Концепцията за качването на кораба. Устройство за намаляване на търкалянето на плавателния съд във вълни Видове анкери

Ролковите стабилизатори обикновено се наричат \u200b\u200bустройства, които се използват за намаляване на амплитудата на корабната ролка.

Ефектът от вибрационните амортисьори, инсталирани на кораба, е, че те създават променлив стабилизиращ момент, противоположен по знак на тревожния момент на вълната. Понастоящем се използват само търкалящи се амортисьори. Практически е трудно да се намали амплитудата на наклона и издигането с помощта на амортисьори, тъй като все още не са създадени амортисьори, способни да развият стабилизиращи моменти, които са много по-големи, отколкото по време на валцуването.

Ролковите стабилизатори се делят на пасивни и активни. Действието на работните органи на пасивните амортисьори се основава на създаването на стабилизиращ момент поради колебателните движения на плавателния съд по време на търкаляне, тоест при тяхното използване няма нужда от специални енергийни източници. В активните амортисьори се създава променлив стабилизиращ момент принудително посредством специални механизми, контролирани от специално регулиращо устройство, което от своя страна реагира на вибрациите на съда. Активните амортисьори са по-ефективни, но изискват допълнителна мощност за работа.

Пасивни залъгалки. Пасивните стабилизатори на ролката включват зигоматични килове и пасивни стабилизиращи резервоари.

Зигоматичните килове са най-простото и ефективно средство за намаляване на търкалянето и затова намират най-широко приложение.

Пасивните успокоителни резервоари могат да бъдат два вида: затворени, не комуникиращи с морска вода (тип I) и отворени, комуникиращи с морска вода (тип II). Резервоарите са наполовина пълни с вода (понякога гориво) и са свързани с канали. Пасивните амортисьорни резервоари са най-ефективни при резонансно изпомпване. При някои условия и режими на неправилни вълни такива амортисьори могат да доведат до увеличаване на амплитудата на ролката. Наличието на свободна повърхност от течност в резервоарите също влияе неблагоприятно на стабилността на съда. Поради тези причини в момента пасивните резервоари практически не се използват.

Фигура: 1
Фигура: 2 Състав на утайника. 1 - зигоматичен кил, 2 - армировка, 3 - търкаляне, 4 - амортизационно съпротивление на зигоматичните килове Фигура: 3 Успокояващи резервоари. 1 - успокоителни резервоари; 2 - въздушен клапан; 3 - свързващ въздушен канал; 4 - дълбоки резервоари на борда; 5 - канал за преливане; б - ролка на съда; 7 - вода в резервоара Фигура: 4 Морски жироскоп. 1 - момент М на жироскопа; 2 - момент на наклона М; 3 - двойка сили в люлеещия се лагер на рамката; 4 - ос на въртене на жироскопа; 5 - прецесия; 6 - спирачен момент на люлеещия се лагер на рамката; 7 - посока на въртене на жироскопа (ъглова скорост); 8 - прецесионна скорост

Активни успокоителни. Активните амортисьори включват бордови кормилни колела, активни амортисьорни резервоари и жироскопични амортисьори - стабилизатори.

Фигура: пет Фигура: 6 Активни странични кормила. 1 - прибиращи се кормила; 2 - непреодолими кормила; 3 - сили, действащи върху кормилата; 4 - посока на хода на кораба, 5 - посока на търкаляне 6 - въртящ момент на кормилата

Кормилните кормила са много ефективно средство за намаляване на търкалянето и се използват широко в транспорта и особено на пътническите кораби. Те се поставят на специални задвижвания, които осигуряват промяна в ъглите на атака съгласно определен закон, разширяването им от тялото и почистване вътре в тялото.

Практиката показва, че е препоръчително да се използват бордови кормила при скорости над 10-15 възела. В този случай страничните кормила водят до значително (няколко пъти) намаляване на амплитудите на търкаляне.

Активните успокоителни резервоари обикновено се правят под формата на резервоари от тип I. За регулиране на движението на водата се използват или помпи, монтирани във водния канал, или вентилатори, разположени във въздушния канал.
Помпата или вентилаторът се управляват чрез специална автоматизация, така че да е възможно да се регулира подаването на вода от един резервоар в друг и да се осигури необходимата промяна в стабилизиращия момент. Ефективността на инсталацията не зависи от скоростта на плавателния съд: резервоарите еднакво умеряват наклона в движение и в покой. Недостатъци на активните резервоари: сложността на дизайна, високата цена, използването на сложно оборудване за управление, намаляване на товароносимостта на кораба и необходимостта от допълнителна консумация на енергия.

Жироскопичният стабилизатор е мощен жироскоп, който се върти на ос в рамката. Жироскопът е поставен вертикално. Ролката на кораба по време на валцуването кара оста на жироскопа да се върти - така наречената прецесия на жироскопа. В резултат възниква жироскопичен момент, който е стабилизиращият момент на амортисьора. Жироскопните залъгалки могат да бъдат или пасивни, или активни. При пасивен амортисьор прецесията възниква като реакция на търкалянето на кораба. В активните амортисьори прецесията се създава принудително поради прехвърлянето на външна енергия към електрически мотор, управляван от автоматичен регулатор, който реагира на режима на търкаляне на кораба. Недостатъци: значително тегло, висока цена, сложност на устройството и експлоатация (фиг. 4).

Определяне на метацентричната височина на съда по периода на валцуване

По време на работа капитанът на лодка често трябва да проверява стойностите на метацентричната височина на кораба при различни случаи на неговото натоварване. Такава необходимост възниква, например, когато се изразходват запасите от прясна вода и гориво, когато се решава въпросът за целесъобразността на получаване на баласт. Склонният опит дава доста надеждни резултати, но изисква много време, определени условия и специално обучение.

Много по-лесно е да се изчисли страничната метацентрична височина h, ако периодът на търкаляне T θ и коефициентът C са известни, като се използва формулата, получена от формулата на капитана:

h \u003d 4 C 2 B 2 T θ 2

Периодът на наклона T θ може да се определи чрез записване на затихналите свободни вибрации на съда с жироскопични инклинографи или инклинографи, оборудвани с маркери за време.

На практика периодът на търкаляне T θ може да се определи, както следва. Когато лодката е в едно от крайните наклонени положения, стартирайте хронометъра. След като преброите 10 пълни трептения, спрете хронометъра в момента, в който корабът дойде в първоначално наклонено положение. Периодът T θ се определя чрез разделяне на времето, отчетено от хронометъра, на 10.

Описаният приблизителен метод дава задоволителни резултати при липса на свободни повърхности на течни товари на кораба, както и в случая, когато корекцията за техния ефект е не повече от 5% от метацентричната височина за даден товар.

Резултатът от изчисляването на метацентричната височина h също зависи от успешния избор на стойността на коефициента C, включен в израза за h. За целта е необходимо да се вземат неговите стойности според известните стойности на коефициента C за кораби от същия тип или сходни по дизайн. Коефициент C \u003d 0,36 ± 0,43 в зависимост от вида на съда.

Предложено четиво:

Swing се отнася до вибрационните движения, които корабът прави за равновесното си положение.

Извикват се трептения безплатно(на спокойна вода), ако са направени от плавателния съд след прекратяване на действието на силите, предизвикали тези вибрации (порив на вятъра, ритъм на теглещото въже). Поради наличието на съпротивителни сили (въздушно съпротивление, триене на водата), свободните трептения постепенно се овлажняват и спират. Извикват се трептения принуден,ако възникнат под въздействието на периодични смущаващи сили (падащи вълни).

Качването се характеризира със следните параметри (фиг. 8): амплитуда θ - най-голямото отклонение от равновесното положение; метене - сумата от две последователни амплитуди; период Т - време за завършване на два пълни хода; ускорение.

Люлеенето усложнява работата на машини, механизми и устройства поради ефекта на възникващите инерционни сили, създава допълнителни натоварвания върху здравите връзки на корпуса на кораба и има вредно физическо въздействие върху хората.

Фигура: 8. Параметри на подаване: θ 1 и θ 2 амплитуди; θ 1 + θ 2 обхват.

Разграничавайте странично, скатно и вдигане. Кога търкаляневибрациите се извършват около надлъжната ос, преминаваща през центъра на тежестта на съда, когато кил - около напречната. Ролката за кратък период и големи амплитуди става поривиста, което е опасно за механизмите и е трудно за понасяне от хората.

Периодът на свободни вибрации на съд в спокойна вода може да се определи по формулата T \u003d c (B / √h,където AT - широчината на съда, m; з - напречна метацентрична височина, m; от - коефициент, равен на 0,78 - 0,81 за товарни кораби.

Формулата показва, че с увеличаване на метацентричната височина периодът на търкаляне намалява. Когато проектират кораб, те се стремят да постигнат достатъчна стабилност с умерена гладкост на търкаляне. Когато плава по бурно море, капитанът на лодката трябва да знае периода на естествените трептения на плавателния съд и периода на вълната (времето между изтичането на кораба на два съседни хребета). Ако периодът на естествените трептения на съда е равен или близък до периода на вълната, тогава възниква резонансно явление, което може да доведе до преобръщане на съда.

При качването или палубата е наводнена, или когато носът или кърмата са изложени, те удрят водата (блъскане). В допълнение, ускорението, което се получава по време на качването е значително по-голямо, отколкото по време на търкаляне. Това обстоятелство трябва да се вземе предвид при избора на механизми, монтирани в носа или в кърмата.

Вдигане причинени от промяна в поддържащите сили, когато вълна преминава под плавателния съд. Периодът на издигане е равен на периода на вълната.

За да се предотвратят нежелани последици от действието на питчинга, корабостроителите използват средства, които допринасят, ако не за пълното прекратяване на качването, то поне за умереното му люлеене. Този проблем е особено остър за пътническите кораби.

За да се умерят качването и заливането на палубата с вода, редица съвременни кораби правят значително издигане на палубата в носа и кърмата (отвесно), увеличават изкоса на носовите рамки, проектират кораби с резервоар и кака. В същото време в носа на резервоара са монтирани дефлектори за вода.

За да се модерира ролката, се използват пасивни неконтролирани или активно контролирани стабилизатори на ролката.

Пасивните успокоителни включват скулови килове, които са стоманени плочи, монтирани над 30-50% от дължината на кораба в областта на скулите по линията на водния поток (фиг. 9). Те са с опростена конструкция, намаляват амплитудата на качването с 15-20%, но осигуряват значително допълнително водоустойчивост на движението на плавателния съд, намалявайки скоростта с 2-3%.

Фигура: 9. Схема на действие на зигоматичните (странични) килове.

Пасивни резервоари - това са резервоари, монтирани отстрани на съда и свързани помежду си отдолу чрез преливни тръби, отгоре - от въздушен канал с изолиращ клапан, който регулира преноса на вода от борда към борда. Възможно е да се регулира напречното сечение на въздушния канал по такъв начин, че течността да се прелива от една страна на друга със закъснение по време на търкаляне и по този начин да се създаде момент на наклона, който противодейства на наклона. Тези резервоари са ефективни в режими на изпомпване с дълъг период. Във всички останали случаи те не умеряват, а дори увеличават амплитудата му.

AT активни резервоари (фиг. 10) водата се изпомпва от специални помпи. Въпреки това, инсталирането на помпа и автоматично устройство, което контролира работата на помпата, значително усложнява и увеличава цената на дизайна.

Фигура: 10. Активни успокоителни резервоари.

В момента най-често се използват пътнически и изследователски кораби активни странични кормила (Фиг. 11), които са конвенционални кормила, монтирани в най-широката част на кораба малко над трюма в почти хоризонтална равнина. С помощта на електрохидравлични машини, управлявани от сигнали от сензори, които реагират на посоката и скоростта на наклона на кораба, е възможно да се промени ъгълът им на атака. И така, когато плавателният съд е наклонен към десния борд, ъгълът на атака се задава на кормилата, така че повдигащите сили, които възникват в този случай, създават моменти, противоположни на наклона. Ефективността на кормилата в движение е доста висока. При липса на наклон, кормилата се отстраняват в специални ниши в тялото, за да не създават допълнително съпротивление. Недостатъците на кормилата включват ниската им ефективност при ниски скорости (под 10-15 възела) и сложността на системата за автоматично управление.

Фигура: 11. Активни странични кормила: а - общ изглед; б - схема на действие; в - сили, действащи върху страничното кормило.

Няма амортисьори за контролиране на наклона.

Трябва да се отбележи, че подводниците и плавателните съдове с малка зона на водната линия практически не изпитват търкаляне и следователно не е необходимо тези съдове да се оборудват с устройства за нейното управление.

Махането се нарича трептящо движение около дадена позиция

свободно плаващи равновесия

вода с кораб. Разграничавайте странично, скатно и вдигане. Ролка се нарича колебателно движение, преминаващо в надлъжната ос на DP. Наклонът се отнася до вибрационните движения, извършвани от съда около напречната ос. Подвижното се нарича колебателни движения, извършвани от плавателния съд във вертикалната равнина нагоре и надолу и причинени от промяна в поддържащите сили по време на преминаването на ВЪЛНАТА.

131. Период и амплитуда на търкаляне

амплитуда - най-голямото отклонение от средното до крайното положение на люлеещото се тяло; период - времето на двата пълни хода;

132. Връзка между качването и стабилността на съда

Колкото по-кратък е периодът, толкова по-бързо е разгъването, колкото по-дълъг е периодът, толкова по-дълъг е разгъването. Cb 0,6 до 0,8 за средни и големи съдове

133. Ролкови стабилизатори.

За да се предотвратят неприятни последици от действието на качването, на корабите се използват амортисьори за кач, които по естеството на действието се разделят на пасивни - неконтролируеми и активни - контролирани. Зигоматичните (странични) килове са най-простите стабилизатори на търкаляне, използвани на почти всички кораби. По-значително намаляване на амплитудите на търкаляне

може да се получи чрез инсталиране на активни странични кормила. Успокояващото накланяне по принцип може да се постигне чрез инсталиране на контролирани хоризонтални кормила (като странични) в

краищата на кораба, но засега такива амортисьори практически не се използват.

134. Избройте елементите на кормилното устройство

Кормилото се състои от перо и приклад. Перото е плосък или по-често двуслоен обтекаем щит с вътрешни подсилващи ребра, площ

които имат морски плавателни съдове е 1 / 40-1 / 60 от потопената площ

части от ДП. Топката е опора, с която

завъртете рулевото перо.

135. Видове кормила

В зависимост от положението на волана спрямо оста

ротации разграничават обикновените кормила, които

перото е напълно разположено отзад на оста на въртене; балансиращи кормила, при които перото е разделено от оста на въртене на две неравни части: голямата е назад от оста, по-малката е в носа; полубалансираните кормила се различават от балансиращите по това, че балансиращата част не е направена по цялата височина на кормилото.

136. Избройте елементите на анкерното устройство

Устройството за закрепване се използва за осигуряване на сигурно закрепване

в морето, на пътното платно и на други места, отдалечени от брега, от

закрепване към земята с котва и котва верига. Включва: котви, анкерни вериги (въжета), котвени машини, анкерни ножове и ограничители.

137. Видове котви. Котвени вериги

Котвите, в зависимост от предназначението си, се разделят на неподвижни, предназначени да държат плавателния съд на дадено място, и спомагателни - да държат плавателния съд в дадено положение, докато акостират на основната котва. Помощното включва

задна котва - спираща котва, масата на която е 1/3 от масата. Анкерната верига се използва за закрепване на котвата към корпуса на кораба. Състои се от връзки (фиг. 7.11), образуващи лъкове с дължина 25-27 м, свързани помежду си посредством специални разглобяеми връзки. Лъковете образуват анкерна верига с дължина от 50 до 300 м. В зависимост от местоположението в анкерната верига се разграничават котва (прикрепена към котвата), междинни и коренни лъкове. Прикрепете анкерите към анкерната верига с помощта на анкерни скоби. За да се предотврати усукване на веригата, в нея са включени вирбели. За закрепване и аварийно отдръпване на кореновия край на анкерната верига се използват специални устройства със сгъваема кука, така наречената глаголна кука, което улеснява освобождаването на съда от гравираната анкерна верига.