Idishning barqarorligi, asosiy kuchlar va muvozanat sharoitlari. Idishning statik barqarorligi diagrammasi
- Nishab tekisligiga qarab ular mavjud lateral barqarorlik poshnali va uzunlamasına barqarorlik trimda. Yuzaki kemalarga (kemalarga) nisbatan, kema korpusining cho'zilgan shakli tufayli uning bo'ylama barqarorligi ko'ndalang barqarorlikka qaraganda ancha yuqori, shuning uchun navigatsiya xavfsizligi uchun to'g'ri lateral barqarorlikni ta'minlash juda muhimdir.
- Nishabning kattaligiga qarab, moyillikning kichik burchaklarida barqarorlik farqlanadi ( dastlabki barqarorlik) va katta moyillik burchaklarida barqarorlik.
- Ta'sir qiluvchi kuchlarning tabiatiga ko'ra, statik va dinamik barqarorlik farqlanadi.
Dastlabki lateral barqarorlik
Rulo paytida barqarorlik 10-15 ° gacha bo'lgan burchaklarda boshlang'ich hisoblanadi. Ushbu chegaralar ichida to'g'rilash kuchi rulon burchagiga proportsionaldir va oddiy chiziqli munosabatlar yordamida aniqlanishi mumkin.
Bunday holda, muvozanat holatidan og'ishlar tashqi kuchlar ta'sirida yuzaga keladi, deb taxmin qilinadi, ular idishning og'irligini ham, uning og'irlik markazining (CG) holatini ham o'zgartirmaydi. Keyin botiriladigan hajm hajmi o'zgarmaydi, lekin shakli o'zgaradi. Teng hajmli egilishlar teng hajmli suv liniyalariga to'g'ri keladi, bu esa bir xil kattalikdagi korpusning botirilgan hajmlarini kesib tashlaydi. Suv chizig'i tekisliklarining kesishish chizig'i nishab o'qi deb ataladi, u teng hajmli moyilliklarda suv chizig'i maydonining og'irlik markazidan o'tadi. Ko'ndalang moyilliklar bilan u markaziy tekislikda yotadi.
Erkin yuzalar
Yuqorida ko'rib chiqilgan barcha holatlar tomirning og'irlik markazining harakatsizligini, ya'ni egilgan holda harakatlanadigan yuklarning yo'qligini nazarda tutadi. Ammo bunday yuklar mavjud bo'lganda, ularning barqarorlikka ta'siri boshqalarga qaraganda ancha katta.
Oddiy holat qisman to'ldirilgan, ya'ni bo'sh yuzalarga ega bo'lgan tanklarda suyuq yuk (yoqilg'i, moy, balast va qozon suvi) hisoblanadi. Bunday yuklar egilgan holda toshib ketishi mumkin. Agar suyuq yuk tankni to'liq to'ldirsa, u qattiq qo'zg'almas yukga tengdir.
Erkin sirtning barqarorlikka ta'siri
Agar suyuqlik idishni to'liq to'ldirmasa, ya'ni har doim gorizontal holatda bo'lgan erkin yuzaga ega bo'lsa, u holda idish burchak ostida egilganida θ suyuqlik nishab tomon oqadi. Erkin sirt KVL ga nisbatan bir xil burchakka ega bo'ladi.
Suyuq yuk darajalari teng hajmdagi tanklarni kesib tashlaydi, ya'ni ular teng hajmli suv liniyalariga o'xshaydi. Shuning uchun, rulon paytida suyuq yukni quyish natijasida yuzaga kelgan moment men th, shakl barqarorligi momentiga o'xshash tarzda ifodalanishi mumkin m f, faqat men th qarama-qarshi m f belgisi bo'yicha:
dm th = - g f i x th,Qayerda i x- suyuqlik yukining erkin sirt maydonining ushbu hududning og'irlik markazidan o'tadigan bo'ylama o'qga nisbatan inersiya momenti; g f- suyuq yukning solishtirma og'irligi
Keyin erkin sirtli suyuqlik yuki mavjud bo'lganda tiklash momenti:
m th1 = m th + dm th = Phth - g f i x th = P(h - g f i x /gV)th = Ph 1 th,Qayerda h- transfüzyon bo'lmaganda transvers metasentrik balandlik; h 1 = h - g f i x /gV- haqiqiy transvers metasentrik balandlik.
Iridescent vaznning ta'siri ko'ndalang metasentrik balandlikka tuzatish beradi d h = - g f i x /gV
Suv va suyuq yuklarning zichligi nisbatan barqaror, ya'ni tuzatishga asosiy ta'sir erkin sirtning shakli yoki aniqrog'i, uning inersiya momenti bilan ta'sir qiladi. Bu shuni anglatadiki, lateral barqarorlikka asosan kenglik va bo'ylama uzunligi erkin sirt ta'sir qiladi.
Salbiy tuzatish qiymatining jismoniy ma'nosi shundaki, erkin sirtlarning mavjudligi doimo bo'ladi kamaytiradi barqarorlik. Shuning uchun ularni kamaytirish bo'yicha tashkiliy va konstruktiv choralar ko'rilmoqda:
Tomirning dinamik barqarorligi
Statik ta'sirdan farqli o'laroq, kuchlar va momentlarning dinamik ta'siri idishga sezilarli burchak tezliklari va tezlanishlarini beradi. Shuning uchun ularning ta'siri energiyalarda, aniqrog'i, kuchlar va momentlarning ishi shaklida ko'rib chiqiladi, balki sa'y-harakatlarning o'zida emas. Bunday holda, kinetik energiya teoremasi qo'llaniladi, unga ko'ra idishning moyilligi kinetik energiyasining o'sishi unga ta'sir qiluvchi kuchlarning ishiga tengdir.
Kemaga poshnali moment qo'llanilganda m cr, kattaligi doimiy, u dumalay boshlaydigan ijobiy tezlanishni oladi. Siz egilganingizda, tiklash momenti ortadi, lekin dastlab burchakka qadar th st, qaysi vaqtda m cr = m th, u kamroq poshnali bo'ladi. Statik muvozanat burchagiga yetganda th st, aylanish harakatining kinetik energiyasi maksimal bo'ladi. Shuning uchun, kema muvozanat holatida qolmaydi, lekin kinetik energiya tufayli u yana, lekin asta-sekin aylanadi, chunki to'g'rilash momenti to'g'rilash momentidan kattaroqdir. Oldindan to'plangan kinetik energiya qayta tiklash momentining ortiqcha ishi bilan o'chadi. Ushbu ishning kattaligi kinetik energiyani to'liq o'chirish uchun etarli bo'lgandan so'ng, burchak tezligi nolga aylanadi va kema tovonini to'xtatadi.
Dinamik momentdan kema oladigan eng katta moyillik burchagi tovonning dinamik burchagi deyiladi. th din. Bundan farqli o'laroq, kema xuddi shu moment ta'sirida suzadigan aylanish burchagi (shartga ko'ra). m cr = m th), statik rulon burchagi deb ataladi th st.
Agar biz statik barqarorlik diagrammasiga murojaat qilsak, ish to'g'rilash momenti egri chizig'i ostidagi maydon bilan ifodalanadi. m in. Shunga ko'ra, dinamik rulonli burchak th din maydonlarning tengligidan aniqlash mumkin OAB Va BCD, tiklash momentining ortiqcha ishiga mos keladi. Analitik jihatdan bir xil ish quyidagicha hisoblanadi:
,0 dan oraliqda th din.
Dinamik bank burchagiga erishgandan so'ng th din, kema muvozanatga kelmaydi, lekin ortiqcha to'g'rilash momenti ta'sirida tekislash uchun tezlasha boshlaydi. Suvga chidamlilik bo'lmasa, kema to'piq paytida muvozanat holatida o'zgarmagan tebranishlarga kiradi. th st / ed. Jismoniy ensiklopediya
Kema - kemaning aylanma yoki kesishga olib keladigan tashqi kuchlarga qarshilik ko'rsatish va ularning harakati to'xtatilgandan keyin dastlabki muvozanat holatiga qaytish qobiliyati; kemaning eng muhim dengizga yaroqlilik sifatlaridan biri. O. to'pig'i turganda...... Buyuk Sovet Entsiklopediyasi
Kemaning tik holatidadir muvozanat holatida bo'lishi va qandaydir kuch ta'sirida undan olib tashlanganidan so'ng, uning harakatini to'xtatgandan keyin yana unga qaytish sifati. Bu sifat navigatsiya xavfsizligi uchun eng muhimlaridan biridir; ko'p edi ... ... Entsiklopedik lug'at F.A. Brockhaus va I.A. Efron
G. Idishning tik holatda suzishi va egilgandan keyin oʻzini toʻgʻrilash qobiliyati. Efrayimning izohli lug'ati. T. F. Efremova. 2000... Zamonaviy izohli lug'at Rus tili Efremova
Barqarorlik, barqarorlik, barqarorlik, barqarorlik, barqarorlik, barqarorlik, barqarorlik, barqarorlik, barqarorlik, barqarorlik, barqarorlik, barqarorlik
Nishabning kichik burchaklarida tomirning barqarorligi (th 120 dan kam) boshlang'ich deb ataladi, bu holda to'g'rilash momenti rulon burchagiga chiziqli bog'liq.
Keling, tomirning ko'ndalang tekislikdagi bir xil moyilliklarini ko'rib chiqaylik.
Bunday holda, biz quyidagilarni taxmin qilamiz:
moyillik burchagi th kichik (12 ° gacha);
CV traektoriyasining CC1 egri chizig'ining kesimi - qiyalik tekisligida yotgan aylana yoyi;
tomirning moyil holatida suzib yuruvchi kuchning ta'sir chizig'i m boshlang'ich metasentri orqali o'tadi.
Bunday taxminlarga ko'ra, statik barqarorlik qo'li deb ataladigan GK qo'liga moyillik tekisligida bir juft kuchning umumiy momenti (og'irlik va suzish kuchlari) ta'sir qiladi va momentning o'zi. tiklash momenti va Mv deb belgilanadi.
Mv = Rh.
Bu formula deyiladi lateral barqarorlik uchun metasentrik formula.
Kema 12° dan ortiq burchak ostida ko‘ndalang egilganda yuqoridagi iborani qo‘llash mumkin emas, chunki eğimli suv chizig‘ining og‘irlik markazi markaziy tekislikdan siljiydi va kattalik markazi aylana bo‘ylab harakatlanmaydi. yoy, lekin o'zgaruvchan egrilik egri chizig'i bo'ylab, ya'ni metasentrik radius o'z qiymatini o'zgartiradi.
Katta rulon burchaklarida barqarorlik masalalarini hal qilish uchun ular foydalanadilar Statik barqarorlik diagrammasi (SSD), bu statik barqarorlik qo'llarining rulon burchagiga bog'liqligini ifodalovchi grafik.
Statik barqarorlik diagrammasi pantokarens yordamida tuziladi - lf shaklidagi barqarorlik qo'llarining tomirning hajmli siljishiga va tovon burchagiga bog'liqligi grafigi. Muayyan idishning pantokarlari konstruktorlik byurosida bo'sh idishdan to'liq yuklangan idishning siljishigacha bo'lgan siljishlar uchun 0 dan 900 gacha bo'lgan tovon burchaklari uchun qurilgan (idishda joylashgan - nazariy chizmaning egri elementlar jadvallari).
Guruch - a - pantokarena; b - elkalarining statik barqarorligini aniqlash uchun grafiklar l
DSO yaratish uchun sizga kerak bo'ladi:
pantokarenning gorizontal o'qida, yukni to'ldirishni tugallash vaqtida idishning hajmli siljishiga mos keladigan nuqtani qo'ying;
olingan nuqtadan perpendikulyarni tiklang va egri chiziqlardan 10, 200 va hokazo burilish burchaklari uchun lf qiymatlarini olib tashlang;
Formuladan foydalanib, statik barqarorlik elkalarini hisoblang:
l = lf – a*sinth = lf – (Zg – Zc) *sinth,
bu yerda a = Zg – Zc (bu holda Zg tomirning CG ilovasi berilgan siljishga mos keladigan yukni hisoblashdan topiladi - maxsus jadval to'ldiriladi va Zc CV ilovasi jadvallardan topiladi. nazariy chizmaning kavisli elementlari);
lf egri chizig'ini va sinusoid a*sinthni tuzing, ularning ordinatalari farqlari l statik barqarorlik qo'llari.
Statik barqarorlik diagrammasini qurish uchun abscissa o'qi bo'yicha gradusdagi th burchaklari va ordinata o'qi bo'ylab metrlarda statik barqarorlik qo'llari chiziladi. Diagramma ma'lum bir siljish uchun tuzilgan.
Shaklda. kemaning ba'zi holatlari turli moyilliklarda ko'rsatilgan:
I pozitsiyasi (th = 00) statik muvozanat holatiga mos keladi (l = 0);
II pozitsiya (th = 200) - statik barqarorlikning elkasi paydo bo'ldi (1 = 0,2 m);
III pozitsiyasi (th = 370) - statik barqarorlik qo'li maksimal darajaga yetdi (I = 0,35 m);
IV pozitsiyasi (th = 600) - statik barqarorlik qo'li pasayadi (I = 0,22 m);
V pozitsiyasi (th = 830) - statik barqarorlik qo'li nolga teng. Idish statik beqaror muvozanat holatidadir, chunki rulonning biroz ortishi ham idishning ag'darilishiga olib keladi;
VI pozitsiyasi (th = 1000) - statik barqarorlik qo'li salbiy bo'ladi va kema ag'dariladi.
Katta pozitsiyalardan boshlab III pozitsiyadan ko'ra, kema unga tashqi kuch qo'llamasdan mustaqil ravishda muvozanat holatiga qaytolmaydi.
Shunday qilib, kema tovon burchagi ichida noldan 83 ° gacha barqaror. Idishning ag'darilgan burchagiga (th = 830) mos keladigan egri chiziqning abscissa o'qi bilan kesishish nuqtasi deyiladi. diagrammaning quyosh botish nuqtasi, va bu burchak quyosh botishi burchagi diagrammasi.
Maksimal to'planish momenti Mkr max, kema ag'darilmasdan qo'llab-quvvatlay oladigan maksimal statik barqarorlik qo'liga mos keladi.
Statik barqarorlik diagrammasidan foydalanib, siz shamol, to'lqinlar, yukning siljishi va boshqalar ta'sirida paydo bo'lgan M1 ma'lum bo'lgan to'piq momentidan tovon burchagini aniqlashingiz mumkin. Uni aniqlash uchun M1 nuqtadan keladigan gorizontal chiziq chizmaning egri chizig'i bilan kesishguncha chiziladi va hosil bo'lgan nuqtadan abscissa o'qiga perpendikulyar tushiriladi (th = 260). Teskari masala ham xuddi shunday yechiladi.
Statik barqarorlik diagrammasidan foydalanib, siz boshlang'ich metasentrik balandlikning qiymatini aniqlashingiz mumkin, qaysi birini topishingiz kerak:
57,3 ° (bir radian) bo'lgan bank burchagiga mos keladigan x o'qining nuqtasidan perpendikulyarni tiklang;
koordinatalarning kelib chiqishidan egri chiziqning boshlang'ich qismiga teginish chiziladi;
abscissa o'qi va tangens o'rtasida joylashgan perpendikulyar segmentni o'lchang, bu barqarorlik qo'llari shkalasi bo'yicha tomirning metasentrik balandligiga teng.
4-MA'RUZA
Barqarorlikning umumiy qoidalari. Past moyilliklarda barqarorlik. Metasentr, metasentrik radius, metasentrik balandlik. Barqarorlikning metasentrik formulalari. Kemada yuklarni tashishda qo'nish parametrlarini va barqarorligini aniqlash. Bo'shashgan va suyuq yuklarning barqarorligiga ta'siri.
Moslashuvchan tajriba.
Barqarorlik har qanday tashqi kuchlar tomonidan normal muvozanat holatidan chiqarilgan kemaning ushbu kuchlarning ta'siri to'xtatilgandan so'ng dastlabki holatiga qaytish qobiliyatidir. Kemani normal muvozanat holatidan siqib chiqarishi mumkin bo'lgan tashqi kuchlarga quyidagilar kiradi: shamol, to'lqinlar, yuk va odamlarning harakati, shuningdek, markazdan qochma kuchlar va kema aylanganda paydo bo'ladigan momentlar. Navigator o'z kemasining xususiyatlarini bilishi va uning barqarorligiga ta'sir qiluvchi omillarni to'g'ri baholashi shart.
Transvers va uzunlamasına barqarorlik o'rtasida farqlanadi. Idishning lateral barqarorligi og'irlik markazining nisbiy holati bilan tavsiflanadi G va kattalik markazi BILAN. Keling, lateral barqarorlikni ko'rib chiqaylik.
Agar kema bir tomondan kichik burchak ostida (5-10 °) egilgan bo'lsa (1-rasm), markaziy nuqta C nuqtadan nuqtaga o'tadi. Shunga ko'ra, sirtga perpendikulyar ta'sir qiluvchi qo'llab-quvvatlovchi kuch markaz tekisligini (DP) nuqtada kesib o'tadi. M.
Idishning DP ning rulon paytida qo'llab-quvvatlovchi kuch yo'nalishining davomi bilan kesishish nuqtasi deyiladi. boshlang'ich metamarkaz M. Qo'llab-quvvatlovchi kuchni qo'llash joyidan masofa BILAN boshlang'ich metamarkazga chaqiriladi metasentrik radius .
1-rasm – C past poshnali kemada harakat qiluvchi statik kuchlar
Dastlabki metamarkazdan masofa M og'irlik markaziga G chaqirdi boshlang'ich metasentrik balandlik
.
Dastlabki metasentrik balandlik tomirning kichik moyilliklarida barqarorlikni tavsiflaydi, metrlarda o'lchanadi va tomirning dastlabki barqarorligi mezoni hisoblanadi. Qoida tariqasida, motorli qayiqlar va tezyurar qayiqlarning boshlang'ich metasentrik balandligi 0,5 dan katta bo'lsa, yaxshi hisoblanadi. m, ba'zi kemalar uchun kamroq ruxsat etiladi, lekin 0,35 dan kam emas m.
Keskin egilish kemaning aylanishiga olib keladi va erkin aylanish davri sekundomer bilan o'lchanadi, ya'ni bir ekstremal holatdan ikkinchisiga va orqaga to'liq aylanish vaqti. Tomirning transvers metasentrik balandligi quyidagi formula bilan aniqlanadi:
,
m
Qayerda IN- kemaning kengligi, m; T- aylanish davri, sek.
Olingan natijalarni baholash uchun rasmdagi egri chiziqdan foydalaning. 2, ma'lumotlarga ko'ra qurilgan 
dacha mo'ljallangan qayiqlar.
Ri.2 – V Dastlabki metasentrik balandlikning tomir uzunligiga bog'liqligi
Agar boshlang'ich metasentrik balandlik bo'lsa 
, yuqoridagi formula bo'yicha aniqlangan, soyali chiziq ostida bo'ladi, ya'ni kema silliq rulonga ega bo'ladi, lekin dastlabki barqarorlik etarli emas va unda suzib yurish xavfli bo'lishi mumkin. Agar metamarkaz soyali chiziq ustida joylashgan bo'lsa, kema tez (o'tkir) dumalab turishi bilan ajralib turadi, ammo barqarorligi oshadi va shuning uchun bunday kema dengizga ko'proq mos keladi, lekin uning yashashi qoniqarsiz. Optimal qiymatlar soyali tarmoqli maydoniga tushadigan qiymatlar bo'ladi.
Bir tomondan kemaning rulosi burchak bilan o'lchanadi 
vertikal chiziq bilan markaziy tekislikning yangi eğimli holati o'rtasida.
Tovonli tomon qarama-qarshi tomonga qaraganda ko'proq suvni siqib chiqaradi va og'irlik markazi tovon tomon siljiydi. Keyin qo'llab-quvvatlovchi va og'irlikning natijaviy kuchlari muvozanatsiz bo'lib, elkasiga teng bo'lgan bir juft kuch hosil qiladi.
.
Og'irlik va qo'llab-quvvatlash kuchlarining takroriy harakati to'g'rilash momenti bilan o'lchanadi:
.
Qayerda D- kemaning og'irligiga teng suzuvchi kuch; l- barqarorlik qo'li.
Ushbu formula metasentrik barqarorlik formulasi deb ataladi va faqat kichik burilish burchaklari uchun amal qiladi, bunda metasentrni doimiy deb hisoblash mumkin. Katta rulon burchaklarida metasentr doimiy emas, buning natijasida to'g'rilash momenti va rulon burchaklari o'rtasidagi chiziqli munosabatlar buziladi.
Kichik ( 
) va katta ( 
) metasentrik radiuslarni professor A.P.Fan der Fleet formulalari yordamida hisoblash mumkin:
;
.
Kemadagi yukning nisbiy holatiga ko'ra, navigator har doim metasentrik balandlikning eng maqbul qiymatini topishi mumkin, bunda kema etarlicha barqaror bo'ladi va tirgaklarga kamroq duchor bo'ladi.
To'piq momenti - bu harakat masofasiga teng bo'lgan yelka bilan kema bo'ylab harakatlanadigan yuk og'irligining mahsulotidir. Agar odamning vazni 75 bo'lsa kg, qirg'oqda o'tirish kema bo'ylab 0,5 ga harakat qiladi m, keyin to'piq momenti 75 * 0,5 = 37,5 ga teng bo'ladi kg/m.
Kemani 10 ° ga burish momentini o'zgartirish uchun kemani markaziy tekislikka nisbatan to'liq nosimmetrik tarzda to'liq siljish uchun yuklash kerak. Kemaning yuklanishi har ikki tomondan o'lchangan qoralamalar bilan tekshirilishi kerak. Nishab o'lchagich DP ga qat'iy perpendikulyar ravishda o'rnatiladi, shunda u 0 ° ni ko'rsatadi.
Shundan so'ng, inklinometr 10 ° ni ko'rsatmaguncha, siz yuklarni (masalan, odamlarni) oldindan belgilangan masofalarga ko'chirishingiz kerak. Sinov tajribasi quyidagicha amalga oshirilishi kerak: kemani bir tomonga, keyin esa boshqa tomonga burish. Kemaning har xil (eng katta) burchaklarda egilishining mahkamlash momentlarini bilib, kemaning barqarorligini baholashga imkon beradigan statik barqarorlik diagrammasini (3-rasm) qurish mumkin.
Fig.3 – Statik barqarorlik diagrammasi
Idishning kengligini oshirish, og'irlik markazini tushirish va qattiq shamshirlarni o'rnatish orqali barqarorlikni oshirish mumkin.
Agar tomirning CG CV ostida joylashgan bo'lsa, u holda idish juda barqaror hisoblanadi, chunki rulon paytida qo'llab-quvvatlovchi kuch kattaligi va yo'nalishi bo'yicha o'zgarmaydi, lekin uni qo'llash nuqtasi tomirning egilishi tomon siljiydi. (4-rasm, a). Shuning uchun, poshnali cho'zilganida, kemani tekis kilda normal vertikal holatiga qaytarishga moyil bo'lgan ijobiy tiklash momenti bilan bir juft kuch hosil bo'ladi. Buni tekshirish oson h>0, metasentrik balandligi esa 0. Bu og'ir kielli yaxtalar uchun xos va ko'proq uchun atipikdir. katta kemalar an'anaviy uy-joy dizayni bilan.
Agar CG CV ustida joylashgan bo'lsa, unda navigator yaxshi bilishi kerak bo'lgan uchta barqarorlik holati mumkin.
Barqarorlikning birinchi holati
Metasentrik balandlik h>0. Agar og'irlik markazi kattalik markazidan yuqorida joylashgan bo'lsa, u holda idish moyil holatda bo'lganda, qo'llab-quvvatlovchi kuchning ta'sir chizig'i og'irlik markazining ustidagi markaz tekisligini kesib o'tadi (4-rasm, b).
4-rasm - Barqaror idishning holati
Bunday holda, ijobiy tiklash momentiga ega bo'lgan bir nechta kuchlar ham hosil bo'ladi. Bu ko'pchilik an'anaviy shakldagi qayiqlar uchun odatiy holdir. Bu holatda barqarorlik korpusga va og'irlik markazining balandlikdagi holatiga bog'liq. To'piq bo'lganda, tovon tomoni suvga kiradi va kemani tekislashga moyil bo'lib, qo'shimcha suzish qobiliyatini hosil qiladi. Biroq, kema rulon tomon harakatlanishi mumkin bo'lgan suyuq va quyma yuk bilan aylanganda, og'irlik markazi ham rulon tomon siljiydi. Agar rulon davomida og'irlik markazi kattalik markazini metasentr bilan bog'laydigan plumb chizig'idan tashqariga chiqsa, u holda kema ag'darilib ketadi.
Inferent muvozanatdagi beqaror idishning 2-holati
Metasentrik balandlik h= 0. Agar CG CG ustida yotsa, u holda rulon davomida qo'llab-quvvatlovchi kuchning ta'sir chizig'i CG MG = 0 orqali o'tadi (5-rasm).
5-rasm - Inferent muvozanatdagi beqaror idishning holati
Bunday holda, CV har doim CG bilan bir xil vertikalda joylashgan, shuning uchun qayta tiklanadigan kuchlar juftligi yo'q. Tashqi kuchlar ta'sirisiz kema tik holatiga qaytolmaydi. Bunday holda, suyuq va quyma yuklarni kemada tashish ayniqsa xavfli va mutlaqo qabul qilinishi mumkin emas: ozgina tebranish bilan kema ag'darilib ketadi. Bu yumaloq ramkali qayiqlar uchun odatiy holdir.
Beqaror muvozanatli beqaror kemaning 3-holati
Metasentrik balandlik h<0. ЦТ расположен выше ЦВ, а в наклонном положении судна линия действия силы поддержания пересекает след диаметральной плоскости ниже ЦТ (рис. 6). Сила тяжести и сила поддержания при малейшем крене образуют пару сил с отрицательным восстанавливающим моментом и судно опрокидывается.
6-rasm - C beqaror muvozanatdagi beqaror kemaning nuri
Tahlil qilingan holatlar shuni ko'rsatadiki, agar metamarkaz kemaning CG ustida joylashgan bo'lsa, kema barqaror bo'ladi. CG qanchalik past bo'lsa, kema shunchalik barqaror bo'ladi. Amalda, bunga yukni kemaning pastki qismida emas, balki pastki xonalarda va ushlagichlarda joylashtirish orqali erishiladi.
Kemaga tashqi kuchlarning ta'siri, shuningdek, yukning etarlicha mustahkam mustahkamlanmaganligi natijasida uning kemada harakatlanishi mumkin. Keling, ushbu omilning kemaning qo'nish parametrlarining o'zgarishiga va uning barqarorligiga ta'sirini ko'rib chiqaylik.
Yukning vertikal harakati.
1-rasm - Yukning vertikal harakatining metasentrik balandlikning o'zgarishiga ta'siri
Kichik yukning harakati natijasida kemaning qo'nishi va barqarorligining o'zgarishini aniqlaylik 
nuqtadan vertikal yo'nalishda (1-rasm). 
aynan 
. Yukning massasi o'zgarmasligi sababli, kemaning siljishi o'zgarishsiz qoladi. Shunday qilib, birinchi muvozanat sharti bajariladi: 
. Nazariy mexanikadan ma'lumki, jismlardan biri harakat qilganda butun sistemaning CG bir xil yo'nalishda harakat qiladi. Shuning uchun, kemaning CG 
nuqtaga o'tadi 
, va vertikalning o'zi, avvalgidek, miqdor markazidan o'tadi 
.
Ikkinchi muvozanat sharti bajariladi: 
.
Bizning holatimizda ikkala muvozanat sharti ham bajarilganligi sababli, biz xulosa qilishimiz mumkin: Yuk vertikal harakatlansa, kema muvozanat holatini o'zgartirmaydi.
Dastlabki lateral barqarorlikning o'zgarishini ko'rib chiqaylik. Suvga botgan kema korpusining hajmining shakli va suv chizig'ining maydoni o'zgarmaganligi sababli, qiymat markazining pozitsiyasi 
va yuk vertikal harakat qilganda ko'ndalang metasentr o'zgarishsiz qoladi. Faqat kemaning CG harakat qiladi, bu esa metasentrik balandlikning pasayishiga olib keladi 
, shuningdek 
, qayerda 
, Qayerda 
- ko'chirilayotgan yukning og'irligi; kN;
- yukning CG vertikal yo'nalishda harakat qilgan masofasi; m.
Shunday qilib, yangi ma'no 
, bu erda yukni yuqoriga ko'chirishda (+) belgisi, pastga esa (-) belgisi ishlatiladi.
Formuladan ko'rinib turibdiki, yukning vertikal harakati yuqoriga qarab tomirning lateral barqarorligining pasayishiga olib keladi va pastga qarab harakatlanayotganda lateral barqarorlik ortadi.
Barqarorlikning o'zgarishi mahsulotga teng 
. Yanal barqarorlikning o'zgarishi katta joy almashishi bo'lgan kema uchun nisbatan kamroq bo'ladi, shuning uchun katta siljishli kemalarda yuk harakati kichik kemalarga qaraganda xavfsizroqdir.
Yukning ko'ndalang gorizontal harakati.
Yuk tashish 
nuqtadan 
aynan 
(2-rasm) masofadan turib 
kemaning burchak ostida aylanishiga olib keladi 
va uning CG ning yukning harakatlanish chizig'iga parallel yo'nalishda siljishi.
2-rasm - Yukning ko'ndalang harakati paytida tovon momentining paydo bo'lishi
Burchakka egilish 
, kema yangi muvozanat holatiga keladi, kemaning tortishish kuchi 
, endi nuqtada qo'llaniladi 
va kuchni saqlab qolish 
, nuqtada qo'llaniladi 
, yangi suv chizig'iga bir vertikal perpendikulyar bo'ylab harakat qiling 
.
Yukning harakati tovon momentining shakllanishiga olib keladi:
,
Qayerda 
- yuk harakatlanuvchi elka, m.
Metasentrik barqarorlik formulasiga muvofiq to'g'rilash momenti
.
Kema muvozanat holatida bo'lgani uchun 
va , bu erda yukning ko'ndalang harakati paytida rulon burchagi 
. Rulo burchagi kichik bo'lgani uchun, keyin 
.
Agar kema allaqachon tovon burchagiga ega bo'lsa, u holda yukning gorizontal harakatidan keyin tovon burchagi bo'ladi. 
.
Barqarorlik- kemaning uni muvozanat holatidan chetga surib qo'yuvchi kuchlarga qarshilik ko'rsatish va bu kuchlarning ta'siri to'xtatilgandan keyin o'zining dastlabki muvozanat holatiga qaytish qobiliyatidir.
4-bobda olingan kemaning muvozanat sharoitlari "Suyanch" suv yuzasiga nisbatan ma'lum bir holatda doimiy ravishda suzib yurishi uchun etarli emas. Bundan tashqari, idishning muvozanati barqaror bo'lishi kerak. Mexanikada muvozanat barqarorligi deb ataladigan xususiyat, odatda, kema nazariyasida barqarorlik deb ataladi. Shunday qilib, suzuvchilik ma'lum bir qo'nish bilan kemaning muvozanat holati uchun sharoitlarni ta'minlaydi va barqarorlik bu pozitsiyaning saqlanishini ta'minlaydi.
Tomirning barqarorligi moyillik burchagi ortishi bilan o'zgaradi va ma'lum bir qiymatda u butunlay yo'qoladi. Shuning uchun tomirning barqarorligini kichik (nazariy jihatdan cheksiz) muvozanat holatidan T = 0, r = 0 bilan og'ishlarda o'rganish va keyin uning barqarorligi xususiyatlarini, katta moyilliklarda ularning ruxsat etilgan chegaralarini aniqlash maqsadga muvofiq ko'rinadi.
Ajratish odatiy holdir Nishabning kichik burchaklarida tomirning barqarorligi (dastlabki barqarorlik) va katta egilish burchaklarida barqarorlik.
Kichik moyilliklarni ko'rib chiqayotganda, chiziqli nazariya doirasida tomirning dastlabki barqarorligini o'rganish va uning xususiyatlarining oddiy matematik bog'liqliklarini olish imkonini beradigan bir qator taxminlarni amalga oshirish mumkin. Nishabning katta burchaklarida tomirning barqarorligi aniqlangan chiziqli bo'lmagan nazariya yordamida o'rganiladi. Tabiiyki, idishning barqarorlik xususiyati bir xil va qabul qilingan bo'linish faqat uslubiy xususiyatga ega.
Idishning barqarorligini o'rganishda uning ikkita o'zaro perpendikulyar tekislikdagi - ko'ndalang va bo'ylama - moyilliklari hisobga olinadi. Kema ko'ndalang tekislikda egilganda, rulon burchaklari bilan aniqlanadi, u o'rganiladi lateral barqarorlik; uzunlamasına tekislikdagi moyilliklar trim burchaklari bilan aniqlanganda, uni o'rganing uzunlamasına barqarorlik.
Agar kema sezilarli burchak tezlashuvisiz egilib qolsa (suyuq yukni quyish, bo'limga suvning sekin oqimi), unda barqarorlik deyiladi. statik.
Ba'zi hollarda kemani eguvchi kuchlar to'satdan harakat qilib, sezilarli burchak tezlashishiga olib keladi (shamol bo'roni, to'lqin burilishi va boshqalar). Bunday hollarda o'ylab ko'ring dinamik barqarorlik.
Barqarorlik - bu kemaning juda muhim dengizga yaroqlilik xususiyati; suzish qobiliyati bilan birga, u suv yuzasiga nisbatan kemaning ma'lum bir holatda suzishini ta'minlaydi, harakat va manevrni ta'minlash uchun zarur. Idishning barqarorligining pasayishi favqulodda rulon va trimga olib kelishi mumkin va barqarorlikning to'liq yo'qolishi uning ag'darilishiga olib kelishi mumkin.
Kema barqarorligining xavfli pasayishiga yo'l qo'ymaslik uchun barcha ekipaj a'zolari quyidagilarga majburdirlar:
har doim kemaning barqarorligi haqida aniq tushunchaga ega bo'lish;
barqarorlikni pasaytiradigan sabablarni bilish;
barqarorlikni saqlash va tiklash uchun barcha vositalar va chora-tadbirlarni bilish va qo'llash.
Yanal barqarorlik nazariyasi kemaning o'rta tekisligida sodir bo'ladigan moyilligini ko'rib chiqadi va tovon momenti deb ataladigan tashqi moment ham kemaning o'rta tekisligida harakat qiladi.
Hozircha tomirning kichik egilishlari bilan cheklanib qolmasdan (ular “Boshlang'ich barqarorlik” bo'limida alohida holat sifatida ko'rib chiqiladi), keling, tashqi tovon momentining doimiy ta'siri ostida tomirning tovonining umumiy holatini ko'rib chiqaylik. vaqt. Amalda, bunday tovon momenti, masalan, doimiy shamol kuchining ta'siridan kelib chiqishi mumkin, uning yo'nalishi tomirning ko'ndalang tekisligi - o'rta kesma tekisligiga to'g'ri keladi. Ushbu to'ntarish momentiga duchor bo'lganda, kema qarama-qarshi tomonga doimiy dumaloq bo'lib, uning kattaligi shamol kuchi va kema qismidagi to'g'rilash momenti bilan belgilanadi.
Kema nazariyasi bo'yicha adabiyotda rasmda bir vaqtning o'zida kemaning ikkita pozitsiyasini - tekis va ro'yxat bilan birlashtirish odatiy holdir. Poshnali holat suv chizig'ining kemaga nisbatan yangi holatiga to'g'ri keladi, bu doimiy suv ostida bo'lgan hajmga to'g'ri keladi, ammo poshnali kemaning suv osti qismining shakli endi simmetriyaga ega emas: o'ng tomoni chap tomonga qaraganda ko'proq suv ostida. (1-rasm).
Kemaning siljishining bir qiymatiga (idishning doimiy og'irligida) mos keladigan barcha suv chiziqlari odatda deyiladi. teng hajm.
Barcha teng hajmli suv liniyalarining rasmidagi aniq tasviri katta hisoblash qiyinchiliklari bilan bog'liq. Kema nazariyasida teng hajmli suv chiziqlarini grafik tasvirlashning bir necha usullari mavjud. Tovonning juda kichik burchaklarida (cheksiz kichik teng hajmli egilishlarda) L. Eyler teoremasidan olingan xulosadan foydalanish mumkin, unga ko‘ra tovonning cheksiz kichik burchagi bilan farq qiluvchi ikkita teng hajmli suv chizig‘i to‘g‘ri chiziq bo‘ylab kesishadi. hududning umumiy og'irlik markazi orqali (cheklangan moyilliklar uchun bu bayonot o'z kuchini yo'qotadi, chunki har bir suv chizig'i hududning o'z og'irlik markaziga ega).
Agar biz kema og'irligi va gidrostatik bosim kuchlarining haqiqiy taqsimotidan mavhum bo'lsak, ularning harakatini konsentrlangan natijalar bilan almashtirsak, biz diagrammaga kelamiz (1-rasm). Idishning og'irlik markazida barcha holatlarda suv chizig'iga perpendikulyar yo'naltirilgan og'irlik kuchi qo'llaniladi. Bunga parallel ravishda kemaning suv osti hajmining markazida - deb ataladigan joyda qo'llaniladigan suzuvchi kuch mavjud. kattalik markazi(nuqta BILAN).
Ushbu kuchlarning xatti-harakati (va kelib chiqishi) bir-biridan mustaqil bo'lganligi sababli, ular endi bir chiziq bo'ylab harakat qilmaydi, balki ta'sir etuvchi suv chizig'iga parallel va perpendikulyar bir juft kuch hosil qiladi. B 1 L 1. Og'irlik kuchi haqida R aytishimiz mumkinki, u vertikal va suv yuzasiga perpendikulyar bo'lib qoladi va egilgan kema vertikaldan chetga chiqadi va faqat chizmaning konventsiyasi og'irlik kuchining vektorining markaziy tekislikdan chetlanishini talab qiladi. Agar siz kemaga o'rnatilgan videokamera bilan vaziyatni tasavvur qilsangiz, ekranda dengiz yuzasini kemaning aylanish burchagiga teng burchak ostida ko'rsatsangiz, ushbu yondashuvning o'ziga xos xususiyatlarini tushunish oson.
Olingan kuchlar juftligi odatda chaqirilgan momentni hosil qiladi tiklash momenti. Bu moment tashqi tovon momentiga qarshi turadi va barqarorlik nazariyasida asosiy e'tibor ob'ektidir.
Qayta tiklash momentining kattaligini formuladan foydalanib (har qanday kuchlar juftligi kabi) bitta (ikkitadan birortasi) kuchning mahsuloti va ular orasidagi masofa deb hisoblash mumkin. statik barqarorlik elkasi:
Formula (1) shuni ko'rsatadiki, elkaning ham, momentning o'zi ham idishning rulon burchagiga bog'liq, ya'ni. o‘zgaruvchan (rulo ma’nosida) miqdorlarni ifodalaydi.
Biroq, hamma hollarda ham tiklash momentining yo'nalishi 1-rasmdagi tasvirga mos kelmaydi.
Agar og'irlik markazi (kemaning balandligi bo'ylab yukni joylashtirishning o'ziga xos xususiyatlari natijasida, masalan, kemada ortiqcha yuk bo'lganda) juda baland bo'lib chiqsa, u holda vaziyat yuzaga kelishi mumkin: og'irlik kuchi qo'llab-quvvatlovchi kuchning ta'sir chizig'ining o'ng tomonida. Keyin ularning momenti teskari yo'nalishda harakat qiladi va kemaning tovoniga hissa qo'shadi. Tashqi oyoqqa turish momenti bilan birgalikda ular kemani ag'darib tashlaydilar, chunki boshqa qarshi lahzalar yo'q.
Bu holatda bu holatni qabul qilib bo'lmaydigan deb baholash kerakligi aniq, chunki idish barqarorlikka ega emas. Shunday qilib, yuqori og'irlik markazi bilan kema ushbu muhim dengizga yaroqlilik sifatini - barqarorlikni yo'qotishi mumkin.
Dengizda harakatlanuvchi kemalarda kema barqarorligiga ta'sir qilish, uni "nazorat qilish" qobiliyati navigatorga faqat yuk va zaxiralarni kema balandligi bo'ylab oqilona joylashtirish orqali ta'minlanadi, bu esa kemaning holatini belgilaydi. kemaning og'irlik markazi. Qanday bo'lmasin, ekipaj a'zolarining kattalik markazining holatiga ta'siri istisno qilinadi, chunki u korpusning suv osti qismining shakli bilan bog'liq bo'lib, u (kemaning doimiy siljishi va tortilishi bilan) o'zgarmasdir va idishning rulosi mavjud bo'lganda, u inson aralashuvisiz o'zgaradi va faqat qoralamaga bog'liq. Insonning korpus shakliga ta'siri idishni loyihalash bosqichida tugaydi.
Shunday qilib, kemaning xavfsizligi uchun juda muhim bo'lgan og'irlik markazining vertikal holati ekipajning "ta'sir doirasi" da bo'lib, maxsus hisob-kitoblar orqali doimiy monitoringni talab qiladi.
Tomirning "ijobiy" barqarorligi mavjudligini hisoblash uchun metasentr va boshlang'ich metasentrik balandlik tushunchasi qo'llaniladi.
Transvers metamarkaz- bu traektoriyaning egrilik markazi bo'lgan nuqta bo'lib, u bo'ylab qiymat markazi kema to'pig'i bilan harakatlanadi.
Binobarin, metamarkaz (shuningdek, kattalik markazi) o'ziga xos nuqta bo'lib, uning harakati faqat suv osti qismidagi kema shaklining geometriyasi va uning loyihasi bilan belgilanadi.
Kemaning rulonsiz qo'nishiga mos keladigan metasentrning pozitsiyasi odatda deyiladi boshlang'ich ko'ndalang metamarkaz.
Idishning og'irlik markazi va markaziy tekislikda (DP) o'lchangan ma'lum bir yuklash variantidagi boshlang'ich metasentr o'rtasidagi masofa deyiladi. boshlang'ich ko'ndalang metasentrik balandlik.
Shakl shuni ko'rsatadiki, og'irlik markazi doimiy (ma'lum bir qoralama uchun) boshlang'ich metasentrga nisbatan qanchalik past bo'lsa, tomirning metasentrik balandligi shunchalik katta bo'ladi, ya'ni. Qayta tiklash momenti va bu momentning o'zi qanchalik katta bo'lsa.
Shunday qilib, metasentrik balandlik tomirning barqarorligini nazorat qilish uchun xizmat qiluvchi muhim xususiyatdir. Va uning qiymati qanchalik katta bo'lsa, xuddi shu rulon burchaklarida to'g'rilash momentining qiymati shunchalik katta bo'ladi, ya'ni. kemaning tovonga chidamliligi.
Tomirning kichik poshnalari uchun metasentr taxminan boshlang'ich metamarkaz joyida joylashgan, chunki kattalik markazining traektoriyasi (nuqta) BILAN) aylanaga yaqin va uning radiusi doimiy. Metamarkazda cho'qqisi bo'lgan uchburchakdan kichik burilish burchaklarida amal qiladigan foydali formula paydo bo'ladi ( θ <10 0 ÷12 0):
burilish burchagi qayerda θ radyanlarda ishlatilishi kerak.
(1) va (2) ifodalardan quyidagi ifodani olish oson:
Bu statik barqarorlik qo'li va metasentrik balandlik kemaning og'irligi va uning siljishiga bog'liq emasligini ko'rsatadi, lekin har xil turdagi va o'lchamdagi kemalarning barqarorligini taqqoslash mumkin bo'lgan universal barqarorlik xususiyatlarini ifodalaydi.
Shunday qilib, og'irlik markazi yuqori bo'lgan kemalar (yog'och tashuvchilar) uchun dastlabki metasentrik balandlik qiymatlarni oladi h 0≈ 0 - 0,30 m, quruq yuk kemalari uchun h 0≈ 0 – 1,20 m, yuk tashuvchilar, muzqaymoqlar, tirgaklar uchun h 0> 1,5 ÷ 4,0 m.
Biroq, metasentrik balandlik salbiy qiymatlarni qabul qilmasligi kerak. Formula (1) bizga boshqa muhim xulosalar chiqarishga imkon beradi: chunki to'g'rilash momentining kattaligi tartibi asosan kemaning siljishi kattaligi bilan belgilanadi. R, keyin statik barqarorlik qo'li moment o'zgarishi oralig'iga ta'sir qiluvchi "nazorat o'zgaruvchisi" M in berilgan siljishda. Va eng kichik o'zgarishlardan l(th) Hisoblashdagi noaniqliklar yoki dastlabki ma'lumotlardagi xatolar (kema chizmalaridan olingan ma'lumotlar yoki kemadagi o'lchangan parametrlar) tufayli momentning kattaligi sezilarli darajada bog'liq. M in, bu kemaning moyilliklarga qarshi turish qobiliyatini belgilaydi, ya'ni. uning barqarorligini aniqlash.
Shunday qilib, boshlang'ich metasentrik balandlik universal barqarorlik xarakteristikasi rolini o'ynaydi, kemaning kattaligidan qat'i nazar, uning mavjudligi va hajmini hukm qilish imkonini beradi.
Agar biz katta rulon burchaklarida barqarorlik mexanizmiga rioya qilsak, to'g'rilash momentining yangi xususiyatlari paydo bo'ladi.
Tomirning o'zboshimchalik bilan ko'ndalang egilishlari uchun kattalik markazining traektoriyasining egriligi BILAN o'zgarishlar. Ushbu traektoriya endi doimiy egrilik radiusi bo'lgan doira emas, balki har bir nuqtada egrilik va egrilik radiusining turli qiymatlariga ega bo'lgan bir xil tekis egri chiziqdir. Qoida tariqasida, bu radius tomirning aylanishi bilan ortadi va ko'ndalang metasentr (bu radiusning boshlanishi sifatida) markaziy tekislikni tark etadi va kemaning suv osti qismidagi kattalik markazining harakatlarini kuzatib, uning traektoriyasi bo'ylab harakatlanadi. . Bu holda, albatta, metasentrik balandlik tushunchasi qo'llanilmaydi va faqat tuzatish momenti (va uning yelkasi) l(th)) yuqori moyilliklarda kema barqarorligining yagona xususiyatlari bo'lib qoladi.
Biroq, bu holda, boshlang'ich metasentrik balandlik umuman tomir barqarorligining asosiy boshlang'ich xarakteristikasi sifatida o'z rolini yo'qotmaydi, chunki to'g'rilash momentining kattalik tartibi ma'lum bir "miqyosdagi kabi" qiymatiga bog'liq. omil”, ya’ni. rulonning katta burchaklarida idishning barqarorligiga bilvosita ta'siri saqlanib qoladi.
Shunday qilib, yuklashdan oldin kemaning barqarorligini nazorat qilish uchun birinchi bosqichda dastlabki transvers metasentrik balandlikning qiymatini baholash kerak. h 0, ifoda yordamida:
bu yerda z G va z M 0 mos ravishda og‘irlik markazi va boshlang‘ich ko‘ndalang metamarkazning ilovalari bo‘lib, tomir bilan bog‘langan OXYZ koordinata tizimining boshlanishi joylashgan asosiy tekislikdan o‘lchanadi (3-rasm).
Ifoda (4) bir vaqtning o'zida navigatorning barqarorlikni ta'minlashdagi ishtiroki darajasini aks ettiradi. Kemaning og'irlik markazining balandlikdagi o'rnini tanlash va nazorat qilish orqali ekipaj kemaning barqarorligini va barcha geometrik xususiyatlarini, xususan, Z M 0, dizayner tomonidan aholi punktining grafiklari shaklida taqdim etilishi kerak d , chaqirdi nazariy chizilgan elementlarning egri chiziqlari.
Kemaning barqarorligini keyingi nazorat qilish dengiz reestrining (RS) usullari yoki Xalqaro dengiz tashkiloti (IMO) usullari bo'yicha amalga oshiriladi.
To'g'rilash momenti l va momentning o'zi M in Statik barqarorlik diagrammasi (SSD) shaklida geometrik talqinga ega bo'ling (4-rasm). DSO bu tiklovchi moment qo'lining grafik bog'liqligi l(θ) yoki momentning o'ziM in (θ) rulon burchagidan θ .
Ushbu grafik, qoida tariqasida, kemaning faqat o'ng tomoniga o'tishi uchun tasvirlangan, chunki simmetrik kema uchun kema chap tomonga aylanayotgandagi butun rasm faqat moment belgisida farqlanadi. M in (θ).
Barqarorlik nazariyasida DSO ning ahamiyati juda katta: bu faqat grafik bog'liqlik emas M in(th); DSO barqarorlik nuqtai nazaridan kemaning yuklanish holati haqida to'liq ma'lumotni o'z ichiga oladi. Kema DSO ma'lum bir sayohatda ko'plab amaliy muammolarni hal qilishga imkon beradi va kemani yuklashni boshlash va uni sayohatga jo'natish qobiliyati uchun hisobot hujjatidir.
Quyidagi xususiyatlar DSO sifatida qayd etilishi mumkin:
- Muayyan idishning DSO si faqat tomirning tortishish markazining nisbiy holatiga bog'liq G va boshlang'ich ko'ndalang metamarkaz m(yoki metasentrik balandlik qiymati h 0) va siljish R(yoki qoralama d avg) va maxsus sozlashlardan foydalangan holda suyuq yuk va materiallar mavjudligini hisobga oladi;
- ma'lum bir idishning korpus shakli yelka ustidagi DSOda aniq ko'rinadi l (θ), tana konturlari shakliga qattiq bog'langan , miqdor markazining siljishini aks ettiradi BILAN idish tovon bo'lganda suvga kiradigan tomonga qarab.
- metasentrik balandlik h 0, suyuq yuk va zahiralarning ta'sirini hisobga olgan holda hisoblangan (pastga qarang), DSOda nuqtada DSO ga teginishning tangensi sifatida ko'rinadi. θ = 0, ya'ni:
DSO qurilishining to'g'riligini tasdiqlash uchun uning ustida qurilish amalga oshiriladi: burchak chetga suriladi θ = 1 rad (57,3 0) va DSO ga gipotenuza tangensi bo'lgan uchburchak tuzing. θ = 0, va gorizontal oyoq th = 57,3 0. Vertikal (qarama-qarshi) oyoq metasentrik balandlikka teng bo'lishi kerak h 0 eksa shkalasida l(m).
- boshlang'ich parametrlarning qiymatlarini o'zgartirishdan tashqari hech qanday harakatlar DSO turini o'zgartira olmaydi h 0 Va R, chunki DSO qaysidir ma'noda kema korpusining o'zgarmagan shaklini qiymat orqali aks ettiradi. l (θ);
- metasentrik balandlik h 0 aslida DSO turini va hajmini belgilaydi.
Rulo burchagi th = th 3, bunda DSO grafigi x o'qini kesib o'tsa, DSO ning quyosh botish burchagi deyiladi. Quyosh botishi burchagi th 3 faqat og'irlik kuchi va suzish kuchi bir to'g'ri chiziq bo'ylab harakat qiladigan dumaloq burchakning qiymatini aniqlaydi va l(th 3) = 0. Idishning rulon paytida ag'darilishini baholang
th = th 3 to'g'ri bo'lmaydi, chunki tomirning ag'darilishi ancha oldin boshlanadi - DSO ning maksimal nuqtasini yengib chiqqandan so'ng. DSO ning maksimal nuqtasi ( l = l m (th m)) faqat og'irlik kuchi va qo'llab-quvvatlovchi kuch o'rtasidagi maksimal masofani ko'rsatadi. Biroq, maksimal leverage l m va maksimal burchak thm barqarorlikni nazorat qilishda muhim miqdorlar bo'lib, tegishli standartlarga muvofiqligi tekshirilishi kerak.
DSO sizga kema statikasining ko'plab muammolarini hal qilishga imkon beradi, masalan, doimiy (kema rulosidan mustaqil) to'piq momenti ta'sirida kema burilishining statik burchagini aniqlash. M cr= const. Bu tovon burchagini tovon va to'g'rilash momentlari teng bo'lishi sharti bilan aniqlash mumkin M in (th) = M cr. Amalda bu masala ikkala moment grafiklarining kesishish nuqtasining abssissasini topish vazifasi sifatida hal qilinadi.
Statik barqarorlik diagrammasi kema egilganida to'g'rilash momentini yaratish qobiliyatini aks ettiradi. Uning tashqi ko'rinishi qat'iy o'ziga xos xususiyatga ega bo'lib, faqat ma'lum bir sayohatda kemaning yuklash parametrlariga mos keladi ( R = Ri , h 0 = h 0 i). Kemada yuk tashish va barqarorlik hisob-kitoblarini rejalashtirish bilan shug'ullanadigan navigator kelgusi safarda kemaning ikkita holati uchun aniq DSO qurishi shart: yukning asl joylashuvi o'zgarmagan va 100% va 10. kema do'konlarining %.
Har xil siljish va metasentrik balandlikning kombinatsiyasi uchun statik barqarorlik diagrammalarini qurish imkoniyatiga ega bo'lish uchun u ushbu kemani loyihalash uchun kema hujjatlarida mavjud bo'lgan yordamchi grafik materiallardan foydalanadi, masalan, pantokarens yoki universal statik barqarorlik diagrammasi.
Pantocares konstruktor tomonidan kemaga kapitan uchun barqarorlik va kuch to'g'risidagi ma'lumotlarning bir qismi sifatida etkazib beriladi. - berilgan idish uchun universal grafiklar bo'lib, barqarorlik nuqtai nazaridan uning korpusining shaklini aks ettiradi.
Pantokarens (6-rasm) ba'zi bir tomirning og'irligiga (yoki uning qoralamasiga) qarab, bir qator grafikalar shaklida (har xil tovon burchaklarida (th = 10,20,30,….70˚)) tasvirlangan. statik barqarorlik qo'lining bir qismi, barqarorlik qo'li shakllari - lf(R, θ ).
Shakl qo'li - bu suzuvchi kuchning dastlabki kattalik markaziga nisbatan harakat qiladigan masofa C o kema aylanayotganda (7-rasm). Ko'rinib turibdiki, kattalik markazining bunday siljishi faqat tananing shakli bilan bog'liq va og'irlik markazining balandlikdagi holatiga bog'liq emas. To'piqning turli burchaklarida qo'l shakli qiymatlari to'plami (tomirning ma'lum bir og'irligi uchun). P=Pi) pantokaren grafiklaridan chiqariladi (6-rasm).
Barqarorlik qo'llarini aniqlash uchun l(th) va yaqinlashib kelayotgan sayohat uchun statik barqarorlik diagrammasini tuzing, shakl qo'llarini og'irlik qo'llari bilan to'ldirish kerak m in hisoblash oson:
Keyin kelajakdagi DSO ning ordinatalari quyidagi ifoda bilan olinadi:
Ikki yuk holati uchun hisob-kitoblarni amalga oshirgandan so'ng ( R zap.= 100% va 10%, ikkita DSO bo'sh shaklda qurilgan bo'lib, bu sayohatda kemaning barqarorligini tavsiflaydi. Barqarorlik parametrlarini dengiz kemalarining barqarorligi uchun milliy yoki xalqaro standartlarga muvofiqligini tekshirish qoladi.
Berilgan kemaning universal DSO sidan foydalangan holda DSO ni qurishning ikkinchi usuli mavjud (kemada aniq yordamchi materiallar mavjudligiga qarab).
Universal DSO(6a-rasm) aniqlash uchun o'zgartirilgan pantokarenlarni birlashtiradi lf va vazn yelka jadvallari lV(th). Grafik bog'liqliklarning ko'rinishini soddalashtirish uchun lV(th) ((6) formulaga qarang) o'zgaruvchini o'zgartirish kerak edi q = gunoh θ , natijada sinusoidal egri chiziqlar paydo bo'ladi lV(th) to'g'ri chiziqlarga aylantirildi lV (q(th)). Ammo buning uchun abscissa o'qi bo'ylab notekis (sinusoidal) shkalani qabul qilish kerak edi. θ .
Kema dizayneri tomonidan taqdim etilgan universal DSO-da grafik bog'liqlikning ikkala turi mavjud - l f (P,th) Va m in (z G ,th). X o'qining o'zgarishi tufayli elka shaklining grafiklari l f endi pantokarenlarga o'xshamaydi, garchi ular pantokarenlar kabi tananing shakli haqida bir xil miqdordagi ma'lumotlarni o'z ichiga oladi.
Umumjahon DSO dan foydalanish uchun diagrammadagi egri chiziq orasidagi vertikal masofani olib tashlash uchun metrdan foydalanish kerak. l f (th, P *) va egri m in (θ, z G *) kemaning aylanish burchagining bir nechta qiymatlari uchun th = 10, 20, 30, 40 ... 70 0, bu formula (6a) qo'llanilishiga mos keladi. Va keyin, bo'sh DSO formasida, ushbu qiymatlarni kelajakdagi DSO ordinatalari sifatida tekislang va nuqtalarni tekis chiziq bilan bog'lang (DSOdagi rulon burchaklarining o'qi endi bir xil shkala bilan olinadi).
Ikkala holatda ham pantokarendan foydalanganda ham, universal DSO dan foydalanganda ham yakuniy DSO bir xil bo'lishi kerak.
Universal DSOda ba'zan metasentrik balandlikning yordamchi o'qi (o'ngda) mavjud bo'lib, bu qiymat bilan ma'lum bir to'g'ri chiziqni qurishni osonlashtiradi. z G * : metasentrik balandlikning ma'lum bir qiymatiga mos keladi h 0 *, chunki
Keling, idishning og'irlik markazining koordinatalarini aniqlash usuliga murojaat qilaylik X G Va Z G. Idishning barqarorligi haqidagi ma'lumotlarda siz doimo bo'sh idishning og'irlik markazining koordinatalarini topishingiz mumkin, abscissa. x G 0 va ordinatsiya qiling z G 0.
Idishning og'irligi va og'irlik markazining mos keladigan koordinatalarining ko'paytmasi kema siljishining statik momentlari deb ataladi. o'rta kesma tekisligiga nisbatan ( M x) va asosiy tekislik ( Mz); bo'sh kema uchun bizda:
Yuklangan kema uchun ushbu qiymatlarni barcha yuklar, tanklardagi omborlar, ballast tanklaridagi balast va bo'sh kema uchun mos keladigan statik momentlarni yig'ish orqali hisoblash mumkin:
Statik moment uchun MZ kema tanklari jadvallarida mavjud bo'lgan suyuq yuklar, omborlar va balastlarning erkin sirtlarining xavfli ta'sirini hisobga olgan holda maxsus ijobiy tuzatish kiritish kerak; ∆MZh:
Ushbu tuzatish statik momentning qiymatini sun'iy ravishda oshiradi, shuning uchun metasentrik balandlikning yomonroq qiymatlari olinadi va shu bilan hisoblash xavfsiz yo'nalishda marj bilan amalga oshiriladi.
Endi statik momentlarni bo'lish M X Va M Z to'g'ri ma'lum bir sayohatda kemaning umumiy og'irligi bo'yicha biz uzunligi bo'ylab kemaning og'irlik markazining koordinatalarini olamiz ( X G) va tuzatilgan ( Z G to'g'ri), keyinchalik tuzatilgan metasentrik balandlikni hisoblash uchun ishlatiladi h 0 to'g'ri:
va keyin - DSO qurish uchun. Z mo (d) qiymati aniq o'rtacha hisob-kitob uchun nazariy chizmaning egri elementlaridan olinadi.
