Прибор для измерения остойчивости

,ЙП ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ К является повышеия фактической осза счет решения ра тяжести аварийбля ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТ)ОВЕДОМСТВО СССР(56) Козлов К.С, Современные методы оценки посадки остойчивости судна. - Л Морской транспорт, 1963, с,32-36, рис,8.(54) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСТОЙЧИВОСТИ(57) Изобретение относится к вычислительным устройствам и может быть использовано для измерения остойчивости корабля.Целью изобретения является повышениеточности измерения фактической остойчивости корабля за счет решения системыуравнений центра тяжести аварийного коИзобретение относится к устроиству корабля. в частности к приборам контроля остойчивости, и может быть использовано дляопределения остойчивости свободно плавающего корабля,Целью изобретенияние точности определентойчивости кораблясистемы уравнений центного корабля,На фиг,1 показана статическая остойчивость аварийного корабля; на фиг,2 - графики кривых центра величины; на фиг,3 -движение корабля нэ волне: на фиг.4 - остойчивость аварийного корабля при качке; нафиг,5 - прибор для определения остойчивости; на фиг,6 - построение диаграммы остойчивости с использованием прибора; на фиг.7- построение диаграммы статической остойчивости с использованием прибораПри технической характеристике предложенного прибора, поскольку основой рерабля. Прибор содержит корпус из двух прозрачных пластин, между которыми закрепляется сменный комплект графиков. В одной части корпуса закреплено с возможностью перемещения и вращения угломерное устройство, содержащее транспортир и две линейки, на верхней части корпуса, выполненной мелкорифленой, нанесены оси корабельной системы координат и оси для построения статической остойчивости. Прибор позволяет графически определить координаты центра тяжести корабля в зависимости от фактической посадки и оперативно построить диаграмму статической остойчивости. 7 ил., 1 табл. шения задачи по определению остойчивости служат новые. неизвестные до сего времени уравнения координат центра тяжести корабля, целесообразно вначале рассмотретьтеоретическое обоснованиеустройства прибора на примере аварийного корабля,В качестве аварийного корабля рассматривается корабль, на котором в результате пробоин в корпусе затоплен один или несколько отсеков, произошло смещение груза, образовались угол крена и угол дифферента. Особенности остойчивости аварийного корабля, определения плеча остойчивости при больших углах наклонения заключаются в скоротечности изменения весовой нагрузки и посадки корабля, образовании значительных свободных поверхностей, Определение плеча неразрывно связано с решением уравнений координат центра тяжести 0 и центра величины С корасобой шкалу, соответствующую корабельной оси абсцисса Х. Такая шкала позволяет избежать пространственного построения плеч остойчивости и решать задачу в одной плоскости, что упрощает устройство прибора, Поскольку правая сторона мидель - шпангоута относительно диаметральной плоскости представляет зеркальное изображение левой стороны мидель - шпангоута, то для решения задачи по определению остойчивости корабля с креном на левый борт можно испольэовать графики, построенные для правой части миделя, что позволяет уменьшить размеры прибора,Формула изобретения Прибор для измерения остойчивости, содержащий корпус и комплект графиков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения фактической остойчивости корабля за счет решения системы уравнений центра тяжести аварийного корабля, корпус выполнен иэ двух прозрачных пластин, между которыми 5 закреплены сменные графические элементы, в одной части корпуса закреплено в пазах с возможностью перемещения вдоль этого края и возможностью вращения вокруг оси угломерное устройство. содержащее 10 транспортир, к нижней части которого прикреплена первая линейка со шкалой, на которой перпендикулярно закреплена с возможностью перемещения перпендикулярно первой линейке вторая линейка со 15 шкалой, на верхней пластине корпуса, выполненной мелкорифленой, нанесены оси корабельной системы координат и оси для построения диаграммы статической остойчивости,1815654 г орректор Т. Вошкови дакто жгород. ул. л илна г Составитель В. КолесТехред М.Моргентал Заказ 1637, ТиражВНИИПИ Государственного комитета по изобр113035 Москва, Ж. Рауш изводственно.издательский комбинат "Па 3 сГм/ Подписное ям и открытиям прнКСССРнаб. 4/5Решение известных уравнений координат центра тяжести и центра величины корабля методами приема груза и постоянного водоизмещения (1)11=У 6 = - У РФф1-"Ф1=и2 с= - , ЧЖтребует знания составляющих весовой нагрузки Рь составляющих объема Ч и координат их центров тяжести Уь 2 ь Определить же точное значение веса воды Р или объема воды% в затопленных отсеках и координаты их центров тяжести Уь 3 в экстремальных аварийных условиях практически невозможно. В технической документации корабля указываются объем Ч 1 и координаты центров тяжести отсеков. Но решение урав нений посредством включения веса целыхотсеков воды или исключения объемов целых отсеков, независимо от степени их фактического затопления, сопряжено с просчетами в оценке фактической остойчивости.Статическая остойчивость аварийногокорабля,Находящиеся в затопленных отсекахгрузы, оборудование подвержены гидродинамическому давлению масс воды при наклонениях корабля, обретают определенную плавучесть, Смоченные поверхности уменьшают трение между частями груза и корпусом корабля. Действие указанных факторов при наклонениях корабля приводит к смещению груза. Часть затопленного груза может представлять собой аморфную, подвижную массу с различным удельйым весом и габаритом вкраплений в отдельно взятых объемах, Понятие подвижности, аморфности груза в затопленных отсеках относительное, не всякий груз при наклонениях будет смещаться. В полностью заполненном грузом отсеке при затоплении смещения вообще не может быть, Сохраняют свои места и надежно закрепленные грузы. Однако наличие жидкого (аморфного) груза в затопленном отсеке всегда будет иметь место, Как крайний случай, это - груз в виде забортной воды, находящейся в просветах между закрепленным грузом. Количество этой воды зависит от коэффициента проницаемости груза р . Наличие жидкого груза позволяет представить весовую нагрузку аварийного корабля Р как сумму двух составляющих;Р Рз+ Рж5 где Р - вес закрепленного груза, Р - весжидкого груза.На фиг,1 показано сечение корабля помиделю и обозначены при угле крена О Оо; 6 - центр тяжести корабля; бож - центр "0 тяжести жидкого груза; 6 о - центр тяжестизакрепленного груза; Рж - вектор силы веса жидкого груза; Р - вектор силы веса закрепленного груза, Р = Р + Р - вектор силы весрвого водоизмещения после аварии, 01 15 = -Р - вектор силы весового водоизмещезния до аварии; Т 1 - осадка корабля до аварии, Т - осадка корабля после аварии, Со - центр величины при осадке Т 1 и весовом водоизмещении 01, Со - центр величины 20 при осадке Т и весовом водоизмещении О;Г, Р 1 - центры тяжести ватерлиний МЛ, Я 1 О; Т 1 - осадка на миделя при крене О.Предположим, что под воздействиемволны корабль накренился на угол 9 . При 25 том часть закрепленногопрежде груза Р,вследствие вышеуказанных факторов; может обрести качества жидкого груза, что вызовет уменьшение величины Р и изменение координат центра тяжести закрепленного З 0 груза, Увеличившийся жидкий груз Рж, какподвешенное тело, переместится в сторону крена. Может иметь место и частный случай: величина груза Р и координаты его центра тяжести останутся неизменными, На фиг,1 З 5 рассматривается общий случай, когда центры тяжести закрепленного груза Р, жидкого груза Р переместились иэ точек 6 о 6 о в точки 61 З, 61, соответственно, При этом вектора сил Р, Р будут взаимно парал лельнц, перпендикулярны ватерлиниям ЧЧ 1.,9 ЧА 1, которые соответствуют водоизмещениям О, 01. С образованием угла крена О координаты центра тяжести корабляРз,Я + Рж.УЖ 1Рз+ Рж26 Рз.; + РЖ.2Рз+ Рж50 где У 1 У 1 21 21- координаты центровтяжести жидкого и закрепленного грузов, Согласно теореме теоретической механики (3) точка 6 будет являться точкой приложения равнодействующей силы Р (центром тяжести корабля), если точки приложения 61, 61 составляющих параллельных сил Р, Р будут находиться на одной прямой с центром тяжести.кабля 6, а отношение отрезков 616, 61 6 прямой. 6161 Ж будет соответствовать пропорцииЧерез точку 6 ж провести параллельно оси Е прямую которая будет представлять вертибжба Если в дополнении к произведенному 50 построению из точки С опустить перпендикуляр СК на вертикаль 6 Ж 6, то получим треугольник СК 6, который будет представ лять графическое решение уравнения (2), а 55 сторона треугольника 6 С будет являться осью аварийного равновесия, Точка 6 пересечения вертикали 6 ж 6 с осью аварийного равновесия 6 С является единственным действительным совместным решением проДля оперативного определения координат центра величины необходимо предварительно, известным в теории корабля способом, построить кривые центра величины для всех возможных посадок корабля. 5 Предвычисленные координаты центра величины в зависимости от средней осадки Т, угла крена О и угла дифферента 1 должно осуществляться в пределахТвоТТвах0 ОЯ.а.. во11 вахВ приведенных неравенствах Тви - осадка порожнем, Таах - осадка по предельную линию погружения, обеспечивающую 15 запас аварийной плавучести; .Йпах - угол дифферента, при котором осадка штевня совпадает с предельной линией погружения. Чтобы обеспечить принятую на практике точность решения, интервалы 20 предвцчислений между соседними значениями по осадке должны соответствовать точности грузовой шкалы (10 см), а интерва- лы по углу крена - . 10 О, Учитывая малое влияние дифферента на изменение координат 25 центра величины, интервалы между сосед-. ними значениями по углу дифферента должны быть такими, чтобы точность определения координат центра величины С была не ниже 0,01 м. Для большей нагляд ности решения задачи по оценке остойчиво. сти аварийного корабля вначале используем графический способ, Графическое решение заключается в построении вертикали 66 согласно пропорции 3) и оси 35 аварийного равновесия согласно уравнения 2). Чтобы построить вертикаль 66 ж необходимо через найденные точки С и С кривых центра величины СОС и Со С для корабляс осадками Т и Т 1 при угле крена. 9 и угле 40 дифферента 1 провести линии действия сил О, Р, 01, Р 1.Провести через точку С линию ОИ. Замерить плечб 4 и найти плечож,3Рж порции 3), уравнения (2) и представляет собой центр тяжести аварийного корабля.Для аналитического совместного решения пропорции 3) и уравнения(2) достаточно значения плеча выразить через разность ординат точек С 6, Из треугольника 6 ЖКС следует, чтозУс - Уо= 1. соз О= - 1 .созОз,РжПодставив значения (Ус - У 6) в уравнение(2), получимРЗЕа - Ус = - ,созО .стцОРжЕсли решить два последних уравнения относительно координат центра. тяжести, то,з4) У 6 = Ус --1, соз 9Рж5) Ха=Ус+1.соз О .сщОРжПри О = 0 сщ В=во и решение уравнения5) невозможно,Следовательно, и координаты центратяжести корабля.при О= О рассматриваемым методом определить нельзя, Учитываянезначительные изменения соз упри малых углах, уравнения 4) и 5) следует испольэовать при углах крена не менее 5 О.Необходимо отметить, что остойчивостьаварийного корабля, как это следует изуравнения равновесия (2), характеризуетсятем, что центр тяжести 6 и центр величиныС корабля находятся на оси аварийного равновесия, что исключает существование плеча остойчивости относительно этой оси.Восстанавливающий момент и равный емукренящий моментМу =1. 0 = Мкробразуются в том случае, если в результатевоздействия внешних сил корабль изменитугол крена на величину ЬО, а центр величины переместится в точку Са. Восстанавливающий и кренящий моменты без учетаперемещения центра тяжести корабля 6Мв = 11,0 = М кр1Разности восстанавливающих и кренящихмоментов, плеч остойчивостиМа = Мв - Мв = О(1 - 1) = М кр - Мкрявляются следствием смещением груза иопределяют часть утраченной остойчивостикорабля. Поэтому диаграмма остойчивостиРида для аварийного корабля должна бытьсмещена от начала координат О на величинуаварийного крена еь . Построить диаграмму статической остойчивости и оперативнооценить статическую остойчивость аварийного корабля возможно, если иметь (фиг,2)графики с кривыми центра величины, по 1815 б 54 1045 50 55 строенными с учетом всех трех элементов посадки корабля. Графики должны быть построены в системе координат 20 У. На графиках наносятся шкалы средних осадок Т, соответствующих водоизмещений О, аппликаты 2 а, 2 с центра тяжести 6 и центра величины С. По оси У откладываются ординаты центра тяжести и центра величины Уа, Ус. Для обеспечения необходимой точности график строится в масштабе, который позволяет нанести деления на осях координат с ценой не менее 0,01 м соответствующей цене грузовой шкалы. Каждая кривая центра величины должна быть разбита по углам крена с ценой деления 1, соответствующей цене деления кренометра.На графиках должны быть линии, которые соединяют точки на шкалах осадок Т, водоизмещений О и соответствующие им кривые центра величины, Решение задачи по оценке остойчивости на графике заключается в следующем;1. По замеренным осадке Т и углу кренаО иэ таблицы выбирается поправка Ж и определяется осадкаТ=Т + ЛТ2. Поаргументам Т, О, 1, Т наносятся координаты центра величины С и С. Через них проводятся прямые под углом крена О к оси Е. Замеряется плечо.3, Определяется плечоз1 ж,13, ОРжи наносится точка 6 ж, Проведя через точку 6 ж вертикаль до пересечения с осью аварийного равновесия 6 С, получим в пересечении вертикали с аварийной осью равновесия центр тяжести 6,4. Последовательно увеличивая О на 10, проводятся соответствующие радиусы кривизны кривой центра величины для осадки Т, Замерив кратчайшие расстояния от точки 6 до проведенных радиусов кривизны, получаем плечи статической остойчивости ь По значениям плеч строится диаграмма статической остойчивости. Особенности плеч и диаграммы остойчивости аварийного корабля рассматриваются при обосновании определения остойчивости при качке,Остойчивость аварийного корабля при качке.В теории качки корабля гидродинамические силы, действующие на корабль, делятся на три категории: восстанавливающие, инерционно-демпфирующие и возмущающие, В результате действия всех перечисленных сил корабль на волнении 5 10 15 20 25 30 35 40 периодически изменяет величину и форму погруженной части. Таким образом, о действии сил можно судить по изменению посадки корабля на волнении,Для определения посадки корабля на волнении рассмотрен случай качки корабля, расположенного к волне лагом, Согласно теории колебаний движение корабля в этом случае определяется дифференциальными уравнениями (4). Движение корабля относительно неподвижной системы координат Од, в соответствии с дифференциальными уравнениями, показано на фиг.3: корабль с осадкой Т совершает линейные колебания относительно оси 7), совпадающей с плоскостью горизонта и качается относительно оси , совпадающей с линией отвеса.Корабль и связанная с ним подвижная система координат УО 2, в результате волнения, двигаются по косинусоиде.При фазах ноль и кобразуются максимальные углы крена ю-,Оп на левый ивправый борт, При фазах волны л /2 и 3/4 к угол крена (У = 0. И наоборот, максимальные значения величин щах 6 пи линейных колебаний будут при фазах л /2 и 3/4 л, а при фазах ноль и лзначение= О, Необходимо подчеркнуть, что кренящие моменты М при качке корабля, а следовательно и углы крена (У, образуются не в результате поперечного перемещения груза, а эа счет периодического изменения действующей ватерлинии, перемещения центра величины корабля С в зависимости от углов крена:если центр тяжести корабля 6 находится на оси 2, то значение кренящего момента при качке будет определяться по формулеМ = Р 1= Р 1. В отличие от неповрежденного корабля с осадкой Т, водоизмещением О, не имеющего жидкого груза Рж, на аварийный корабль того же водоизмещения и с той же осадкой кренящие моменты сил весовой нагрузки относительно осей подвижной системы координат будут равныб) М (рз + рж), У 6 рз, уз + рж,ужМ (рз + рж),26 р 32 з + рж, 2 ж где Уз, Уж, У, 2,2 ж,2 - координаты центров тяжести корабля, закрепленного и жидкого груза. Крепящие моментыз Рз, узМ з рз,2 зявляются постоянными, не зависящими от углов крена величинами,Моменты же силы веса жидкого грузаМг =Рж 2являются при качке величинами переменными, зависящими от углов крена.Анализируя влияние весовой нагрузки 5аварийного корабля на посадку и остойчивость, вначале предположим, что точка 61приложения силы Р находится на оси 2,ордината точки приложения силы У = 0(фиг,4), 10При наклонении корабля под воздействием момента Ма на угол крена 6 Р центрвтяжести жидкого груза, как центр тяжеститела, которое подвешено, например, в точке01 опишет 60 ж 61 ж, При этом вектора силвектора сил Р 1 Р 1 Р будут параллельны и,согласно правил сложения параллельныхсилсил .,6 ж 1 320где 61 - центр тяжести закрепленного груза,61 ж - центр тяжести жидкого груза,61 - центр тяжести корабля.1Кренящие моменты в результате перемещения жидкого груза возрастут и будутравныМу = Р .У 1Мг = Р ,21 ж+ Рз, 2 згде 2 - аппликата закрепленного груза, 30У 1 ж, 21 ж - координаты центра тяжести жидкого груза Р при крене ЖКренящие моменты Му, М 2 приведут к1 1увеличению угла крена на некоторыйугоЯ, Рост угла крена 6 на угол Ябудет иметь место до тех пор, пока плечопары сил Р и О не будет равно нулю, пока ненаступит условие равновесия,д Уса - У ба 40щ( 6 у + Н) =2 аа - 2 сагде Уса, Ус 2, Уж, 26 а - координаты центравеличины Сг и центра тяжести корабля 6.Кренящие моменты при угле крена( И+ 6 Г) будут равны:М Рж,у жМг Р, 2 ж + Рз, 23При кренящем моменте Мп на правыйборт кренящие моменты сил весовой нагрузки будут равны:Мз Рж,у жМг.=Р,24 +Рз, 2 з 55Как видно на фиг,4 У 1 ж = Уз, 21 ж = 2 зж,У 2 = У 4 ж, 22 = 24. СЛЕдОВатЕЛЬНО ПО абсолютной величинеМу =Му,му =Му,мг =Мг,мг =1 3 2 4 1 3 2Мг. Откуда следует, что действие кренящих моментов сил весовой нагрузки при угле крена будет аналогичным действию кренящих моментов сил весовой нагрузки при крене О л и119 69+ 6 Й) -Ус 4 - У 642 64 - 2 С 4Приняв кценящие моментыМл =МУ +М 2,мп =Му +М 2 можно составить равенства максимальных моментов при качке7)м, - м, +мм+мм- М фах: М днахл = ии соответствующее равенству моментов равенство углов крена при качке.8)Ж Г +В 6 Г+61. На основе вышеприведенного следует заключение, состоящее в том, что центр тяжести аварийного корабля с прямой симметричной осью равновесия при качке перемещается по кривой М, 61, 63, 64 , кривизна которой равна кривизне кривой центра тяжести жидкого груза 62, 61 ж, 63 ж;64, Наклонение оси равновесия к оси 2, с учетом знаков углов, в этом случаеуах + уахО -- 002Если же центр тяжести закрепленного груза 6 имеет ординату У Ф О, то сложив последовательно вектор силы Рс векторами сил Р ж, когда они приложены в точках 6 з, 61, 63", 64 получим пропорции662 661 663 664 Р6262 61 Ю 6363 6463 Ргде 62, 61, 63. 64 - центры тяжести корабляпри качке,Кривизна которой 62, 61, 63, 64, по которой перемещается центр тяжести корабля6 при качке, отличается в этом случае откривизны кривой, по которой перемещаетсяцентр тяжести жидкого груза и тем больше,чем больше смещение закрепленного груза,В этом случае образуются постоянныекренящзие моменты закрепленного грузаРз, уз,М 3 Рз,2 зМ =Му +Мгкоторые вызовут определенный постоянный угол кренами. Очевидно, что момент М 3имеет тот же знак, что и момент Мп" ипротивоположен по знаку с моментомМлпа", уменьшает угол крена 6 Г"и увеличивает кренЩ" . Поэтому равенства 7), 8)примут вид:9) М" - Мз = Мж + М - М. М "ф" + Мз = Мж + М + Мз10) Щ" - Ф = й + 6 - Ф уах + ф еж + ф + ф При этом разность углов крена на противоположные борта равна: 5 Щ" + ф - Щ" + ф=29 а среднее значение угла кренаЩ"+ф - Щ"+ф10Последнее равенство говорит о том, чтокорабль имеет несимметричную ось равновесия, наклоненную к оси 2 на угол (У,Изменение оси равновесия вызываетизменение кренящих моментов жидкогогруза. Чтобы определить изменение кренящих моментов жидкого груза при качке корабля с несимметричной осью равновесиясоставим разности моментов силы веса 20жидкого груза при углах крена 6 Ф, 8 иуглах крена ( 64+ 6 п ), ЖФ+ Йй )ЬМ л Рж(у ж у )Ь М 2 = Р(22 - 21 ж),25Ь Му" = Р (24 - 23 )Так как у 1 =Уз, У 2 =У 4 23 =2122 =24, тоДМу = ДМу,ДМу" = ЬМу,30Следовательно, при увеличении углакрена на один борт и уменьшении угла крена на ту же величину на противоположныйборт изменения моментов силы веса жидкого груза и вызываемые этими изменениямисоответствующее увеличение и уменьшениеуглов крена на противоположные борта, будутравны. Если моменты ЬМу", ДМу",Ь Ме, ЬМу представить в виде моментаДМ" =ЬМу" + ДМ 7" =Ь Му" +Д М 7", 40а обусловленные этими моментами углыкрена обозначить угломВУ" =АЖ =ЬМ,то можно составить равенства моментов и 45углов крена при качке корабля с несимметричной осью равновесия:11) М М йах Ма ЬМжМ М Вдх+ МЗ+ ДМж12) (Я =Щах - ф - Я.:)ж 50уах + ф + укРавенства 12) свидетельствуют, что уголкрена бЬ на левый борт меньше угла крен 55на правый борт;дах крупах + ф + ду ++ф+ДЯф =2(ф+Щф) Средний угол крена; как это видно на фиг,4, О -- Ф + ДО2Возникновение составляющего угла крена МУ" аварийного корабля является следствием влияния свободных поверхностей на перемещение центра тяжести 6, При этом величина угла ДО" не зависит от амплитуды колебаний, а определяется только весовой нагрузкой воды в затопленных отсеках и углом крена Ф. Физически момент ДМ , а следовательно, и угол Дйф является следствием момента веса воды, заключенной в секторе угла (Ф+МУ") и представляет собой постоянную величину,Поэтому угол крена, О =И+ДО" будет являться также постоянной величиной, он не зависит от качки и не отличается от крена корабля на спокойной воде,Чтобы определить наклон несимметричной, аварийной оси равновесия достаточно замерить углы крена ЯЬ, бЬ и найти половину их разности.Используя известную закономерность всплытия корабля на гребне и погружение корабля на подошве волны на одну и ту же величину Ь Т (фиг.3) возможно определить осадку корабля на спокойной воде,Для этого необходимо замерить минимальную и максимальную осадки корабля на волнение. Полуразность осадок будет равна7 щах ТщпДТ -2а осадка на спокойной воде будет равнаТп 3 и + ЬТ Тп)дхЗная значение угла крена О и осадки Т аварийного корабля на спокойной воде, используя описание оценки статической остойчивости, можно определить координаты Уа,2 г; центра тяжести корабля 6, построить диаграмму остойчивости так как это показано на фиг.2.Как видно построенная диаграмма остойчивости аварийного корабля с учетом перемещения центра тяжести 6 отличается от диаграммы Риде, построенной для корабля с симметричной прямой осью равновесия; диаграмма сдвинута от начала координат ЮО на величину аварийного угла крена Вь.В данном случае особенности диаграммы статической остойчивости объясняются тем, что диаграмма строится, исходя из известных в теории корабля требований построения диаграммы с приведенной метацентрической высотой, которая отличается.от метацентрической высоты построен5 10 15 20 30 35 40 2. Угломерного устройства, предназначенного для нанесения на графики 3, изме- .рения углов крена О, плеч остойчивости 1, координат Уа Еа Ес, Ус и осадок Т, Угло мерное устройство состоит из транспортира6, первой линейки 7, второй линейки 8. Вращение угломерного устройства осуществляется вокруг оси 9, которая ввинчивается в корпус ползунка 10, Ползунок вдоль оси Е 50 йеремещается по направляющей 11. Линейка 8 перемещается вдоль линейки 7 и пер. пендикулярна к. ней. Лицевая поверхность верхней пластины 1 должна быть мелко рифленой, что позволяет наносить карандашом 55 на планшет линии, точки. Для удобства иориентирования работы на верхней пластине 1 наносятся формулы:1 н - Ь2 ной для корабля с прямой осью равновесия.Отличие тем больше, чем больше угол В,ь,Однако при малых углах 6 ь представляется возможным испольэовать предложенныйприбор для определения метацентрическойвысоты до неповрежденного корабля.Поскольку неповрежденный корабль неимеет затопленных отсеков и вес жидкогогруза Р = О, то плечи 1, 1 ж. углы кренэЯМ,МУ" будет также равны нулю,Корабль будет (фиг,1) иметь несимметричную ось равновесия согласно уравнениюравновесияЦ го - 7,если, например, посредством перебалластирования центр тяжести корабля с весовой нагрузкой Р сместить на диаметральнойплоскости на величину ординаты Ус,Чтобы аппликата центра тяжести оставалась без изменений перебалластировкунеобходимо производить между танкамиодинаковой высоты.Соблюдение этого правила позволит повысить точность определения по формуле13) .=У+с-а=к.-аИз описания следует, что для определения остойчивости корабля необходимы дваварианта весовой нагрузки: первый - до повреждения, второй - после. Вариант весовой нагрузки до повреждения может бытьлюбой и это не повлияет на решение задачи,Поэтому целесообразно избрать для расче-.тов остойчивости постоянный эталонный вариант, близкий к водоизмещениюпорожнем. Кривую центра величины корабля с эталонной нагрузкой на графиках целесообразно выделить, например, краснымцветом. Эталонный вариант должен использоваться и при определении остойчивостиаварийного корабля. Таким образом; используя предложенный прибор для определения остойчивости, осадку Т 1, углынаклонения О и 1 корабля с эталонной нагрузкой следует считать элементами посадки корабля до аварий, а осадку Т, углынаклонения О, 1 - элементами посадки ко-.рабля после аварии,При определении остойчивости уголдифферента должен быть равен построечному углу дифферента. Безусловно, что искусственно созданный креннеповрежденного корабля в пределах 50 ипостроенный дифферент не являются аварийными. Однако, при этих углах наклонения образуется система сил, действующихна корабль, идентичная с системой сил, дей-.ствующих на аварийный корабль: вектор силы закрепленного груза Р следует для неповрежденного корабля считать эа векторы силы эталонной весовой нагрузки. Вектор силы Р = Ь О, который при определении остойчивости аварийного корабля равен весу жидкого груза, при определении неповрежденного корабля представляет разность фактической и эталонной весовых нагрузок корабля.Поскольку система сил аварийного и неповрежденного корабля с несимметричной осью равновесия абсолютно идентичны, то и действия по определению начальной остойчивости корабля д 0 с использованием графиков кривых центра величины должны быть идентичными с действиями при определении остойчивости аварийного корабля,Очевидно, что решение задачи по определению остойчивости корабля, особенно в аварийных ситуациях, для обеспечения точности и оперативности решения, необходимо механизировать,В качестве такого средства механизации может служить предлагаемый прибор для измерения остойчивости корабля. В соответствии со своим назначением(фиг.5) прибор для измерения остойчивостидолжен состоять из следующих частей 1. Корпуса, служащего для соединения всех частей прибора. Корпус включает верхнюю 1 и нижнюю 2 пластины из прозрачного оргстекла, Между пластинами 1, 2 размещаются сменные, с необходимым интервалов по углу дифферента графики кривых центра величины 3 с отверстиями 4 для четырех винтовых зажимов 5, предназначенных для закрепления графиков 3 между пластинами 1,2. На верхней пластине 1 наносятся оси корабельной системы координат ЕОУ и оси 100 для построения диаграммы статической остойчивости, 1815654 1855 где Ь, 1 к - углы дифферента на нос и корму,0=2Т=-Т + Йзж Р,3Рж6 С =,сс 90На лицевой поверхности верхней пластины 1 должен быть пенал 12 для калькулятора и набора карандашей.Для ознакомления с работой на приборе рассмотрим пример, показанный нафиг.6: корабль с эталонной осадкой-Т 1 = 40м, О = 6300 Т после аварии имеет осадку Т =11,6 м, угол крена О = 20 О,О и угол дифферента 1 = 3,О.Для определения остойчивости необходимо;1. Рассчитать осадку на миделя при крене 0= Оо. Для этого по углу крена 9 = 20 иосадка Т = 11,6 м из таблицы 1) выбираетсяпоправкаЛ 1 = 0,35 м, С учетом поправкиТ = 11,6 + 0,35 = 11,95 м (О = 15100 Т)2. Выбрать из комплекта графиков кривых центра величины 3 графики с угломдифферента 1 = 3 О, вставить их междупластинами 1, 2 и закрепить винтами 5 так,чтобы оси координат графиков и пластины 1совпадали,3. На кривой центра величины, соответствующей осадке Т = 4,0 м и углу крена 0=20 нанести точку С 1, а .на кривой центравеличины, соответствующей осадке Т =11,95 м и углу крена 0= 20 нанеститочку С,4, Угломер развернуть вокруг оси 9 так,чтобы отсчет на транспортире 6 был равен20 О, а линейку 8 передвинуть вдоль линейки7 до совпадения его левой грани с точкой С 1и снять отсчет по линейке 1 Ол 1 = 4,5 м.После этого линейку 8 передвинуть до совпадения его левой грани с точкой С и снятьвторой отсчет Ол 2 = 3,3 м на линейке 1,Разность (Ол 2 - Ол 1) будет равна плечуз = 4,5 - 3,3 = 1,2 м5. Используя калькулятор, рассчитатьотстояние центра величины от.центра тяжести корабля по оси аварийного равновесия;з6 С = -С 190 =Рж= 6300 1,2 2,8 =2,36 м По линейке 8 величину 6 С отложить отцентра величины С и нанести на прибор центр тяжести 6.6, Затем, как показано на фиг.7 передвинуть угломер вдоль оси 7 по направляющей 11 и развернуть его вокруг оси 9 так 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 чтобы отсчет транспортира 6 был равен ЗОО,а верхняя грань линейки 7 совпадала с центром тяжести 6. На кривой центра величины, соответствующей осадке Т = 12 м и крену9= 30 нанести центр величины Сзо, а линейку 8 передвинуть так, чтобы его левая граньсовпала с точкой Сзо. После этого по линейке 1 необходимо определить разность отсчетов между левой гранью линейки 8 ицентром тяжести 6, которая представляетплечо статической остойчивости при кренеЬ ЗОО;зо = 2,7 - 1,8 = 0,9 м7. Установить отсчет транспортира 6 наотсчет Оо, используя линейки 7 и 8, нанестина диаграмму остойчивости точку с координатами О = 30 и зо = 0,9 м, Аналогичнымобразом определяют плечи остойчивостидля углов крена 40 О, 50 О, 60 О, 10 и строятдиаграмму статической остойчивости. Полученная диаграмма позволяет принять решения по обеспечению живучести корабля,На практике, они заключаются в следующем;1) Если учесть, что запас остойчивостипо углу кренаузап =Взг бь =75 20 =55то представляется возможным провести мероприятия по борьбе за живучесть корабля:произвести разведку, заделать пробоины,откатать воду из затопленных отсеков,2) Если есть необходимость спрямлениякорабля, то для этого необходимо создатьконтрзатоплением моментМкр = 1,5.15100 = 22650 тмгде 1,5 м - плечо при крене, 0= 20 О, а 15100тн - весовое водоизмещение,3) В том случае, если борьба с затоплением будет безуспешной, угол кренВзп-Оо, то необходимо приступить к эвакуацииэкипажа.Отличие построенной на приборе диаграммы статической остойчивости от диаграммы, полученных с использованиемуказанных выше приборов первой и второйгруппы, заключается в том, что на прибореполучают проекцию на плоскость мидель -шпангоута полного плеча (1)(, ч -, Ж+(У -(") которое представляет сумму плеча15)О=(Ус - Уа).сов О+(Ес - Ео).зпОзависящего от углов крена, и плеча 16)= (Хс - Ха),соз 1+ (Ес - 26),зи Гзависящего от углов дифферента. Комплект графиков кривых центра величины, прилагаемый к прибору, представляет