Построение диаграммы статической остойчивости и практическое ее использование.

Интерполяционные кривые плеч остойчивости формы и пантокарены. При заданных обводах корпуса плечи формы lф можно рассматривать как функцию двух переменных - объемного водоизмещения V угла крена Q:

Если в уравнении положить Q = Q i = const, плечо формы становится функцией одного переменного, l_ф = f(V). Кривые l_ф = f(V) называют интерполяционными кривыми плеч остойчивости формы. Их строят в конструкторских бюро для ряда углов крена от 0 до 90^о (с интервалами 10^о) для водоизмещений, лежащих в пределах, представляющих практический интерес, т. е. от водоизмещения порожнего судна V_пор до водоизмещения судна с полным грузом V_гр (рис. 2.26). С помощью интерполяционных кривых плеч остойчивости формы можно построить диаграмму статической остойчивости судна для любого состояния его нагрузки. Для этого на оси абсцисс интерполяционных кривых откладывают точку, соответствующую данному водоизмещению, восставляют в ней перпендикуляр и снимают с кривых значения l_ф для углов крена 10^о, 20^о и т. д. Дальнейшее вычисление плеч статической остойчивости производят по формуле:
.

При этом аппликату ЦТ судна Zg находят из расчета нагрузки, отвечающей данному водоизмещению, а аппликату ЦВ Z_C - по соответствующей кривой; имеющейся в документе „Кривые элементов теоретического чертежа". После определения всех плеч формы строят кривую l_ф и синусоиду a*sinQ, разности ординат которых являются плечами статической остойчивости (рис. 2.27).

Если плечи остойчивости формы l_ф отсчитываются от полюса Б (см. рис- 2.21), то соответствующие кривые l_ф = f(V) носят название патокарен. При помощи пантокарен диаграммы статической остойчивости строят так же, как при помощи кривых плеч остойчивости формы.

Универсальная диаграмма статической остойчивости. Для быстрого построения диаграммы статической остойчивости в судовых условиях наряду с интерполяционными кривыми плеч остойчивости формы и пантокаренами используют универсальную диаграмму остойчивости, которую чертят в конструкторском бюро и включают в состав вспомогательных материалов для самостоятельных расчетов, содержащихся в Информации об остойчивости.

Различными авторами были предложены различные формы универсальной диаграммы, включаемой в Типовую информацию об остойчивости и прочности грузового судна, при использовании которой исходными данными являются фактический дедвейт судна и начальная метацентрическая высота судна при данном состоянии его нагрузки.

Рис. 2.27 Построение диаграммы статической остойчивости с помощью пантокарен

Рис.2.26. Пантокарены

Требования к диаграмме статической остойчивости

1. Плечо диаграммы статической остойчивости должно быть не менее 0.25 м для судов длиной менее 80 метров, и не менее 0.2 для судов более 105 метров.

2. Угол заката диаграммы статической остойчивости Qз должен быть не менее 60^о, при обледенении не менее 55^о.

3. Максимальный угол диаграммы статической остойчивости Qmax должен быть не менее 30^о.

4. Начальная метацентрическая высота должна быть не менее 0.15 м.

5. Для судов перевозящих сыпучие грузы угол статического крена, вызванного расчетным смещением груза не должен превышать 12°, а остаточная площадь диаграммы статической остойчивости между кривыми восстанавливающих и кренящих плеч должна быть не менее 0,075 м*рад, а метацентрическая высота должна быть равна или быть более 0,30м

6. Критерий погоды равный отношению:

К= Мопр / Мкр

должен быть больше или равен 1.