლის ყველა ეტაპზე: გემთმშენებლების მიერ გემის დიზაინის, მშენებლობისა და შეკეთების ეტაპებზე; ეკიპაჟის მიერ დაუზიანებელი გემის ექსპლუატაციის დროს; ეკიპაჟი პირდაპირ საგანგებო სიტუაციებში. ასეთი დაყოფიდან გამომდინარეობს, რომ ჩაძირვა უზრუნველყოფილია ზომების სამი კომპლექტით:

სტრუქტურული ღონისძიებები, რომლებიც ტარდება გემის დიზაინის, მშენებლობისა და შეკეთების დროს;

ორგანიზაციულ-ტექნიკური ღონისძიებები, რომლებიც პრევენციულია და ტარდება გემის ექსპლუატაციის დროს;

ავარიის შემდეგ ჩაძირვის წინააღმდეგ ბრძოლის ღონისძიებები, რომლებიც მიზნად ისახავს წყლის შეღწევის წინააღმდეგ ბრძოლას, სტაბილურობის აღდგენას და დაზიანებული გემის გასწორებას.

კონსტრუქციული საქმიანობა.ეს ღონისძიებები ტარდება გემის დიზაინისა და კონსტრუქციის ეტაპებზე და მცირდება ისეთი გამძლეობისა და სტაბილურობის ზღვრების დანიშვნამდე, რომ როდესაც კუპეების მოცემული რაოდენობა დატბორილია, გადაუდებელი გემის დაშვებისა და სტაბილურობის ცვლილება ხდება. არ გასცდეს მინიმალურ დასაშვებ საზღვრებს. კორპუსის დაზიანების შემთხვევაში სარეზერვო ბორბლის გამოყენების ყველაზე ეფექტური გზაა გემის დაყოფა წყალგაუმტარი ნაყარებითა და გემბანებით. მართლაც, თუ გემს არ აქვს შიდა დაყოფა კუპეებად, მაშინ წყალქვეშა ხვრელის არსებობის შემთხვევაში, კორპუსი წყლით გაივსება და გემი ვერ შეძლებს გამოიყენოს ბუასილის რეზერვი. გემების დაყოფა კუპეებად ხორციელდება გადაზიდვების საზღვაო რეესტრის „საზღვაო გემების კლასიფიკაციისა და მშენებლობის წესების“ V ნაწილის შესაბამისად. დაუზიანებელი გემის წყალსადენი, რომელიც გამოიყენება კუპეებად დაყოფისას, რომლის პოზიცია დაფიქსირებულია გემის დოკუმენტაციაში, ე.წ. ტვირთის წყალსადენის ქვედანაყოფი. ერთი ან მეტი შეშუპების დატბორვის შემდეგ დაზიანებული გემის წყალსადენი ე.წ სასწრაფო წყალსადენი. გემი კარგავს თავის გამძლეობას, თუ დაზიანებული წყლის ხაზი ემთხვევა ჩაძირვის ლიმიტის ხაზი- ნაყარის გემბანის გარე ზედაპირის გადაკვეთის ხაზი გვერდითი მოპირკეთების გარე ზედაპირთან. გემის ნაწილის უდიდესი სიგრძე ზღვარზე ქვემოთ არის გემის განყოფილებებად დაყოფის სიგრძე. ქვეშ საყრდენი გემბანიესმით ყველაზე ზედა გემბანი, რომელზედაც განივი წყალგაუმტარი ნაყარია მიყვანილი გემის მთელ სიგანეზე.

გემის დაზიანებულ განყოფილებაში ჩასული წყლის რაოდენობა განისაზღვრება გამოყენებით ოთახის გამტარიანობის კოეფიციენტიμ არის მოცულობის თანაფარდობა, რომელიც შეიძლება შეივსოს წყლით, როდესაც კუპე დატბორილია ოთახის მთლიან თეორიულ მოცულობასთან. რეგულირდება გამტარიანობის შემდეგი კოეფიციენტები:

მექანიზმებით დაკავებული ოთახებისთვის - 0,85;

საქონლით ან მარაგით დაკავებული შენობებისთვის - 0,6;

მაღალი გამტარიანობის მქონე ტვირთებით დაკავებული საცხოვრებელი ფართებისთვის (ცარიელი კონტეინერები და ა.შ.) - 0,95;

ცარიელი და ბალასტური ტანკებისთვის - 0,98.

გემის ჩაძირვის მნიშვნელოვანი მახასიათებელია წყალდიდობის მაქსიმალური სიგრძე, რაც გაგებულია, როგორც პირობითი განყოფილების მაქსიმალური სიგრძე დატბორვის შემდეგ, რომლის გამტარიანობის კოეფიციენტი ტოლია 0,80, გემის ნაწილებად დაყოფის შესაბამისი ტვირთის წყლის ხაზის ნაკადი და საწყისი მორთვის არარსებობის შემთხვევაში, გადაუდებელი შემთხვევა. წყლის ხაზი შეეხება ჩაძირვის ზღვრულ ხაზს.

ჩაძირვის უზრუნველსაყოფად მნიშვნელოვანი კონსტრუქციული ღონისძიებაა წყალგაუმტარი განყოფილების კონტურის გასწვრივ დამონტაჟებული გამძლე და წყალგაუმტარი საკეტების შექმნა, რომლებიც კარგად უნდა მუშაობდნენ ქუსლების, მორთვისა და ზღვის ტალღების დროს. წყალგაუმტარი ნაყარი ყველა მოცურების და ჩამოკიდებული ტიპის კარისთვის, სანავიგაციო ხიდზე უნდა იყოს გათვალისწინებული მათი პოზიციის მითითება. ჭურჭლის წყალგაუმტარობა და სიმტკიცე უზრუნველყოფილი უნდა იყოს არა მხოლოდ წყალქვეშა, არამედ კორპუსის ზედაპირულ ნაწილშიც, ვინაიდან ეს უკანასკნელი განსაზღვრავს დაზიანების შემთხვევაში მოხმარებული ძაბვის ზღვარს.

ეკიპაჟის აქტიური ბრძოლისთვის ჩაძირვისთვის, გემი ასევე ითვალისწინებს:

გემის სისტემების შექმნა (ქუსლი, მორთვა, დრენაჟი, დრენაჟი, თხევადი ტვირთის ამოტუმბვა, დატბორვა, დაღმართი და შემოვლითი, ბალასტირება);

სასწრაფო დახმარების აღჭურვილობისა და მასალების მიწოდება.

ასეთი დახურვები, სისტემები და მექანიზმები სათანადოდ უნდა იყოს მარკირებული, რათა უზრუნველყოფილ იქნეს მათი სწორი გამოყენება მაქსიმალური ეფექტურობით. გადაუდებელი დადგმის ზონები ე.წ სასწრაფო პოსტები. ეს შეიძლება იყოს სპეციალური ოთახები ან საკუჭნაოები, ყუთები და ფარები გემბანზე. ასეთ პოსტებზე შესაძლებელია გემის სისტემების დისტანციური გაშვების მოწყობილობების მიტანა.

ორგანიზაციული და ტექნიკური ღონისძიებები.დატბორვის უზრუნველსაყოფად ორგანიზაციულ-ტექნიკურ ზომებს ახორციელებს გემის ეკიპაჟი ექსპლუატაციის დროს, რათა თავიდან აიცილოს წყალი კუპეებში, ასევე შეინარჩუნოს გემის დაშვება და სტაბილურობა, თავიდან აიცილოს დატბორვა ან გადაბრუნება. ეს აქტივობები მოიცავს:

ეკიპაჟის სათანადო ორგანიზება და სისტემატური მომზადება ჩაძირვისთვის ბრძოლისთვის;

ჩაძირვისთვის ბრძოლის ყველა ტექნიკური საშუალების შენარჩუნება, გადაუდებელი მიწოდება იმ პირობებში, რაც გარანტირებულია მათი დაუყოვნებელი გამოყენების შესაძლებლობას;

კორპუსის ყველა კონსტრუქციის მდგომარეობის სისტემატური მონიტორინგი მათი ცვეთა (კოროზიის) შესამოწმებლად, ცალკეული კონსტრუქციული ელემენტების შეცვლა მიმდინარე ან საშუალო რემონტის დროს დადგენილი ცვეთის სტანდარტების გადამეტების შემთხვევაში;

კორპუსის კონსტრუქციების გეგმური შეღებვა;

წყალგაუმტარი კარების, ლუქების და ფანჯრების დამახინჯებისა და დახრის აღმოფხვრა, მათი სისტემატური ტემპი და ყველა დამჭერი მოწყობილობის კარგ მდგომარეობაში შენარჩუნება;

გარე ღიობების კონტროლი, განსაკუთრებით გემის ნავსადგომისას;

თხევადი საწვავის მიღებისა და მოხმარების ინსტრუქციის მკაცრი დაცვა;

ტვირთის შესანახი წესით დამაგრება და მათი გადაადგილების თავიდან აცილება წიპწის დროს (განსაკუთრებით გემის გასწვრივ);

გემის გაყინვით გამოწვეული მდგრადობის დანაკარგების კომპენსაცია თხევადი ბალასტის აღებით და ყინულის მოსაშორებლად ზომების მიღებით (დაფქვა, ცხელი წყლით რეცხვა);

ბრძოლა უძლეველობისთვის.ჩაძირვისთვის ბრძოლა გაგებულია, როგორც ეკიპაჟის მოქმედებების ერთობლიობა, რომელიც მიზნად ისახავს გემის ტევადობისა და სტაბილურობის რეზერვების შენარჩუნებას და, შესაძლოა, აღდგენას, აგრეთვე მის იმ პოზიციაზე მოყვანას, რომელიც უზრუნველყოფს ძრავას და კონტროლირებას.

ჩაძირვისთვის ბრძოლა ტარდება დაუყოვნებლივ მას შემდეგ, რაც გემი მიიღებს დაზიანებას და შედგება შემომავალი წყლის წინააღმდეგ ბრძოლა, მისი მდგომარეობის შეფასება და ზომები სტაბილურობის აღდგენისა და გემის გასწორების მიზნით.

შემავალ წყალთან ბრძოლამოიცავს გემში წყლის შეღწევის გამოვლენას, შესაძლო ზომების მიღებას გემზე გარე წყლის შეღწევის და შემდგომი გავრცელების თავიდან ასაცილებლად ან შეზღუდვისთვის, აგრეთვე მისი ამოღების მიზნით. პარალელურად, მიიღება ზომები გვერდების, ნაყარის, პლატფორმების გაუვალობის აღდგენისა და ავარიული განყოფილებების გამკაცრების უზრუნველსაყოფად. მცირე ხვრელები, ღია ნაკერები, ბზარები ილუქება ხის სოლითა და საცობებით (ნახატი 3.11). უფრო დიდი ხვრელები დაფარულია ხისტი ლითონის ნაჭრით ან ხალიჩით, დაჭერილი ფარით.

სურათი 3.11 - ხის სოლი და შტეფსელი: სურათი 3.12 - სამაგრი ჭანჭიკები:

a, b, c - სოლი; d, e - სანთლები a - დასაკეცი სამაგრით; ბ, გ - კაკალი.

მათი დამაგრებისთვის გადაუდებელი აღჭურვილობის ნაკრები მოიცავს სპეციალურ ჭანჭიკებს და დამჭერებს, სპაზერის ზოლებს და სოლებს (სურათი 3.12 3.15). აღწერილი გზებით ხვრელის დალუქვა დროებითი ღონისძიებაა. წყლის ამოტუმბვის შემდეგ ხდება მჭიდის საბოლოო აღდგენა ხვრელის დაბეტონებით - ცემენტის ყუთის მოთავსებით. მცირე ხვრელების დალუქვის წარმატება დამოკიდებულია მათ მდებარეობაზე (ზედაპირი ან წყალქვეშა), ჭურჭლის შიგნიდან ხვრელის ხელმისაწვდომობაზე, მის ფორმაზე და დახეული ლითონის კიდეების მდებარეობაზე (კორპუსის შიგნით ან გარეთ).

სურათი 3.13 - ლითონის ლაქები:

a - სარქველი; ბ - სამაგრი ჭანჭიკით; 1 - ყუთის ფორმის სხეული; 2 - stiffeners; 3 - სოკეტი მოცურების გაჩერებისთვის; 4 - განშტოების მილები კაუჭის ჭანჭიკების საცობებით; 5 - სარქველი; 6 - კუდის ბოლოების დასამაგრებელი ქუდები; 7.8 - სამაგრი ჭანჭიკი დასაკეცი სამაგრით; 9 - კაკალი სახელურებით; 10 - წნევის დისკი.

სურათი 3.14 - ლითონის მოცურების გაჩერება:

1.8 - საკისრები; 2,3 - თხილი სახელურებით; 4 - pin; 5 - გარე მილი; 6 - შიდა მილი; 7 - საკინძები

გადაუდებელი განყოფილების მიმდებარე ოთახებში წყალი შეიძლება შევიდეს მისი ფილტრაციის შედეგად სხვადასხვა გაჟონვის გზით (მილსადენების, კაბელების საყრდენი ჯირკვლების შებოჭილობის დარღვევა და ა.შ.). ასეთ შემთხვევებში, შებოჭილობა აღდგება ჩაყრით, სოლით ან შტეფსით, ხოლო თავად ნაყარი გამაგრებულია გადაუდებელი ზოლებით, რათა თავიდან იქნას აცილებული მათი დაჭიმვა ან განადგურება.

ნახაზი 3.15 - გადაუდებელი დამჭერი: a - არხის ტიპის ჩარჩოების სახელურებით; ბ - ნათურის ტიპის ჩარჩოების სახელური; 1 - clamp; 2 - clamping ხრახნი; 3 - სამაგრი ხრახნიანი სახელურები; 4 - თხილის სლაიდერი; 5 - საკეტი ხრახნები; 6 - ჭანჭიკები დამაგრება ორი

არხის ზოლები; 7- დაჭერა

სურათი 3.16 - რბილი ლაქები

ა - საგანმანათლებლო; 1 - ტილო; 2 - firmware; 3 - ლიკტროსი; 4 - კუთხის თითები; 5 - კრენგელი საკონტროლო დასასრულისთვის; ბ - ჩაყრილი: 1 - ორფენიანი ტილოს საფარი; 2 - ჩაყრილი ხალიჩა; 3 - firmware; 4 - კუთხოვანი thimble; გ - მსუბუქი წონა: 1 - კუთხოვანი თითი; 2 - ლიკტროსი; 3 - ჯიბე სარკინიგზო; 4 - მილსადენიდან სპასერი; 5.7 - ტილოს ფენები; 6 - იგრძნო pad; g - ჯაჭვის ფოსტა: 1.2 - ტილოს ბალიშის ორმაგი ფენა; 3 - პატჩი ლიქტროსი; 4 – ბადის ბეჭედი; 5 - ტილოს გამრეცხი; 6 - mesh lyktros

რბილი თაბაშირი (სურათი 3.16) არის ხვრელების დროებითი დალუქვის ძირითადი საშუალება, რადგან ისინი მჭიდროდ ერგებიან გემის კორპუსის კონტურებს ნებისმიერ ადგილას.

ლიტერატურა:: გვ.36-47; : გვ.37-53, 112-119: : გვ.42-52; : თან. 288-290 წწ.

კითხვები თვითკონტროლისთვის:

1. როგორია ჭურჭლის ძირითადი ზომები?

2. განსაზღვრეთ გემის საზღვაო ვარგისიანობა?

3. ჭურჭლის ძაბვა?

4. მიეცით ჭურჭლის ყველა მოცულობითი საოპერაციო მახასიათებლის განმარტება?

5. დახაზეთ დატვირთვის ხაზი და გაშიფრეთ ასოები სავარცხელზე?

6. რას ჰქვია გემის ჩაძირვა?

7. რა ორგანიზაციული და ტექნიკური ღონისძიებები უზრუნველყოფს ჩაძირვას?

8. რას ჰქვია ჭურჭლის მდგრადობა?

9. მიეცით მეტაცენტრული სიმაღლის განმარტება?

Მმართავი მექანიზმი

საჭის დიზაინები

თანამედროვე გემის საჭე არის ვერტიკალური ფრთა შიდა გამაძლიერებელი ნეკნებით, რომელიც ბრუნავს ვერტიკალური ღერძის გარშემო, საზღვაო გემების ფართობი არის DP-ს ჩაძირული ნაწილის ფართობის 1/10 - 1/60. (ჭურჭლის სიგრძის ნამრავლი და მისი ნაკადი: LT).

საჭის ფორმაზე მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს გემის უკანა ბოლოების ფორმა და პროპელერის მდებარეობა.

ბუმბულის პროფილის ფორმის მიხედვით, საჭეები იყოფა ბრტყელად და პროფილის გამარტივებად. პროფილის საჭე შედგება ორი ამოზნექილი გარე ჭურვისაგან ნეკნებითა და ვერტიკალური დიაფრაგმებით შიგნიდან, შედუღებული ერთმანეთთან და ქმნის ჩარჩოს სიმტკიცის გაზრდის მიზნით, რომელიც ორივე მხრიდან დაფარულია მასზე შედუღებული ფოლადის ფურცლებით.

პროფილის საჭეებს აქვს მრავალი უპირატესობა ლამელართან შედარებით:

საჭეზე ზეწოლის ნორმალური ძალის უფრო მაღალი მნიშვნელობა;

ნაკლები ბრუნვის მომენტი საჭიროა საჭის დასაბრუნებლად.

გარდა ამისა, გამარტივებული საჭე აუმჯობესებს გემის მამოძრავებელ ხარისხს. ამიტომ მან ყველაზე დიდი სარგებლობა აღმოაჩინა.

საჭის პირის შიდა ღრუ ივსება ფოროვანი მასალით, რომელიც ხელს უშლის წყლის შეღწევას შიგნით. საჭის პირი დამაგრებულია საჭეზე ნეკნებთან ერთად (სურათი 4.1). რუდერის ნაწილები ჩამოსხმული (ან გაყალბებულია) საყრდენებთან ერთად საჭის დასაკიდებლად საჭის საყრდენზე (ჩამოსხმა ზოგჯერ იცვლება შედუღებული კონსტრუქციით), რომელიც წარმოადგენს საყრდენის განუყოფელ ნაწილს.

საჭის პირის ფართობის ზომა დამოკიდებულია გემის ტიპზე და მის დანიშნულებაზე. საჭის საჭირო არეალის სავარაუდო შეფასებისთვის ჩვეულებრივ გამოიყენება S/LT თანაფარდობა, რომელიც არის 1,8-2,7 საზღვაო სატრანსპორტო გემებისთვის ერთი საჭეზე, ხოლო 1,8-2,2 ტანკერებისთვის;

ბუქსირებისთვის - 3-6; სანაპირო ნავიგაციის გემებისთვის - 2.3-3.3.

ავტორი კავშირის მეთოდიტანით და მხარდაჭერის რაოდენობაპასიური საჭეები იყოფა:

მარტივი (მრავალ მხარდაჭერა) (სურათი 4.2, a, 6);

ნახევრად შეკიდული (ერთსაყრდენი - შეკიდული მარაგზე და დაყრდნობილი სხეულზე ერთ წერტილში) (სურათი 4.2, გ);

შეჩერებულია (მხარდაჭერილი, შეჩერებულია მარაგზე) (სურათი 4.2, დ).

ავტორი ღერძის პოზიციაკალმთან შედარებით ბალერი გამოირჩევა:

საჭეები გაუწონასწორებელია (ჩვეულებრივი), რომლებშიც მარაგის ღერძი გადის კალმის წინა კიდესთან;

ბალანსირება, ბალერის ღერძი, რომელშიც მდებარეობს საჭის წინა კიდიდან გარკვეულ მანძილზე. ნახევრად შეჩერებულ საბალანსო საჭეებს ასევე უწოდებენ ნახევრად დაბალანსებულს.

დაუბალანსებელი საჭეები დამონტაჟებულია ერთ როტორულ ხომალდებზე, ნახევრად გაწონასწორებული და გაწონასწორებული - ყველა გემზე. გარე (დაბალანსებული) საჭეების გამოყენება შესაძლებელს ხდის საჭის მანქანის სიმძლავრის შემცირებას საჭის გადასატანად საჭირო ბრუნვის შემცირებით.

სურათი 4.1 - საჭის მოწყობილობა ნახევრად შეჩერებული დაბალანსებული გამარტივებული საჭით: 1 - საჭის დანა; 2 - რუდერპისი; 3 - ბალერის ქვედა ბიძგი; 4 - ჩაფხუტის მილი; 5 - საყრდენის ზედა საყრდენი-საყრდენი; 6 - საჭის მანქანა; 7 - სათადარიგო როლიკებით საჭის მექანიზმი; 8 - მარაგი; 9 - საჭის დანის ქვედა ქინძისთავები; 10 - ruderpost

საჭის მარაგი- ეს არის მასიური ლილვი, რომლითაც ბრუნავს საჭის დანა. საყრდენის ქვედა ბოლოს, როგორც წესი, აქვს მოღუნული ფორმა და მთავრდება თათით - ფლანგით, რომელიც ემსახურება საჭის პირთან დაკავშირებას ჭანჭიკებით, რაც აადვილებს საჭის ამოღებას რემონტის დროს. ზოგჯერ ფლანგის ნაცვლად (ან გამოიყენება კონუსური კავშირი. საჭის პირის მიმაგრება მარაგზე და კორპუსზე მრავალი ტიპის გემზე ბევრი საერთოა და ოდნავ განსხვავდება.

საჭის საყრდენი კორპუსის უკანა კლირენსში შედის საჭის პორტის მილის მეშვეობით, რომელიც უზრუნველყოფს კორპუსის შებოჭილობას და აქვს მინიმუმ ორი საყრდენი (საკისარი) სიმაღლეში. ქვედა საყრდენი განლაგებულია საჭის პორტის მილის ზემოთ და, როგორც წესი, აქვს საყრდენი ყუთი, რომელიც ხელს უშლის წყლის შეღწევას გემის კორპუსში; ზედა საყრდენი მოთავსებულია პირდაპირ იმ ადგილას, სადაც დამაგრებულია სექტორი ან ტილერი. ჩვეულებრივ, ზედა საყრდენი (საყრდენი საყრდენი) იღებს საყრდენის და საჭის პირის მასას, რისთვისაც კეთდება რგოლისებრი პროტრუზია ძაფზე.

საჭეების გარდა, გემებზე გამოიყენება ტრასტერები. გემის კორპუსის განივი არხში დამონტაჟებული პროპელერის საშუალებით ისინი ქმნიან წევის ძალას მისი DP-ზე პერპენდიკულარული მიმართულებით, უზრუნველყოფენ კონტროლირებას, როცა გემი არ მოძრაობს ან უკიდურესად დაბალი სიჩქარით მოძრაობს, როდესაც საჭის ჩვეულებრივი მოწყობილობები არაეფექტურია. პროპელერების სახით გამოიყენება ფიქსირებული ან ცვლადი სიმაღლის პროპელერები, ფრჩხილის პროპელერები ან ტუმბოები. ამწეები განლაგებულია მშვილდის ან უკანა ბოლოებზე, ზოგიერთ გემზე კი ორი ასეთი მოწყობილობა დამონტაჟებულია როგორც მშვილდის, ისე უკანა ბოლოებზე. ამ შემთხვევაში შესაძლებელია ჭურჭლის არა მხოლოდ ადგილზე გადატრიალება, არამედ მისი გვერდით გადაწევა მთავარი პროპელერების გამოყენების გარეშე. მართვის გასაუმჯობესებლად, ასევე არის მბრუნავი საქშენები, რომლებიც ფიქსირდება საყრდენზე და სპეციალური დამაბალანსებელი საჭეები.

საკონტროლო პოსტი

ნაწილი კონტროლის სქემებისაჭის მექანიზმი მოიცავს:

საკონტროლო პოსტი სერვო ელექტრო სისტემით;

ელექტრული გადაცემა საკონტროლო სადგურიდან ელექტროძრავამდე.

გემებზე ელექტროჰიდრავლიკური საჭის მანქანების დისტანციური მართვისთვის ფართოდ გამოიყენება Aist კონტროლის სისტემა. გიროკომპასთან და საჭის მანქანასთან ერთად უზრუნველყოფს ოთხი ტიპის კონტროლს: „ავტომატური“, „თრექინგ“, „მარტივი“, „მექანიკური“.

კონტროლის ტიპები "ავტომატური", "თრექინგ" არის მთავარი. საჭის ამ ტიპის კონტროლის გაუმართაობის შემთხვევაში, ისინი გადადის "მარტივში". დისტანციური ელექტროგადამცემი სისტემის მუშაობაში წარუმატებლობის შემთხვევაში, ისინი გადადიან „სახელმძღვანელო“ ხედზე.

"Aist" სისტემის კომპონენტებია მართვის პანელი (PU) - ავტოპილოტი "Aist", აქტივატორი (IM-1) და საჭის სენსორი (RD).

მთავარი საკონტროლო პოსტი განლაგებულია ბორბლის სალონში საჭის კომპასთან და გიროკომპასის გამეორებასთან ახლოს. საჭე ან საჭის მართვის პანელი ჩვეულებრივ დამონტაჟებულია იმავე სვეტზე ავტოპილოტის ერთეულთან ერთად. ელექტრული გადაცემის მთავარი ელემენტია კონტროლერების სისტემა, რომელიც მოთავსებულია საჭის სვეტში და უკავშირდება ელექტრული გაყვანილობის მთავარ ძრავის ელექტროძრავას სატვირთო განყოფილებაში.

საჭის მანქანები

საჭის მანქანები. ამჟამად ფართოდ გამოიყენება ორი ტიპის საჭე – ელექტრო და ჰიდრავლიკური. საჭის მანქანების მუშაობა კონტროლდება დისტანციურად საჭედან, კაბელის, როლიკებით, ელექტრო ან ჰიდრავლიკური ტრანსმისიის გამოყენებით. თანამედროვე გემებზე ბოლო ორი ყველაზე გავრცელებულია.

საჭის მექანიზმები

საზღვაო ძალების გემებზე გამოიყენება სხვადასხვა საჭის მექანიზმი, მათ შორის საჭის მექანიზმები ელექტრო და ჰიდრავლიკურიშიდა და უცხოური წარმოების ძრავები. ისინი უზრუნველყოფენ საჭის ძრავის ძალების მარაგზე გადაცემას.

მათ შორის ფართოდ არის ცნობილი დისკის ორი ძირითადი ტიპი.

ელექტრული ძრავიდან მექანიკური დარგის ძრავა (სურათი 4.3) გამოიყენება მცირე და საშუალო გადაადგილების გემებზე.

ამ დისკზე, ტილერი მტკიცედ არის მიმაგრებული საჭეზე. სტოკზე თავისუფლად დამაგრებული სექტორი ზამბარის ამორტიზატორის საშუალებით უკავშირდება ტილერს, ხოლო საჭის ძრავას - გადაცემათა კოლოფი.

საჭე გადაადგილდება ელექტროძრავით სექტორისა და ტილერის გავლით, ხოლო ტალღური დარტყმების დინამიური დატვირთვები მცირდება ამორტიზატორებით.

ნახაზი 4.3 - საჭის მოწყობილობა მექანიკური სექტორის დამჭერით

ელექტროძრავიდან:

1 - მექანიკური (გადაუდებელი) წამყვანი; 2 - ტილერი; 3 - რედუქტორი; 4 - საჭის სექტორი; 5- ელექტროძრავა; 6 - ზამბარა, 7 - საჭის მარაგი; 8-პროფილიანი ფიგურული საჭე; 9 - ჭიის ბორბლისა და მუხრუჭის სეგმენტი; 10 - ჭია.

ელექტრული ტრანსმისიით სექტორ-საჭის მანქანის მართვის სქემა ნაჩვენებია

სურათი 4.4

სურათი 4.5 - ჰიდრავლიკური საჭის მართვის სქემა

ორი დგუშიანი საჭის მანქანა:

1 - საჭის პოზიციის სენსორი; 2 - საკაბელო ქსელი; 3 - ზეთის ტუმბოს მამოძრავებელი ელექტროძრავა; 4 - ნავთობის ტუმბო; 5 - საჭის სვეტი; 6 - საჭის პოზიციის გამეორება; 7- ტელემოტორის მიმღები; 8- საჭის მანქანის ჰიდრავლიკური ცილინდრები; 9- საჭის მარაგი; 10 - ნავთობსადენი; 11 - სერვო სისტემის მორგება ღეროზე; 12 - ტელემოტორის სენსორი; 13 - ნავთობსადენი.

ჰიდრავლიკური ცილინდრებიდან დენის დგუშის ამოძრავება გამოიყენება თანამედროვე გემებზე (სურათი 4.5). იგი შედგება ორი ჰიდრავლიკური ცილინდრისგან, ზეთის ტუმბოსგან, ტელემოტორისა და ჰიდრავლიკური სისტემისგან.

მოწყობილობის მოქმედება შემდეგია. საჭეზე მდებარე საჭის ბრუნვისას, საკონტროლო სადგურის ტელედინამიკური სენსორი წარმოქმნის ბრძანების სიგნალს ზეთის წნევის სახით, რომელიც ჰიდრავლიკური სისტემით იტუმბება ტელემოტორის ცილინდრში. ამ სიგნალის მოქმედებით ტელემოტორი მოძრაობს

ბერკეტის უკუკავშირის სისტემა, რომელიც ხსნის დენის ზეთის წვდომას ერთ-ერთ ჰიდრავლიკურ ცილინდრზე. ამ შემთხვევაში ტუმბოს ზეწოლის ქვეშ მყოფი ზეთი გადადის ერთი ცილინდრიდან მეორეზე, დგუშს მოძრაობს და აბრუნებს ტილერს, მარაგს და საჭეს სწორი მიმართულებით. ამის შემდეგ, რეგულირების ღერო ბრუნდება ნულოვან პოზიციაზე, ხოლო სენსორი და განმეორებითი აფიქსირებს საჭის ახალ პოზიციას.

იმისათვის, რომ ჰიდრავლიკურ ცილინდრებში ზეთის წნევა არ გაიზარდოს ძლიერი ტალღის ან დიდი ყინულის საჭის დარტყმისას, ჰიდრავლიკური სისტემა აღჭურვილია დამცავი სარქველებით და დარტყმის შთანთქმის ზამბარებით.

ტელემოტორის გაუმართაობის შემთხვევაში, საჭის მანქანა შეიძლება ხელით კონტროლდებოდეს საყრდენი განყოფილებიდან.

ზეთის ორივე ტუმბოს ჩავარდნისას ისინი გადადიან საჭის ხელით გადართვაზე, რისთვისაც ჰიდრავლიკური სისტემის მილები უშუალოდ უკავშირდება ჰიდრავლიკურ ცილინდრებს, რაც ქმნის მათში წნევას საჭის როტაციით საკონტროლო სადგურში.

ანალოგიური მოქმედების პრინციპით ორი დგუშიანი საჭის დანადგარების განლაგება ნაჩვენებია სურათზე 4.6. ეს მანქანები ყველაზე ფართოდ გამოიყენება თანამედროვე გემებზე, რადგან ისინი უზრუნველყოფენ მთელი საჭის მექანიზმის უმაღლეს ეფექტურობას. მათში, სამუშაო ზეთის წნევა ჰიდრავლიკურ ცილინდრებში პირდაპირ გარდაიქმნება ჯერ დგუშის მთარგმნელობით მოძრაობაში, შემდეგ კი მექანიკური გადაცემის საშუალებით საჭის მარაგის ბრუნვის მოძრაობაში, რომელიც მყარად არის დაკავშირებული ტილერთან. საჭის მექანიზმის საჭირო ზეთის წნევა და სიმძლავრე იქმნება ცვლადი სიმძლავრის რადიალური დგუშის ტუმბოებით და იგი ნაწილდება ცილინდრებზე ტელემოტორით, რომელიც იღებს ბრძანებას საჭიდან საჭიდან.

გემის წმინდა ტევადობის უტილიზაციის ფაქტორი (ფორმულა, მისი ახსნა და ამ მაჩვენებლის შეცვლის ლიმიტები).

მე-4 თავში მიღებული გემის წონასწორობის პირობები არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ მუდმივად იცუროს მოცემულ მდგომარეობაში წყლის ზედაპირზე. ასევე აუცილებელია გემის ბალანსი სტაბილური იყოს. თვისებას, რომელსაც მექანიკაში წონასწორობის სტაბილურობას უწოდებენ, გემის თეორიაში ჩვეულებრივ სტაბილურობას უწოდებენ. ამგვარად, ბორბალი უზრუნველყოფს გემის წონასწორობის პირობებს მოცემული დაშვებით, ხოლო სტაბილურობა უზრუნველყოფს ამ პოზიციის შენარჩუნებას.

ყოველთვის გქონდეთ მკაფიო წარმოდგენა გემის სტაბილურობაზე;

იცოდეთ მიზეზები, რომლებიც ამცირებს სტაბილურობას;

იცოდეს და შეძლებს გამოიყენოს ყველა საშუალება და ზომა სტაბილურობის შესანარჩუნებლად და აღდგენისთვის.

გემზე ტვირთის შედარებითი პოზიციის მიხედვით, ნავიგატორს ყოველთვის შეუძლია მოძებნოს მეტაცენტრული სიმაღლის ყველაზე ხელსაყრელი მნიშვნელობა, რომლის დროსაც გემი იქნება საკმარისად სტაბილური და ნაკლებად ექვემდებარება გორვას.

ქუსლის მომენტი არის ტვირთის წონის პროდუქტი, რომელიც გადაადგილდება გემზე მხრით, რომელიც ტოლია მოძრაობის მანძილს. თუ ადამიანი იწონის 75 კგ,ნაპირზე ჯდომა გემზე გადაადგილდება 0,5-ით მ,მაშინ ქუსლის მომენტი ტოლი იქნება 75 * 0.5 = 37.5 კგ/მ.

სურათი 91.სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამა

იმ მომენტის შესაცვლელად, რომლითაც გემი 10 °-ით ქუსლებს, აუცილებელია გემის ჩატვირთვა სრულ გადაადგილებამდე, სრულიად სიმეტრიულად დიამეტრული სიბრტყის მიმართ.

გემის დატვირთვა უნდა შემოწმდეს ორივე მხრიდან გაზომილი ნახაზებით. დახრილობა დაყენებულია მკაცრად პერპენდიკულარულად დიამეტრულ სიბრტყეზე ისე, რომ იგი აჩვენებს 0°-ს.

ამის შემდეგ, აუცილებელია ტვირთების (მაგალითად, ადამიანების) გადატანა წინასწარ მონიშნულ დისტანციებზე, სანამ ინკლინომეტრი არ აჩვენებს 10 °. შემოწმების ექსპერიმენტი უნდა ჩატარდეს შემდეგნაირად: გემს დააჭერენ ერთ მხარეს, შემდეგ კი მეორე მხარეს.

ქუსლქვეშა გემის დამაგრების მომენტების ცოდნა სხვადასხვა (ყველაზე დიდი შესაძლო) კუთხით, შესაძლებელია სტატიკური სტაბილურობის დიაგრამის აგება (ნახ. 91), რომელიც შეაფასებს გემის მდგრადობას.

სტაბილურობა შეიძლება გაიზარდოს ჭურჭლის სიგანის გაზრდით, CG-ის დაწევით და მკაცრი ბუხრების დაყენებით.

თუ გემის სიმძიმის ცენტრი მდებარეობს სიდიდის ცენტრის ქვემოთ, მაშინ ხომალდი ითვლება ძალიან სტაბილურად, რადგან გორგოლაჭის დროს დამხმარე ძალა არ იცვლება სიდიდისა და მიმართულების მიხედვით, მაგრამ მისი გამოყენების წერტილი გადადის ჭურჭლის დახრილობა (სურ. 92, ა).

ამიტომ, ქუსლზე დადგომისას ყალიბდება ძალების წყვილი დადებითი აღდგენის მომენტით, რომლებიც მიდრეკილნი არიან დააბრუნონ გემი ნორმალურ ვერტიკალურ მდგომარეობაში სწორ კედელზე. ადვილი მისახვედრია, რომ h>0, ხოლო მეტაცენტრული სიმაღლე არის 0. ეს დამახასიათებელია მძიმე კილის მქონე იახტებისთვის და ატიპიური უფრო დიდი გემებისთვის ჩვეულებრივი კორპუსის მქონე გემებისთვის.

თუ სიმძიმის ცენტრი მდებარეობს სიდიდის ცენტრის ზემოთ, მაშინ შესაძლებელია სტაბილურობის სამი შემთხვევა, რაც ნავიგატორმა კარგად უნდა იცოდეს.

სტაბილურობის პირველი შემთხვევა.

მეტაცენტრული სიმაღლე h>0. თუ სიმძიმის ცენტრი მდებარეობს სიმძიმის ცენტრის ზემოთ, მაშინ გემის დახრილი პოზიციით დამხმარე ძალის მოქმედების ხაზი კვეთს დიამეტრულ სიბრტყეს სიმძიმის ცენტრის ზემოთ (სურ. 92, ბ).

ბრინჯი. 92.მდგრადი გემის საქმე

ამ შემთხვევაში ასევე ყალიბდება ძალების წყვილი დადებითი აღდგენის მომენტით. ეს ტიპიურია ყველაზე ჩვეულებრივი ფორმის გემებისთვის. სტაბილურობა ამ შემთხვევაში დამოკიდებულია სხეულზე და სიმძიმის ცენტრის პოზიციაზე სიმაღლეში.

ქუსლზე დადგომისას ქუსლიანი მხარე წყალში შედის და ქმნის დამატებით ძაბვას, გემის გასწორებას. თუმცა, როდესაც გემი ტრიალებს თხევადი და ნაყარი ტვირთებით, რომელსაც შეუძლია გადაადგილება გორგოლაჭის მიმართულებით, სიმძიმის ცენტრიც გადაინაცვლებს რულონის მიმართულებით. თუ გრავიტაციის ცენტრი გორგოლაჭის დროს გადავა საზღვრის მიღმა, რომელიც აკავშირებს სიდიდის ცენტრს მეტაცენტრთან, მაშინ გემი ჩაიძირება.

არასტაბილური სუდოკის მეორე შემთხვევა ინდიფერენტული წონასწორობით.

მეტაცენტრული სიმაღლე h \u003d 0. თუ სიმძიმის ცენტრი დევს სიდიდის ცენტრის ზემოთ, მაშინ როლიკებით, დამხმარე ძალის მოქმედების ხაზი გადის სიმძიმის ცენტრში MG \u003d 0 (ნახ. 93).

ამ შემთხვევაში, სიდიდის ცენტრი ყოველთვის განლაგებულია სიმძიმის ცენტრის ერთსა და იმავე ვერტიკალზე, ამიტომ არ არსებობს ძალების აღმდგენი წყვილი. გარე ძალების გავლენის გარეშე გემი ვერ დაბრუნდება სწორ პოზიციაზე.

ამ შემთხვევაში განსაკუთრებით საშიში და სრულიად მიუღებელია გემზე თხევადი და ნაყარი ტვირთების გადაზიდვა: ოდნავი რხევით ხომალდი ჩაიძირება. ეს დამახასიათებელია მრგვალი ჩარჩოს მქონე კატარღებისთვის.

არასტაბილური გემის მესამე შემთხვევა არასტაბილურ წონასწორობაში.

მეტაცენტრული სიმაღლე თ<0. Центр тяжести расположен выше центра величины, а в наклонном положении судна линия действия силы поддержания пересекает след диаметральной плоскости ниже центра тяжести (рис. 94).