ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОСТРОЕНИЕ ДИАГРАММЫ

СТАТИЧЕСКОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ

Практическое задание выполняется с целью сопоставления расчетных и экспериментальных методов построения диаграммы статической остой­чивости судна.

Для испытаний используют модель судна – ванну с водой, устройст­во для нагружения модели креняцим моментом и из «зрения угла крена, а также набор грузов, весы.

Краткие теоретические сведения

Диаграммой статической остойчивости (ДСО) называют график зави­симости восстанавливающего момента судна (модели) М₀ или его пле­ча l₀ от угла крена судна θ_; т.е.

М₀ = Δ l_0; (13)

где Δ - водоизмещение (вес) судна, т ,

М₀ = Δ l₀ (рис.4).

Приложенный к судну кренящий момент М_кр накренит судно на угол крена θ₁; при кото­ром выполняется условие статического наклонения, т.е.

М_кр=М₀ (14)

Это условие соблюдается и при угле крена θ₂ . Поэтому и диаграмма кренящего момента построена как зависимость плеча кренящего момента l_кр от угла крена судна θ.

На устройстве, создающее кренящий момент, плечо креня­щего момента l постоян­но и не зависит от угла крена рис. 5.

Когда известны кренящий момент и угол статического крена, можно найти плечо восстанавливающего момента при данном угле крена:

М_кр = Рl (15)

Рис. 5 Устройство, создающее кренящий момент

Pl = Δl₀ (16)

, (17)

где Р – вес груза, создающего кренящий момент.

Первая точка пересечения ДСО с линией постоянного кренящего мо­мента, соответствующая углу крена θ₁, является точкой устойчивого положения равновесия судна(модели). Она находится на восходящей ветви ДСО. Модель, наклоняясь под действием М_кр, дойдет до угла θ_1, остановится и будет плавать с постоянным углом крена.

Вторая точка пересечения ДСО, соответствующая углу θ_2, нахо­дится на нисходящей ветви диаграммы и является точкой неустойчивого положения судна (модели).

Практически, если модель наклонить на угол, чуть меньший, чем θ₂, и освободить ее, то она вернется в положение θ₁ .Если наклонить модель на угол, больший, чем θ₂, и отпустить ее, то модель опро­кинется.

Задавая последовательный ряд значений кренящих моментов и опре­деляя в каждом случае соответствующую пару, углов крена θ₁ и θ₂, можно построить ДСО модели рис. 6.

Полученная в результате эксперимента диаграмма отличается от расчетной, определенной методом акад. А.Н. Крылова, за счет влияния сопутствующего дифферента, который не учитывается в подобных расчетах, а также за счет неточностей, допущенных при изготовлении модели, погрешности измерений.

Рис. 6. Схема измерения приращения угла крена судна:

1 - точка .крепления отвеса; 2 - нить отвеса;

3 - линейка с делениями; 4 - грузик отвеса.

Полученные в результате эксперимента плечи ДСО следует сравнить с расчетными,. полученными с использованием пантокарен, которые приве­дены в паспорте модели.

Задание на работу

Для судна, имеющего заданные характеристики состояния нагрузки судна:

1/ построить экспериментальным путем ДСО;

2/ оценить погрешности эксперимента;

3/ построить расчетную диаграмму с использованием пантокарен;

4/ сделать вывод о соответствии или несоответствии эксперимента и расчета.