Barqarorlik - muvozanat holatidan chetga chiqqan kemaning og'ishini keltirib chiqaradigan kuchlar to'xtatilgandan keyin unga qaytish qobiliyati.
Kemaning moyilligi yaqinlashib kelayotgan to'lqinlarning ta'siridan, teshik paytida bo'limlarni assimetrik suv bosishi, yukning harakatlanishi, shamol bosimi, yukni qabul qilish yoki iste'mol qilish natijasida yuzaga kelishi mumkin.
Kemaning ko'ndalang tekislikdagi moyilligi deyiladi rulon, va uzunlamasına - kesish Bu holda hosil bo'lgan burchaklar mos ravishda th va ps bilan belgilanadi
Kemaning uzunlamasına moyillik paytida ega bo'lgan barqarorligi deyiladi uzunlamasına Odatda, u juda katta bo'lib, kemaning kamon yoki orqa qismidan ag'darilib ketish xavfi hech qachon yo'q.
Ko'ndalang moyilliklar paytida kemaning barqarorligi deyiladi ko'ndalang Bu kemaning eng muhim xususiyati bo'lib, uning dengizga yaroqliligini belgilaydi.
Kichik dumaloq burchaklardagi dastlabki lateral barqarorlik (10 - 15 ° gacha) va katta moyilliklarda barqarorlik o'rtasida farqlanadi, chunki kichik va katta rulon burchaklarida to'g'rilash momenti turli yo'llar bilan aniqlanadi.
Dastlabki barqarorlik. Agar kema tashqi poshnali moment ta'sirida bo'lsa M KR(masalan, shamol bosimi) th burchak ostida rulon oladi (asl orasidagi burchak WL 0 va joriy WL 1 suv chiziqlari), keyin kemaning suv osti qismi shaklining o'zgarishi tufayli kattalik markazi BILAN nuqtaga o'tadi C 1(5-rasm). Quvvatni saqlash yV nuqtada qo'llaniladi C 1 va mavjud suv liniyasiga perpendikulyar yo'naltirilgan WL 1. Nuqta M diametrli tekislikning qo'llab-quvvatlovchi kuchlarning ta'sir chizig'i bilan kesishgan joyida joylashgan va deyiladi transvers metamarkaz. Kema og'irlik kuchi R tortishish markazida qoladi G. Kuch bilan birga yV u bir-ikki kuch hosil qiladi, bu esa kemaning egilish momenti bilan egilishiga to'sqinlik qiladi M KR. Ushbu juft kuchlarning momenti deyiladi tiklash momenti M V. Uning o'lchami elkaga bog'liq l=GK og'irlik kuchlari va moyil kemani qo'llab-quvvatlash o'rtasida: M V = Pl =Ph sin th, Qayerda h- nuqta balandligi M kema CG ustida G, chaqirdi transvers metasentrik balandlik kema.
Guruch. 5. Kema aylanayotganda kuchlarning harakati.
Formuladan ko'rinib turibdiki, tiklash momentining kattaligi ko'proq, ko'proq h. Shuning uchun metasentrik balandlik ma'lum bir idish uchun barqarorlik o'lchovi bo'lib xizmat qilishi mumkin.
Kattalik h ma'lum bir tortishishdagi kemaning og'irlik markazining holatiga bog'liq. Agar yuklar tomirning og'irlik markazi yuqoriroq pozitsiyani egallashi uchun joylashtirilsa, u holda metasentrik balandlik pasayadi va u bilan birga statik barqarorlik qo'li va to'g'rilash momenti, ya'ni tomirning barqarorligi pasayadi. Og'irlik markazining pozitsiyasi pasayganda, metasentrik balandlik oshadi va tomirning barqarorligi oshadi.
Kichik burchaklar uchun ularning sinuslari radianlarda o'lchangan burchaklarga taxminan teng bo'lganligi sababli, biz yozishimiz mumkin M B = Rh.
Metasentrik balandlik ifodadan aniqlanishi mumkin h = r + z c - z g, Qayerda z c- rezyumening OLdan yuqoriga ko'tarilishi; r- ko'ndalang metasentrik radius, ya'ni metasentrning markaziy nuqtadan ko'tarilishi; z g- kemaning CG ning asosiydan yuqoriga ko'tarilishi.
Qurilgan idishda dastlabki metasentrik balandlik eksperimental ravishda aniqlanadi - tovon, ya'ni, tovon balasti deb ataladigan ma'lum bir og'irlikdagi yukni siljitish orqali kemaning lateral moyilligi bilan.
Yuqori burilish burchaklarida barqarorlik. Kema rulosining ortishi bilan, to'g'rilash momenti birinchi navbatda ortadi, keyin kamayadi, nolga teng bo'ladi, keyin esa nafaqat egilishga to'sqinlik qilmaydi, balki, aksincha, unga hissa qo'shadi (6-rasm).
Guruch. 6. Statik barqarorlik diagrammasi.
Berilgan yuk holati uchun siljish doimiy bo'lgani uchun, to'g'rilash momenti faqat lateral barqarorlik qo'lining o'zgarishi tufayli o'zgaradi. l st. Katta rulon burchaklarida lateral barqarorlikni hisoblash asosida ular quradilar statik barqarorlik diagrammasi, bog'liqlikni ifodalovchi grafik l st rulon burchagidan. Statik barqarorlik diagrammasi kema yuklanishining eng tipik va xavfli holatlari uchun tuzilgan.
Diagrammadan foydalanib, siz ma'lum bo'lgan burilish momentidan dumalanish burchagini aniqlashingiz mumkin yoki aksincha, ma'lum bo'lgan burilish burchagidan to'piq momentini topishingiz mumkin. Statik barqarorlik diagrammasidan dastlabki metasentrik balandlikni aniqlash mumkin. Buning uchun koordinatalar boshidan 57,3° ga teng radian ajratiladi va perpendikulyar koordinatalar boshidagi barqarorlik qo'llari egri chizig'iga teginish bilan kesishguncha tiklanadi. Diagramma shkalasi bo'yicha gorizontal o'q va kesishish nuqtasi orasidagi segment boshlang'ich metasentrik balandlikka teng bo'ladi.
To'piq momentining sekin (statik) harakati bilan, agar momentlarning tengligi sharti bajarilsa, rulon davomida muvozanat holati yuzaga keladi, ya'ni. M KR = M V(7-rasm).
Guruch. 7. Statik (a) va dinamik (b) qo'llaniladigan kuch ta'siridan rulon burchagini aniqlash.
To'piq momentining dinamik ta'sirida (shamolning shamoli, bortdagi tortish kabelining silkinishi) kema egilib, burchak tezligiga ega bo'ladi. U inertsiya bo'yicha statik muvozanat holatidan o'tadi va to'g'rilash momentining ishi to'g'rilash momentining ishiga teng bo'lgunga qadar tovonni davom ettiradi.
To'piq momentining dinamik ta'siri ostida aylanma burchakning kattaligini statik barqarorlik diagrammasidan aniqlash mumkin. To'piq momentining gorizontal chizig'i maydonga qadar o'ngga davom ettiriladi ODSE(poshnali momentning ishi) raqamning maydoniga teng bo'lmaydi Ikkalasi(momentni tiklash ishi). Bunday holda, hudud OACE umumiydir, shuning uchun biz o'zimizni hududlarni taqqoslash bilan cheklashimiz mumkin ALBATTA Va ABC.
Qayta tiklash momentlarining egri chizig'i bilan cheklangan maydon etarli bo'lmasa, kema ag'dariladi.
Barqarorlik dengiz kemalari Reestr talablariga javob berishi kerak, unga muvofiq shartni bajarish kerak (ob-havo mezoni deb ataladi): K=M def min / M dn max ≥ 1" qayerda M def min- kemaning ta'siri ostida barqarorlikni yo'qotmaydigan minimal ag'darish momenti (pitchingni hisobga olgan holda minimal dinamik qo'llaniladigan tovon momenti); M kun maksimal- barqarorlik nuqtai nazaridan eng yomon yuklash variantida shamol bosimidan dinamik ravishda qo'llaniladigan poshnali moment.
Registr talablariga muvofiq, statik barqarorlik diagrammasining maksimal qo'li lmax uzunligi 85 m bo'lgan kemalar uchun kamida 0,25 m va tovon burchagi th 30 ° dan yuqori bo'lgan 105 m dan ortiq kemalar uchun kamida 0,20 m bo'lishi kerak. Diagrammaning nishab burchagi (barqarorlik qo'lining egri gorizontal o'qni kesib o'tadigan burchak) barcha kemalar uchun kamida 60 ° bo'lishi kerak.
Suyuq yukning barqarorlikka ta'siri. Agar idish tepaga to'ldirilmasa, ya'ni uning ichida suyuqlikning bo'sh yuzasi bo'lsa, u holda egilganida suyuqlik ro'yxat yo'nalishi bo'yicha oqadi va idishning og'irlik markazi bir xil joyga siljiydi. yo'nalishi. Bu barqarorlik qo'lining pasayishiga va natijada tuzatish momentining pasayishiga olib keladi. Bundan tashqari, suyuqlikning erkin yuzasi bo'lgan tank qanchalik keng bo'lsa, lateral barqarorlikning pasayishi shunchalik sezilarli bo'ladi. Erkin sirtning ta'sirini kamaytirish uchun tanklarning kengligini kamaytirish va ish paytida erkin suyuqlik yuzasiga ega bo'lgan tanklarning minimal sonini ta'minlashga harakat qilish tavsiya etiladi.
Ommaviy yuklarning barqarorlikka ta'siri. Ommaviy yuklarni (don) tashishda biroz boshqacha rasm kuzatiladi. Nishabning boshida yuk harakat qilmaydi. Faqat burilish burchagi dam olish burchagidan oshib ketganda, yuk to'kila boshlaydi. Bunday holda, to'kilgan yuk avvalgi holatiga qaytmaydi, lekin yon tomonda qolib, qoldiq tovon hosil qiladi, bu esa takroriy oyoqqa turish paytida (masalan, bo'ronlar) barqarorlikni yo'qotishiga va kemaning ag'darilishiga olib kelishi mumkin. .
Tumanlarda donning to'kilmasligi uchun to'xtatilgan uzunlamasına yarim to'siqlar o'rnatiladi - o'zgaruvchan taxtalar yoki omborga quyilgan donning ustiga qop don qo'yadi (yuk qoplari).
To'xtatilgan yukning barqarorlikka ta'siri. Agar yuk stendda bo'lsa, u holda, masalan, kran bilan ko'tarilganda, yuk bir zumda to'xtatib turish joyiga o'tkaziladi. Natijada, kemaning CG vertikal ravishda yuqoriga siljiydi, bu esa kema aylanayotganda to'g'rilash momentining qo'lining pasayishiga, ya'ni barqarorlikning pasayishiga olib keladi. Bunday holda, barqarorlikning pasayishi kattaroq bo'ladi, yukning massasi va uning suspenziyasi balandligi qanchalik katta bo'lsa.
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 adabiyotlarda 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 qancha 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. Shuning uchun, qachon yuqori lavozim Og'irlik markazida 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, kema 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, metasentr (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.
Markaziy tekislikda (DP) o'lchangan ma'lum bir yuklash variantidagi tomirning og'irlik markazi va boshlang'ich metasentri 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 radianlarda 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 diapazoniga 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 xususiyati 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.
O'nglanish momenti qo'li 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 og'irlik 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.
- metasentrik balandlik h 0, suyuq yuk va zahiralarning ta'sirini hisobga olgan holda hisoblangan (pastga qarang), DSOda nuqtadagi DSOga 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 burilishidan qat'iy nazar) to'piq momenti ta'sirida kemaning statik aylanish 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, masalan, pantokarens yoki universal statik barqarorlik diagrammasidan foydalanadi.
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 bo'lajak 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 ularning 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'liqliklarning 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 balastning 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.
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 tomonidan normal muvozanat holatidan chiqarilgan kemaning qobiliyati deyiladi tashqi kuchlar, bu kuchlar to'xtatilgandan keyin asl holatiga qayting. 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 bittadan to'liq aylanish vaqti. ekstremal pozitsiya boshqasiga va orqaga. Tomirning transvers metasentrik balandligi 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 u erga kamroq tushadi.
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.
Kemaning egilish momentini 10 ° ga 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, tortishish markazini pasaytirish 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 0 ga teng. Bu og'ir kielli yaxtalar uchun xosdir va an'anaviy korpus konstruktsiyasiga ega kattaroq kemalar uchun xos emas.
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 an'anaviy shakldagi ko'pchilik 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 holatlarimizda 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 
- tashilgan 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 yukning 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. 
.
"...Ehtiyot bo'ling! - bir ko'zli kapitan chiyilladi. Ammo allaqachon kech edi. Vasyukin drednotining o'ng tomonida juda ko'p havaskorlar to'plangan. Og'irlik markazini o'zgartirib, barja ikkilanmadi va fizika qonunlariga to'liq mos ravishda ag'darilib ketdi.
Klassik adabiyotdagi ushbu epizodni yorqin misol sifatida ishlatish mumkin barqarorlikni yo'qotish yo'lovchilarning bir tomonda to'planishi tufayli og'irlik markazini siljitishdan. Afsuski, masala har doim ham qiziqarli suzish bilan cheklanib qolmaydi: barqarorlikni yo'qotish ko'pincha kemaning o'limiga olib keladi va ko'pincha odamlar, ba'zan bir vaqtning o'zida bir necha yuz kishilar (yaqinda sodir bo'lgan fojiani eslaylik - motorning o'limi). "Bolgariya" kemasi ... - muharrirning eslatmasi .).
Jahon kemasozlik tarixida Amerikaning General Slocum ko'p qavatli daryo paroxodi bilan asr boshlarida sodir bo'lgan voqeaga o'xshash bir qancha holatlar qayd etilgan. Uning dizaynerlari yo'lovchilarga qulaylik yaratish uchun hamma narsani ta'minladilar, ammo kemaning 700 nafar aholisi bir vaqtning o'zida teparoqda sayr qilish palubasiga chiqib, manzaraga qoyil qolish uchun bir vaqtning o'zida yon tomonga yaqinlashsa, kema o'zini qanday tutishini tekshirmadi...
Barqarorlikni yo'qotish kichik kema halokatlarining eng keng tarqalgan sabablaridan biridir. Shuning uchun kapitanlarning har biri, kemasi qanday ko'rinishga ega bo'lishidan qat'i nazar - baydarka yoki, aytaylik, ko'chma qayiq, suvda dam olayotganlarning har biri "fizika qonunlari" ni tushunishi kerak, bundan bexabar. vasyukiniylarga qimmatga tushdi. Boshqacha qilib aytganda, kema quruvchilar barqarorlik deb ataydigan kemaning dengizga yaroqliligi haqida.
Barqarorlik- bu kemaning tashqi kuchlarning tovon ta'siriga qarshilik ko'rsatish va bu harakatni to'xtatgandan keyin tik holatiga qaytish qobiliyati. Bu atama bizning mamlakatimizda 18-asrda, Rossiya dengiz kuchiga aylanganda paydo bo'lgan; kelib chiqishi va ma'nosi bo'yicha u "barqarorlik" umumiy so'zining o'zgarishidir.
Biz kundalik hayotda doimo muvozanat barqarorligiga duch kelamiz. Bizga sir emaski, divandan ko'ra stulni taqillatish osonroq; va bo'sh shkaf kitob bilan to'ldirilgandan osonroqdir. Og'ir qutini chetiga aylantirganda, biz birinchi navbatda katta kuch sarflaymiz, keyin bu biz uchun osonroq bo'ladi va nihoyat, qutining og'irlik markazi orqali vertikal ravishda chizilgan an'anaviy chiziq chetidan o'tganda, quti aylanadi. o'ziga xos, bizning ishtirokimizsiz. Past, keng qutini aylantirish baland va tor qutiga qaraganda qiyinroq va og'irni engildan ko'ra qiyinroq ekanligiga ishonch hosil qilib, biz qattiq sirtdagi tananing barqarorligi degan xulosaga kelishimiz mumkin. uning og'irligi va og'irlik markazidan qo'llab-quvvatlovchi tekislikning chetiga - elka dastagigacha bo'lgan gorizontal masofa bilan belgilanadi. Og'irlik va leverage qanchalik katta bo'lsa, tana shunchalik barqaror bo'ladi.
Ushbu oddiy qonun suzuvchi kema uchun ham amal qiladi, ammo bu erda masala qattiq sirt o'rniga suv "ag'darilgan" idish uchun tayanch bo'lib xizmat qilishi bilan murakkablashadi. Printsipial jihatdan, yuqorida tavsiflangan holatda bo'lgani kabi, kemaning barqarorligi uning og'irligi va yuki - ikki kuch qo'llash nuqtalarining nisbiy holati bilan belgilanadi.
Ulardan biri og'irlikdir, ya'ni tomirning og'irlik markazida (CG) qo'llaniladigan va har doim vertikal pastga yo'naltirilgan tortishish kuchi.
Ikkinchisi esa suzuvchi kuch yoki kuchni saqlash. Arximed qonuniga ko'ra, suzuvchi kema uchun bu kuch tortishish kuchiga teng, lekin vertikal ravishda yuqoriga yo'naltirilgan. Olingan qo'llab-quvvatlovchi kuchlarni qo'llash nuqtasi idishning tayanch nuqtasidir! Bu nuqta suvga botgan korpus hajmining markazida joylashgan bo'lib, suzuvchanlik markazi yoki deyiladi. kattalik markazi(REZYUME).
Kema tik holatda erkin suzganda, og'irlik markazi doimo og'irlik markazi bilan bir xil vertikalda bo'ladi va kemada harakat qiluvchi teng va qarama-qarshi kuchlar muvozanatlanadi. Ammo keyin tovon kuchlari kemada harakat qila boshladi. Bu yo'lovchilarni ko'chirish haqida emas; Bu shamol shamoli yoki yaxta haqida gapiradigan bo'lsak, uning yelkanlarga bosimi, tik to'lqin, tortish arqonining silkinishi, tik aylanishda markazdan qochma kuchi, cho'milishni suvdan ko'tarishi mumkin. yon tomoni va boshqalar va boshqalar.
Bu tovon kuchi momentining harakati, ya'ni. tiklanish momenti, tilts - kema tovonlari. Bunday holda, kemaning CG o'z pozitsiyasini o'zgartirmaydi, agar bu, albatta, xuddi shu "Vasyukin" ishi bo'lmasa va kemada egilish tomon harakatlana oladigan yuk bo'lmasa. Kema tovon bo'lganda ham suzishda davom etayotganligi, ya'ni Arximed qonuni ishlashda davom etganligi sababli, suvga kirgan tomonda botirilgan hajmning ortishi, suvdan chiqayotgan qarama-qarshi tomonda cho'milgan hajmning teng ravishda kamayishi bilan mos keladi. Unutmaylik: tomirning og'irligi poshnali moment tufayli o'zgarmaydi; shuning uchun suvga cho'mgan hajmning umumiy qiymati o'zgarishsiz qolishi kerak!
Suv osti hajmining qayta taqsimlanishi tufayli markaziy nuqtaning pozitsiyasi o'zgaradi - u kemaning tovon yo'nalishi bo'yicha uzoqlashadi; Natijada, tomirning to'g'ri holatini tiklashga moyil bo'lgan qo'llab-quvvatlovchi kuchlar momenti paydo bo'ladi va shuning uchun deyiladi. tiklash momenti.
Kema barqarorlikni saqlab turganda, rulon oshgani sayin ortib boruvchi to'g'rilash momenti to'piq momentiga teng bo'ladi va u teskari yo'nalishda yo'naltirilganligi sababli uning harakatini butunlay "falaj qiladi". Bu shuni anglatadiki, agar tovon kuchlarining kattaligi endi o'zgarmasa, kema doimiy ro'yxat bilan suzishda davom etadi; agar tovon kuchlarining harakati to'xtasa va hech qanday tovon momenti bo'lmasa, to'g'rilash momenti darhol kemani to'g'rilaydi.
2-diagrammaga murojaat qilib, rulon davomida yuzaga keladigan to'g'rilash momentining kattaligi kattaroq bo'lishini taxmin qilishimiz mumkin, elka qanchalik katta bo'lsa - og'irlik markazining yangi pozitsiyasi va tortishish markazining o'zgarmagan holati o'rtasidagi gorizontal masofa; shuning uchun ham shunday deyiladi barqarorlik elkasi. Bu elka bor ekan, to'g'rilash momenti faol bo'ladi - kema ushlab turadi, lekin rulonning yanada ortishi bilan elka yo'qolishi bilanoq - og'irlik markazi og'irlik markazi bilan bir xil vertikalda bo'ladi, bundan keyin emas. kemani ag'darish uchun harakatlar talab etiladi, u barqarorlikni yo'qotadi - u ag'dariladi.
Kattalik markazi moyillik tomon qanchalik uzoqroq bo'lishi mumkin - barqarorlik qo'li qanchalik katta bo'lsa, kemani ag'darish shunchalik qiyin bo'ladi, ya'ni u qanchalik barqaror bo'ladi. Shuning uchun keng kema har doim tor kemaga qaraganda sezilarli darajada barqaror bo'ladi. Kengligi 1,6 m bo'lgan to'rt eshkakli eshkak eshkak eshkak eshishda eshkak eshkakchilari ko'p tavakkal qilmasdan turib, yurishlari mumkin, ammo kengligi 0,7 m bo'lgan akademik sakkiz eshkakli eshkak eshkak eshkakchilaridan biri oyog'ini qattiqroq bosishi yoki tahdidli ro'yxat paydo bo'lishi uchun eshkakni biroz balandroq ko'taring!
Eng kichik qayiqlarda etarli nurga ega bo'lish ayniqsa muhimdir. Ularning barqarorligiga suv chizig'ining to'liqligi ham sezilarli darajada ta'sir qiladi, ya'ni tomonlari maksimal uzunlik va kenglikdan iborat bo'lgan to'rtburchakning joriy suv chizig'i maydonining qancha qismini egallashining ko'rsatkichi. Boshqa barcha narsalar teng bo'lsa, kattaroq suv chizig'iga ega kemalar har doim kamon va orqa tomonda o'tkir suv chiziqlariga ega bo'lgan kemalarga qaraganda barqarorroqdir.
Barqarorlik, ayniqsa moyillikning kichik burchaklarida, ko'p jihatdan korpus shakliga bog'liq - korpusning suv osti qismi hajmining taqsimlanishi. Oxir oqibat, barqarorlik nafaqat samarali suv chizig'ining kengligi bilan, balki "tayanch nuqtasi" - aslida suv ostida bo'lgan hajmning markazi bilan belgilanadi.
Barqarorlik nuqtai nazaridan, eng kam foydali bo'lgan yarim doira bo'laklar bo'lib, ular suzib yurish sharoitlari tufayli ko'pincha joy o'zgartiruvchi kemalar uchun ishlatiladi; Akademik eshkak eshuvchi qayiqlarning korpuslari, shuningdek, tekislash uchun mo'ljallanmagan nisbatan tor va uzun qayiqlar yarim doira shakliga yaqin kesmaga ega. To'rtburchaklar kesim yuqori boshlang'ich barqarorlik xususiyatlariga ega; Ushbu turdagi bo'lim minimal uzunlikdagi qayiqlarda - burmalar va puntlar uchun mo'ljallangan. Agar siz o'rta qismdagi qoralama (va hajmni) kamaytirish orqali suv ostidagi hajmlarni yon tomonlarga o'tkazsangiz, barqarorlik yanada ko'proq foyda keltiradi: Sportiac va Dolphin kabi eng yangi universal kichik qayiqlarning korpuslari xuddi shunday shaklga ega.
Xuddi shu yo'ldan yurib, siz tanani uzunligi bo'ylab - DP bo'ylab kesib, tor yarmlarni bir oz kenglikka joylashtirish orqali barqarorlikni oshirishingiz mumkin. Shunday qilib, biz past tezlikda suzuvchi kottejlar yoki shamollatiladigan sallar, shuningdek, rekord tezlikka mo'ljallangan poyga motorlari yoki yelkanli katamaranlar dizaynida o'z ichiga olgan ikki korpusli kema g'oyasiga keldik.
Nishab burchaklarining ortib borishi bilan, ro'yxat davomida suvga kiradigan hududdagi korpusning sirt qismining shakli ham tobora muhim ahamiyat kasb etadi. Bunga yaqqol misol - dumaloq kesimli logning barqarorligi yo'qligi: har qanday "rulon" uchun - o'q atrofida aylanish - suvga qo'shimcha hajm kirmaydi, cho'milgan qismning shakli va markaziy nuqtaning holati. o'zgarmaydi va tuzatish momenti paydo bo'lmaydi.
Xuddi shu sababga ko'ra, motorli qayiqlarda bir vaqtlar moda bo'lgan tomonlarning to'siqlari ham zararli. Bu tushunarli: tovonning ortishi bilan suv chizig'ining kengligi nafaqat ko'paymaydi, balki ba'zida, aksincha, kamayadi! Shuning uchun, keskin burilishlarda, juda tor orqa qismida yon tomonlari ichkariga egilgan eski Kazankalar ko'pincha ag'darilgan.
Va aksincha: barqarorlikni oshiradigan chora-tadbirlar tomonlarning kamberi va ularning yuqori qirralari bo'ylab qo'shimcha suzuvchi elementlarning biriktirilishidir. Tushuntirish oddiy: to'piq paytida hajmlar suvga yordam uchun eng zarur bo'lgan joyda kiradi - bu erda ular katta ta'sir ko'rsatadi. Asosan, yuzasida ramkalar kamerasi va nisbatan tor oqadigan suv liniyasi bo'lgan kema yaxshi tezlik xususiyatlarini yuqori barqarorlik bilan birlashtiradi. Masalan, qadimgi galleylar korpus shakliga ega edi, bu erda ma'lumki, "dvigatel" ning kuchi cheklangan va tezlik va dengizga yaroqlilik talablari ancha yuqori edi. Xuddi shu maqsadda, quruq qamish to'plamlari suv ustida engil kazaklarning "g'allalari" bo'ylab bog'langan.
Darhaqiqat, bizning yelkanli sayyohlarimiz baydarkaning yon tomonlariga puflanadigan tsilindrlarni biriktirib, xuddi shunday texnikadan foydalanadilar. Suzib ketayotganda baydarkaning barqarorligini oshirishning yanada samarali vositasi bu ustunlarga o'rnatilgan yon suzuvchilardir. Bir tekisda ular suv ustida harakat qilishadi va sekinlashmaydi. Yelkandagi shamol bosimi trimaran baydarkani egganda, suzuvchi suzuvchi suvga kiradi va qo'shimcha tayanch bo'lib xizmat qiladi, juda foydali - DPdan uzoqda joylashgan.
Dvigatelli idishlarni tekislash uchun turli xil yon qismlari - bo'rtiqlar va shponlar - xuddi shunday maqsadga xizmat qiladi: ular harakatlanayotganda ham, harakatlanayotganda ham qayiq yoki motorli qayiqning barqarorligini yaxshilaydi. Xuddi shu "Kazanka" "Vixrem" bilan ishlaganda ham xavfsizroq bo'lib, qo'shimcha hajmli suzish hajmi - stern bulalarni o'rnatish tufayli, ular orqa qismi aniq haddan tashqari yuklanganda yoki dam olishda tovon bo'lganda suvga kiradi. To'g'ridan-to'g'ri oldinga siljishda, bulalarning pastki ishchi yuzasi oqayotgan suv chizig'idan yuqori bo'ladi va Kazanka uchun xavfli bo'lgan keskin burilishlar paytida bu sirt "ishlay boshlaydi": planirovka paytida hosil bo'lgan gidrodinamik ko'tarish kuchi uning ko'payishini oldini oladi. aylanish jarayonida rulon.
Samarali suv liniyasi uzunligi, kengligidan kamroq darajada bo'lsa-da, eng kichik kemalarning barqarorligiga ham sezilarli ta'sir qiladi. Mana bir misol. Bir marta seksiyali turistik kayak sinovdan o'tkazildi. Bir o'rindiqli, uch qismli versiyada qayiq juda "sport" bo'lib chiqdi: "akademik" qayiqlarda eshkak eshish tajribasiga ega bo'lmaganlar doimo qirg'oq yaqinida ag'darilib ketishdi. Biroq, 0,8 m uzunlikdagi yana bir o'rta qismni qo'shish kifoya edi va xuddi shu qayiq "tinch" sayyohlik kemasiga aylandi.
Barqarorlik kemaning boshqa dengizga yaroqli sifati - cho'kmaslik bilan chambarchas bog'liq. Keling, ta'kidlaylik: bu ikkala sifat ham ko'p jihatdan haqiqiy bilan belgilanadi suv osti borti. Agar suv osti borti past bo'lsa, u holda pastki tovonning kichik burchaklarida ham suvga kiradi, samarali suv chizig'ining kengligi pasayishni boshlaydi va shu paytdan boshlab barqarorlik qo'li va to'g'rilash momenti pasayishni boshlaydi. Ochiq - palubasiz qayiqlar, suvning yuqori chetidagi suvga kirgandan so'ng, darhol suv bosadi va ag'darilib ketadi (kema nazariyasida tajribasiz vasyukinitlar aynan shunday azob chekishdi!). Aniqki, fribord qanchalik baland bo'lsa, tovonning ruxsat etilgan burchagi shunchalik katta bo'ladi, uning kritik qiymati toshqin burchagi deb ataladi.
Ruloning xavfli o'sishi va suv toshqini burchagiga yaqinlashishning eng aniq ko'rsatkichi qayiq rulosining yon tomonidagi suv osti balandligining pasayishi hisoblanadi. Aytishga hojat yo'q, qayiq qanchalik kichik bo'lsa, har qanday ro'yxat qanchalik xavfli bo'lsa, haqiqiy fribordning har bir santimetri shunchalik muhimroqdir! Qayiqning ishlab chiqaruvchi tomonidan belgilangan yuk ko'tarish qobiliyatidan oshib ketishi (ortiqcha yuk) mutlaqo qabul qilinishi mumkin emas! Yuklarni shunday tartibga solish xavfliki, qayiq qirg'oqdan jo'nab ketayotganda allaqachon ro'yxatga ega bo'ladi: axir, bu darhol yon tomonning haqiqiy balandligini va qayig'ingizning barqarorlik chegarasini pasaytiradi!
Fribordning haqiqiy balandligi haqida gapirayotganimiz bejiz emas. "Yirik" kema qurish tarixi ko'p hollarda buzilmagan va shikastlanmagan kemalar barqarorlikni yo'qotganligini biladi, chunki ro'yxat davomida yon tomondagi ba'zi ochiq teshiklar tasodifan suv yuzasida paydo bo'lgan.
Akademik A.P.Krylov qiziqarli voqeani aytib beradi. 84 qurolli "King Jorj" kemasi o'zining birinchi sayohatiga chiqishdan oldin (bu 1782 yilda Portsmutda sodir bo'lgan), u kingstonlardagi qandaydir nosozliklarni tuzatish uchun maxsus poshnali edi. Ochiq qurol portlarining pastki qatorining chekkalari suv yuzasidan atigi 5-8 sm balandlikda bo'lib chiqdi. Katta ofitser, kemaning xavfli holatini tushunmay, odatdagi 8 m emas, balki 5-8 sm yon tomonning haqiqiy balandligi bo'lganida, jamoani bayroqni ko'tarish uchun qurolga chaqirishni buyurdi. Shubhasiz, dengizchilar egilgan tomon bo'ylab yugurishgan va rulonning biroz ko'tarilishi kemaning bortga tushishi va 800 dan ortiq odamni tubiga olib borishi uchun etarli edi ...
Shunday qilib, idishning barqarorligi uchun zarur shartlar uning etarlicha kengligi va yon tomonining balandligidir. Endi aniqlik kiritamiz. Gap shundaki, barqarorlik odatda boshlang'ich (10-20 ° gacha bo'lgan aylanish burchagi ichida) va barqarorlikka bo'linadi. kattaroq moyilliklarda. Kichik kemalar uchun, birinchi navbatda, dastlabki barqarorlikning kengligi va xususiyatlari muhim: tovonning katta burchaklaridagi barqarorlik ko'pincha "o'tmaydi", chunki suv toshqini burchagi odatda dastlabki barqarorlik chegaralarida bo'ladi. . Kattaroq dengizga layoqatli va yopiq palubali kemalar uchun suv osti bortining balandligi muhimroq bo'lib, katta qiyaliklarda barqarorlikni ta'minlaydi.
Keling, yana bir aniq va amaliy jihatdan juda muhim shartni ta'kidlaymiz: kema qanchalik barqaror bo'lsa, uning og'irlik markazi qanchalik past bo'lsa. Roly-polys va tumblers o'zlarining yuqori "barqarorligi" uchun nima uchun qarzdor ekanligini hamma biladi! O'z tajribamizdan shuni ko'rsatadiki, har qanday kichik qayiq to'liq balandlikka ko'tarilib, bir qirg'oqdan ikkinchi qirg'oqqa yurishga harakat qilganda qanday tebranishni boshlashini hamma yaxshi biladi: CG (elka) balandligining oshishi bilan, qayiqning kattaligi. poshnali moment sezilarli darajada oshadi, garchi odamning vazni o'zgarmasa ham ...
Shuning uchun kengligi, qoida tariqasida, xavfli minimal chegarada bo'lgan bir xil kayaklarda siz deyarli to'g'ridan-to'g'ri pastki qismida o'tirishingiz kerak. Yana bir misol. Yawls ustiga mast qo'yilganda, ma'lum bir balandlikda yelkanlarda shamol bosimining kuchi paydo bo'ladi; yuzaga keladigan sezilarli poshnali momentni qoplash uchun xuddi shu tarzda barqarorlikni oshirish kerak - butun jamoa qutilardan pastga o'tadi.
Va uchinchi misol. To'plam muharrirlari uzun eshkak eshish uchun mo'ljallangan juda tor ikki o'rindiqli qayiq bilan tanishdilar (rasmga qarang). Qayiqning ishlashi juda zo'r bo'lib chiqdi, ammo bitta "lekin" bor edi: loyiha muallifi qayiqni sinov maydonchasiga haydab ketayotganda, u allaqachon ag'darilib ketgan! Qayiqni sinab ko'rgan muharrirlar ham o'zlarini suvda topdilar. Biroq, qutilarning balandligini 150 mm ga tushirish kifoya edi - vaziyat o'zgardi.
Og'irlikni tejashning eng qat'iy rejimiga qaramay, barqarorligi ayniqsa qattiq talablarga bog'liq bo'lgan kemalar markaziy tortishish darajasini pasaytirish uchun "o'lik og'irlik" - ballastni olishlari kerak. Odatda, kruiz yaxtalari va qutqaruv qayiqlari kema dizayni imkon qadar past darajada mustahkamlangan doimiy qattiq ballastni olib yuradi. (Balastni qanchalik pastroq joylashtirishingiz mumkin bo'lsa, butun kemaning CG ning ma'lum bir balandligini ta'minlash uchun kamroq kerak bo'ladi!) Bunday kemalarda ular CGni CG ostida joylashtirishga harakat qilishadi. Shunda barqarorlik qo'lining maksimal qiymatiga juda katta rulonda erishiladi - 90" gacha. Taqqoslash uchun shuni aytish kifoyaki, ko'pchilik an'anaviy dengiz qayiqlari 60-75 ° burilishda ag'dariladi.
Ba'zan vaqtinchalik suyuq balast ishlatiladi. Shunday qilib, dengizga yaroqli motorli qayiqlarda va tubi o'ralgan qayiqlarda, to'xtash paytida (aylanayotganda) past dastlabki barqarorlik ko'pincha pastki qismdagi maxsus ballast tanklariga suv olish orqali qoplanishi kerak, ular harakat paytida avtomatik ravishda bo'shatiladi.
To'piqli kemaning og'irlik markazi o'z o'rnida qolishi juda muhim: yelkanli qayiqlarda barcha og'ir narsalar harakatlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun mahkam bog'langanligi tasodif emas. Biroq, xavfli deb hisoblangan yuklar mavjud, chunki ular barqarorlikni yo'qotishi mumkin. Bular har qanday quyma yuk - don va tuzdan tortib yangi baliqgacha, tasodifiy ravishda kemaning egilishi yo'nalishi bo'yicha quyiladi. (Yukma yuk - donning ko'chishi tufayli 4500 tonna og'irlikdagi so'nggi yirik yuk yelkanli kemasi bo'lgan ulkan to'rt ustunli "Pomir" 1957 yilda bo'ron paytida ag'darilgan va halok bo'lgan!) Suyuq yuk ayniqsa xavflidir. . Biz kema nazariyasining chuqurligiga kirmaymiz, lekin shuni ta'kidlaymizki, bu holda barqarorlikni pasaytiradigan nurli suyuq yukning og'irligi emas, balki aksincha. uning erkin sirt maydoni.
Xo'sh, o'quvchi savol berishi mumkin, bu xavfli suyuq yuk tashuvchi tankerlar dengiz va okeanlar bo'ylab suzib yuradimi? Birinchidan, tanker korpusi ko'ndalang va bo'ylama o'tib bo'lmaydigan to'siqlar bilan alohida bo'linmalarga - tanklarga bo'linadi va ularning yuqori qismida qo'shimcha ravishda erkin sirtni "parchalaydi" (uni 2 qismga bo'lish zararli moddalarni kamaytiradi) barqarorlikka ta'siri 4 barobar). Ikkinchidan, tanklar to'liq to'ldirilgan.
Xuddi shu sabablarga ko'ra, qayiqda bitta kengroqdan ko'ra ikkita torroq yonilg'i baki bo'lishi yaxshiroqdir. Bo'ron o'tishidan oldin barcha zaxira tanklar to'liq to'ldirilishi kerak (dengizchilar aytganidek - bosilgan). Suyuqliklarni birma-bir iste'mol qilish kerak - birinchi navbatda bitta idishdan oxirigacha, keyin ikkinchisidan, shunda ularning faqat bittasida daraja erkin bo'ladi.
Kichik kemalarning dahshatli dushmani, garchi uning umumiy og'irligi kichik bo'lsa ham, ombordagi suvdir. Bir kuni yangi ish kemasi sinovga chiqdi. Birinchi navbatda, aylanma paytida qayiq g'ayrioddiy katta ro'yxatni olgani va undan chiqishni juda "istamas" ekanligi ta'kidlangan. Biz orqa lyukni ochdik va cho'qqidagi suvning cho'qqisida deyarli sezilmaydigan yoriq orqali u erga oqayotganini ko'rdik.
Kichik kemalarning korpuslarini o'z vaqtida to'kib tashlash va toza havoda suvning turli teshiklar va oqishlardan ichkariga kirmasligini ta'minlash uchun choralar ko'rish juda muhimdir.
Barqarorlik haqidagi suhbatni uyushmagan yoʻlovchilar xavfidan boshladik. Endi biz ba'zi bir asosiy nazariya bilan qurollanganmiz, keling, har qanday kichik kemalarda o'rnatilgan xatti-harakatlar qoidalariga qat'iy rioya qilish zarurligini yana bir bor ta'kidlaymiz. Oxir oqibat, nazoratsizlik tufayli engil motorli qayiq bortiga chiqqan yo'lovchi kemaning deyarli 1/5 qismini tashkil etadigan katta tovon kuchini yaratadi! Va "Progress-4" bortida g'ildiraklar uyasi bilan bir vaqtning o'zida yurishga qaror qilgan ikkita yo'lovchi kemani ag'darib yuborishning haqiqiy tahdididir (o'tgan yozda Kalininda fojiali oqibatlarga olib kelgan ikkita voqea sodir bo'lgan).
Mehmonlarni "kreyser" ga taklif qilayotganda, ularga muloyim, ammo qat'iy ko'rsatma bering va mavjud xavfsizlik qoidalari bilan tanishtiring. Eng kichik kemalarda siz to'liq balandlikka tura olmasligingiz va bir joydan ikkinchi joyga ko'chib o'tishingiz mumkin, lekin odamlar buni bilmasligi mumkin!
Shu paytgacha CG pozitsiyasi o'zgarmasligi aytilgan. Biroq, sport kemalarining katta sinfi mavjud, ular uchun CG ning rulonga qarama-qarshi yo'nalishda to'liq harakatlanishi yuqori natijalarga erishishning eng muhim shartidir. Gap poshnali yengil poyga qayiqlari va katamaranlar, ba'zan esa kruiz va poyga yaxtalari haqida bormoqda. Trapetsiya yordamida dengizga osilgan sportchi CG ni o'z og'irligi bilan harakatga keltiradi va barqarorlik qo'lini oshiradi, bu unga rulonni kamaytirishga yoki hatto ag'darilib ketmaslikka imkon beradi ...
Nihoyat, ba'zi sharoitlarda barqaror bo'lgan idish ham boshqalarda etarlicha barqaror bo'lmasligi mumkinligini yodda tutish kerak. Barqarorlik, ayniqsa to'xtab turganda va haydash paytida farq qilishi mumkin. Shuning uchun biz ham hisobga olishimiz kerak yugurish barqarorligi. Misol uchun, to'xtab turganda, hatto yon tomonda o'tirgan yo'lovchiga ham ta'sir ko'rsatmaydigan, to'lqinlarda suzib yurgan qayiq to'satdan unga qarab egilib keta boshlaydi. Ma'lum bo'lishicha, qayiq ikki qo'shni to'lqinning cho'qqilariga osilgan va kamonini suyanganga o'xshaydi va uning butun o'rta qismi, eng kengi, to'lqin chuqurligida tugashi sababli, allaqachon ma'lum bo'lgan to'liqlik. suv chizig'i kamaydi va barqarorlik darhol kamaydi.
Motorli qayiqlarni tekislashda barqarorlikni saqlash uchun harakat paytida paydo bo'ladigan muhim gidrodinamik kuchlar, qoida tariqasida, kuchayadi. Shu bilan birga, ular ag'darilishiga ham olib kelishi mumkin: masalan, agar burilish juda keskin bo'lsa, pervanelning to'xtash yo'nalishining o'zgarishi va chinning tashqi qismidagi bosimning keskin oshishi (drift tufayli) burilish uchun xavflidir. ko'pincha qayiqni tashqi tomondan burilishgacha aylantiradigan juft kuchlar.
Va nihoyat, kema quruvchilar tovon kuchlarining dinamik qo'llanilishi holatlarini alohida tahlil qiladilar (shuningdek, maxsus tushuncha ham mavjud - dinamik barqarorlik): katta tashqi yuklarning to'satdan va qisqa muddatli qo'llanilishi bilan idishning harakati statik barqarorlikning klassik sxemalaridan butunlay farq qilishi mumkin. Shu sababli, bo'ronli sharoitda, bo'ron va to'lqin zarbasining noqulay dinamik ta'siri ostida, eng og'ir okean sharoitida suzish uchun maxsus mo'ljallangan, mutlaqo barqaror ko'rinadigan yaxtalar ag'dariladi. (Chichester, Baranovskiy, Lyuis va boshqa yolg‘iz jasurlarning yaxtalari ag‘darilib ketdi! Bu erda nozik jihat shundaki, kema quruvchilar ham buni oldindan bilishgan: yaxtalar bir zumda bir tekisda turib, yana barqaror bo‘lib qolishdi.)
Albatta, muhandislar "bu kema barqaror, ammo bu kema unchalik barqaror emas" kabi baholashlardan qoniqmaydi; kema quruvchilar barqarorlikni aniq qiymatlar bilan tavsiflaydi, bu keyingi maqolada muhokama qilinadi.
Har qanday kemani loyihalashda, xoh u supertanker bo'lsin, xoh eshkak eshuvchi qayiq bo'lsin, dizaynerlar maxsus barqarorlik hisob-kitoblarini amalga oshiradilar va kema sinovdan o'tkazilganda, ular qiladigan birinchi narsa haqiqiy barqarorlik dizaynga mos kelishini tekshirishdir. Har qanday yangi kemaning normal, malakali ishlashi paytida u mo'ljallangan sharoitlarda etarli darajada barqarorligini ta'minlash uchun SSSR registri kabi monitoring tashkilotlari maxsus chiqaradilar. Barqarorlik standartlari va keyin ularning bajarilishini nazorat qiladi. Kema dizaynini yaratuvchi dizaynerlar ushbu barqarorlik standartlariga amal qilgan holda barcha hisob-kitoblarni amalga oshiradilar va kelajakdagi kema to'lqinlar va shamol ta'sirida ag'darilib ketishini tekshiradilar. Tabiiyki, ayrim turdagi kemalarga qo'shimcha talablar qo'yiladi. Shunday qilib, endi yo'lovchi kemalari barcha yo'lovchilarning bir tomonda to'planishi va hatto aylanmada to'planishi holatlari uchun tekshiriladi (bu holda tovonning burchagi kemaning suvga kirish burchagidan oshmasligi kerak va uning qiymati 12°). Tortib oluvchi kemalar arqonning silkinish ta'siriga, daryo tirgaklari esa arqonning statik ta'siriga ham tekshiriladi.
Hisob-kitoblar natijalari kema kapitaniga ko'rsatmalar bilan birgalikda "Kema barqarorligi to'g'risida ma'lumot" deb nomlangan eng muhim kema hujjatlaridan birida hujjatlashtirilgan.
Kichik kemalar uchun daryo registri, shuningdek, maxsus dastur bo'yicha olib borilgan qo'rg'oshin kemasining to'liq miqyosli sinovlarini ham tan oladi. Ushbu testlar, shubhali holatlarda, tegishli hisob-kitoblarni almashtirishi mumkin.
Navigatsiya va texnik tekshiruvlar tomonidan nazorat qilinadigan kichik dam olish floti hali etarlicha aniq va oddiy barqarorlik standartlariga ega emas. Bunday kemalarning dengizga yaroqliligi asosan suv osti kemasining minimal balandligi va uzunlik va kenglik nisbati (2,3 dan 1 gacha) o'rnatish orqali standartlashtiriladi. HTI (hozirgi GIMS) suv osti kemasining balandligiga qarab kichik kemalarni uchta sinfga ajratadi: birinchisi - kamida 250 mm bo'lgan suv osti borti bilan; ikkinchisi - kamida 350 mm; uchinchi - kamida 500 mm.
Sanoat tomonidan ishlab chiqarilgan kichik qayiqlar bilan birga keladigan ko'rsatmalar odatda barqarorlikni saqlash uchun asosiy tavsiyalarni o'z ichiga oladi. Har bir havaskor qayiqchi kemani boshqarish huquqiga sertifikat berishdan oldin xavfsizlik qoidalari bilan tanishtiriladi.
E. A. Morozov, "KiYa", 1978 yil
Barqarorlikning asosiy xususiyati tuzatish momenti, bu kemaning shamol, to'lqinlar va boshqa sabablar ta'sirida yukning siljishidan kelib chiqadigan tovon va trim momentlarining statik yoki dinamik (to'satdan) ta'siriga bardosh berishi uchun etarli bo'lishi kerak.
To'piq (qirqish) va to'g'rilash momentlari qarama-qarshi yo'nalishda harakat qiladi va idishning muvozanat holatida tengdir.
Farqlash lateral barqarorlik, tomirning ko'ndalang tekislikdagi moyilligiga mos keladigan (tomir rulosi) va uzunlamasına barqarorlik(kema trimasi).
Dengiz kemalarining uzunlamasına barqarorligi aniq ta'minlanadi va uning buzilishi deyarli mumkin emas, yuklarni joylashtirish va harakatlantirish esa lateral barqarorlikning o'zgarishiga olib keladi.
Kema egilganda, uning kattalik markazi (CM) CM traektoriyasi deb ataladigan ma'lum bir egri chiziq bo'ylab harakatlanadi. Idishning kichik moyilligi (12 ° dan ko'p bo'lmagan) bilan, markaziy nuqtaning traektoriyasi tekis egri chiziq bilan mos keladi, deb taxmin qilinadi, bu r radiusli yoy deb hisoblanishi mumkin m nuqtada.
r radiusi deyiladi tomirning transvers metasentrik radiusi, va uning markazi m - kemaning dastlabki metamarkazi.
Metasentr - kemani egish jarayonida C kattalik markazi harakatlanadigan traektoriyaning egrilik markazi. Agar moyillik ko'ndalang tekislikda (rulonda) sodir bo'lsa, metasentr ko'ndalang yoki kichik deb ataladi, bo'ylama tekislikdagi moyillik (trim) bo'ylama yoki katta deb ataladi.
Shunga ko'ra, ko'ndalang (kichik) r va bo'ylama (katta) R metasentrik radiuslar ajralib turadi, ular rulon va trim paytida C traektoriyasining egrilik radiuslarini ifodalaydi.
Dastlabki metasentr t va tomir G og'irlik markazi orasidagi masofa deyiladi boshlang'ich metasentrik balandlik(yoki oddiygina metasentrik balandlik) va h harfi bilan belgilanadi. Dastlabki metasentrik balandlik kema barqarorligining o'lchovidir.
h = zc + r - zg; h = zm ~ zc; h = r - a,
bu erda a - og'irlik markazining (CG) CV ustidagi balandligi.
Metasentrik balandlik (m.h.) - metasentr va tomirning og'irlik markazi orasidagi masofa. M.v. rulon yoki trimning kichik burchaklarida to'g'rilash momentlarini aniqlaydigan idishning dastlabki barqarorligi o'lchovidir.
m.v ortishi bilan. Tomirning barqarorligi oshadi. Kemaning ijobiy barqarorligi uchun metamarkaz kemaning og'irlik markazidan yuqorida bo'lishi kerak. Agar m.v. salbiy, ya'ni. metamarkaz kemaning og'irlik markazi ostida joylashgan bo'lib, kemaga ta'sir qiluvchi kuchlar tiklash momentini emas, balki to'planish momentini hosil qiladi va kema boshlang'ich dumaloq (salbiy barqarorlik) bilan suzadi, bunga yo'l qo'yilmaydi.
OG - og'irlik markazining kieldan yuqoriga ko'tarilishi; OM - metasentrning karina ustidagi ko'tarilishi;
GM - metasentrik balandlik; CM - metasentrik radius;
m – metamarkaz; G - og'irlik markazi; C - kattalik markazi
G tomirining og'irlik markaziga nisbatan metasentr m joylashishining uchta mumkin bo'lgan holati mavjud:
metamarkaz m kemaning og'irlik markazidan yuqorida joylashgan G (h > 0). Kichkina moyillik bilan tortishish kuchlari va suzib yuruvchi kuchlar bir juft kuch hosil qiladi, ularning momenti kemani dastlabki muvozanat holatiga qaytarishga intiladi;
Kema CG G m metamarkazdan yuqorida joylashgan (h< 0). В этом случае момент пары сил веса и плавучести будет стремиться увеличить крен судна, что ведет к его опрокидыванию;
Kemaning og'irlik markazi G va metasentri m bir-biriga to'g'ri keladi (h = 0). Kema o'zini beqaror tutadi, chunki bir nechta kuchlarning yelkasi yo'q.
Metasentrning jismoniy ma'nosi shundaki, bu nuqta kemaning og'irlik markazini kemaning ijobiy dastlabki barqarorligidan mahrum qilmasdan ko'tarilishi mumkin bo'lgan chegara bo'lib xizmat qiladi.
