Определение метацентрической высоты по периоду бортовой качки
Разбор:
- Различная информация в папке
1.1 Капитанская формула.
Опишу этот метод первым, потому что он является наиболее часто встречающимся.
Капитанская формула преобразована из формулы:
Tɵ =
Примет вид для расчета метацентрической высоты(такая же формула используется при расчете Browns Nautical Almanac):
h =
Здесь Tɵ – собственный период качки.
В – ширина судна.
h – его начальная поперечная метацентрическая высота.
С – коэффициент, для морских судов в грузу в среднем равный 0,8. Для конкретного судна коэффициент С определяется в процессе проведения опыта кренования, заносится в протокол кренования и «Информацию об остойчивости» и предполагается неизменным для любого состояния нагрузки.
1.1 Капитанская формула из интернета
В основе косвенного метода определения метацентрической высоты заложена связь между нею и периодом бортовой качки судна на тихой воде Tɵ (см. гл. 5). При этом используется так называемая капитанская формула:
где В — ширина судна, м;
с — эмпирический коэффициент, зависящий от формы судна, наличия и размеров скуловых килей и других выступающих частей.
Значение коэффициента с применительно к морским судам изменяется в достаточно узких пределах с - 0,70+0,80; для предварительных оценок можно принимать его значение по прототипу.
Существует ряд эмпирических зависимостей для приближенного определения коэффициента с в функции от основных характеристик формы и размеров судна. Одна из них записывается в виде
где В, Н — ширина и высота борта;
δ — коэффициент общей полноты;
а и b — коэффициенты:
а = 0,412, b = 2,0 — для судна без скуловых килей;
а = 0,459, b = 1,6 — с килями.
Наиболее точные результаты с помощью (2.90) получают при измерении периода бортовой качки без хода на тихой воде. На практике это применимо только для малых судов.
Крупнотоннажное судно можно раскачать на ходу повторенной несколько раз перекладкой руля с борта на борт. Самым реальным способом для всех судов является замер периода бортовой качки, вызванной волнением моря. Для повышения точности подобных измерений применяют специальную методику, хорошие результаты дает использование технических средств регистрации бортовых колебаний.
Очевидно, что капитанская формула (2.90) может использоваться и для нахождения периода качки при известной метацентрической высоте (см. пример 2.8). Но если нужно найти метацентрическую высоту то формулу можно преобразовать как указано выше.
Пример 2.8. Для судна «Инженер» найдем период бортовой качки. Скуловые кили отсутствуют, метацентрическая высота h = 1,10 м (см. пример 2.1).
По (2.91) рассчитываем
и по (2.90) определяем искомый период
Выше шел разговор о нормировании нижнего предела остойчивости, в том числе и метацентрической высоты. Однако, как следует из (2.90), чрезмерная остойчивость также не желательна — при больших значениях h снижается период бортовой качки, возрастают соответствующие угловые ускорения (см. гл. 5). Последнее обстоятельство не только ухудшает обитаемость судна, но иногда может приводить и к разрушению креплений груза и его смещению, что, в свою очередь, чревато самыми неблагоприятными, вплоть до катастрофических, последствиями. Таким образом, рационально ограничивать величину метацентрической высоты и сверху. Косвенно это отражается в требовании Норм Регистра проверять остойчивость некоторых судов по критерию ускорения:
где g — ускорение свободного падения; а — расчетное значение ускорения при бортовой качке, определяемое по рекомендациям норм.
Если требование (2.92) не удовлетворяется, эксплуатация судна может допускаться с ограничением по погоде или при условии принятия дополнительных мер предосторожности по согласованию с Регистром.
- Справочник капитана
Наиболее часто в рейсе контроль остойчивости выполняют по периоду бортовой качки, используя следующую формулу:
h =
где D- высота борта, м;
В- ширина судна, м;
Тк - период качки, с;
Cb - коэффициент общей полноты;
a - коэффициент полноты площади конструктивной ватерлинии. (обычно КВЛ совпадает с ватерлинией по летнюю грузовую марку.)
- Browns Nautical Almanac
