Kuģa piķa jēdziens. Ierīce kuģa ripošanas samazināšanai viļņos Enkuru veidi

Ruļļa stabilizatorus parasti sauc par ierīcēm, kuras izmanto, lai samazinātu kuģa ruļļa amplitūdu.

Uz kuģa uzstādīto vibrācijas slāpētāju ietekme ir tāda, ka tie rada mainīgu stabilizācijas momentu, kas ir pretējs traucējošā viļņa momentam. Pašlaik tiek izmantoti tikai ritošie amortizatori. Ar amortizatoru palīdzību ir praktiski grūti samazināt piķa un sitiena amplitūdu, jo vēl nav izveidoti amortizatori, kas spēj attīstīt stabilizācijas momentus, kas ir daudz lielāki nekā ripošanas laikā.

Rullīšu stabilizatori ir sadalīti pasīvajos un aktīvajos. Pasīvo amortizatoru darba ķermeņu darbība ir balstīta uz stabilizējoša momenta izveidošanu kuģa svārstību kustības dēļ ripināšanas laikā, tas ir, tos lietojot, nav nepieciešami īpaši enerģijas avoti. Aktīvajos amortizatoros maināms stabilizācijas moments tiek izveidots piespiedu kārtā, izmantojot īpašus mehānismus, kurus kontrolē īpaša regulēšanas ierīce, kas savukārt reaģē uz kuģa vibrācijām. Aktīvie amortizatori ir efektīvāki, taču to darbībai nepieciešama papildu jauda.

Pasīvie knupīši. Pasīvajos ruļļu stabilizatoros ietilpst zigomātiskās spīles un pasīvās stabilizācijas tvertnes.

Zigomātiskās spīles ir vienkāršākais un efektīvākais rullīšu samazināšanas līdzeklis, tāpēc tām ir visplašākais pielietojums.

Pasīvās sedatīvās tvertnes var būt divu veidu: slēgtas, nesazinoties ar jūras ūdeni (I tips) un atvērtas, sazinoties ar jūras ūdeni (II tips). Tvertnes ir pa pusei piepildītas ar ūdeni (dažreiz ar degvielu) un ir savienotas ar kanāliem. Rezonanses sūknēšanā visefektīvākās ir pasīvās amortizācijas tvertnes. Noteiktos neregulāru viļņu apstākļos un režīmos šādi amortizatori var palielināt ruļļa amplitūdas pieaugumu. Brīvas šķidruma virsmas klātbūtne tvertnēs arī negatīvi ietekmē trauka stabilitāti. Šo iemeslu dēļ pasīvās tvertnes pašlaik praktiski netiek izmantotas.

Attēls: 1
Attēls: 2. Sedimentācijas tvertnes sastāvs. 1 - zigomatiskais ķīlis, 2 - armatūra, 3 - velmēšana, 4 - zigomātisko ķīļu amortizācijas pretestība Attēls: 3 nomierinošas tvertnes. 1 - nomierinošas tvertnes; 2 - gaisa vārsts; 3 - savienojošais gaisa kanāls; 4 - borta dziļās tvertnes; 5 - pārplūdes kanāls; b - kuģa rullis; 7 - ūdens tvertnē Attēls: 4 Jūras žiroskops. 1 - žiroskopa moments M; 2 - sasvēršanās moments M; 3 - spēku pāris šūpojošā rāmja gultnī; 4 - žiroskopa rotācijas ass; 5 - precession; 6 - šūpojošā rāmja gultņa bremzēšanas moments; 7 - žiroskopa rotācijas virziens (leņķa ātrums); 8 - precesijas ātrums

Aktīvi nomierinoši līdzekļi. Aktīvie amortizatori ietver stūres, aktīvās amortizācijas tvertnes un žiroskopiskos amortizatorus - stabilizatorus.

Attēls: pieci Attēls: 6 aktīvie sānu stūri. 1 - ievelkami stūri; 2 - pārliecinoši stūri; 3 - spēki, kas iedarbojas uz stūriem; 4 - kuģa kursa virziens, 5 - ripošanas virziens 6 - stūres griezes moments

Stūres stūri ir ļoti efektīvs ritošā sastāva samazināšanas līdzeklis, un tos plaši izmanto transportā un it īpaši uz pasažieru kuģiem. Tie ir novietoti uz īpašām piedziņām, kas nodrošina izmaiņas uzbrukuma leņķos saskaņā ar noteiktu likumu, to pagarināšanu no ķermeņa un tīrīšanu ķermeņa iekšienē.

Prakse rāda, ka borta stūres ieteicams izmantot ar ātrumu, kas pārsniedz 10-15 mezglus. Šajā gadījumā sānu stūri noved pie ievērojama (vairākas reizes) sānu ruļļa amplitūdu samazināšanās.

Aktīvās nomierinošās tvertnes parasti izgatavo I tipa tvertņu veidā. Lai regulētu ūdens kustību, tiek izmantoti vai nu ūdens kanālā uzstādīti sūkņi, vai gaisa kanālā izvietoti pūtēji.
Sūkni vai pūtēju kontrolē, izmantojot īpašu automatizāciju, lai būtu iespējams regulēt ūdens padevi no vienas tvertnes uz otru un nodrošināt nepieciešamās izmaiņas stabilizācijas momentā. Uzstādīšanas efektivitāte nav atkarīga no kuģa ātruma: tvertnes vienādi mēro piķi kustībā un miera stāvoklī. Aktīvo tvertņu trūkumi: konstrukcijas sarežģītība, augstās izmaksas, sarežģītas vadības iekārtas izmantošana, kuģa kravnesības samazināšanās un nepieciešamība pēc papildu enerģijas patēriņa.

Žiroskopiskais stabilizators ir spēcīgs žiroskops, kas rotē rāmī uz ass. Žiroskops ir novietots vertikāli. Kuģa ripošana ripošanas laikā izraisa žiroskopa ass pagriešanos - tā saukto žiroskopa precesiju. Rezultātā rodas žiroskopisks moments, kas ir amortizatora stabilizējošais moments. Gyro knupīši var būt vai nu pasīvi, vai aktīvi. Pasīvā aizbīdnī precesija notiek kā reakcija uz kuģa ripināšanu. Aktīvajos amortizatoros precesija tiek radīta piespiedu kārtā, pateicoties ārējās enerģijas pārnešanai uz elektromotoru, kuru vada automātiskais regulators, kas reaģē uz kuģa ripināšanas režīmu. Trūkumi: ievērojams svars, augstas izmaksas, ierīces sarežģītība un darbība (4. attēls).

Kuģa metacentriskā augstuma noteikšana pēc ripošanas perioda

Darbības laikā kuģa vadītājam bieži jāpārbauda kuģa metacentriskā augstuma vērtības dažādos tā iekraušanas gadījumos. Šāda vajadzība rodas, piemēram, kad tiek patērētas saldūdens un degvielas rezerves, kad tiek izlemts jautājums par balasta saņemšanas lietderību. Slīpuma pieredze dod diezgan ticamus rezultātus, taču tas prasa daudz laika, noteiktus apstākļus un īpašu apmācību.

Ir daudz vieglāk novērtēt šķērsvirziena metacentrisko augstumu h, ja velmēšanas periods T θ un koeficients C ir zināmi pēc formulas, kas iegūta no kapteiņa formulas:

h \u003d 4 C 2 B 2 T θ 2

Slīpuma periodu T θ var noteikt, reģistrējot kuģa slāpētās brīvās vibrācijas ar žiroskopiskiem vai ar laika marķieriem aprīkotiem inklinogrāfiem.

Praksē velmēšanas periodu T θ var noteikt šādi. Kad laiva atrodas vienā no galējām slīpajām pozīcijām, iedarbiniet hronometru. Saskaitījis 10 pilnas svārstības, apturiet hronometru brīdī, kad kuģis nonāk sākotnējā slīpajā stāvoklī. Periodu T θ nosaka, hronometra skaitīto laiku dalot ar 10.

Aprakstītā aptuvenā metode dod apmierinošus rezultātus, ja uz kuģa nav brīvu šķidru kravu virsmu, kā arī gadījumā, ja to ietekmes korekcija nav lielāka par 5% no metacentriskā augstuma konkrētai kravai.

Metacentriskā augstuma h aprēķināšanas rezultāts ir atkarīgs arī no h izteiksmē iekļautā koeficienta C veiksmīgas izvēles. Lai to izdarītu, tā vērtības ir jāpieņem saskaņā ar zināmām koeficienta C vērtībām tāda paša tipa vai līdzīga tipa kuģiem. Koeficients C \u003d 0,36 ± 0,43 atkarībā no trauka veida.

Ieteicamā literatūra:

Šūpoles attiecas uz vibrācijas kustību, ko kuģis veic aptuveni līdzsvara stāvoklī.

Tiek sauktas svārstības bez maksas(uz mierīga ūdens), ja tos veic kuģis pēc spēku, kas izraisīja šīs vibrācijas, darbības pārtraukšanas (vēja šņākšana, vilkšanas troses saraustīšana). Sakarā ar pretestības spēku klātbūtni (gaisa pretestība, ūdens berze), brīvās svārstības pakāpeniski mitinās un apstājas. Tiek sauktas svārstības piespiedu kārtā,ja tie rodas periodisku traucējošu spēku (krītošo viļņu) ietekmē.

Slīpumu raksturo šādi parametri (8. attēls): amplitūda θ - vislielākā novirze no līdzsvara stāvokļa; slaucīt - divu secīgu amplitūdu summa; periods T - laiks, lai pabeigtu divus pilnus apgriezienus; paātrinājums.

Šūpošanās sarežģī mašīnu, mehānismu un ierīču darbību radušos inerces spēku ietekmē, rada papildu slodzi uz kuģa korpusa stiprajiem savienojumiem un kaitīgi fiziski ietekmē cilvēkus.

Attēls: 8. Piestiprināšanas parametri: θ 1 un θ 2 amplitūdas; θ 1 + θ 2 laidums.

Izšķir sānu, metienu un sitienu. Kad ripovibrācijas tiek veiktas ap garenvirziena asi, kas iet caur kuģa smaguma centru, kad ķīlis - ap šķērsvirzienu. Veltnis īsā laika posmā un lielās amplitūdās kļūst brāzmains, kas ir bīstams mehānismiem un cilvēkiem ir grūti panesams.

Kuģa brīvo vibrāciju periodu mierīgā ūdenī var noteikt pēc formulas T \u003d c (B / √h,kur IN - kuģa platums, m; h - šķērsvirziena metacentriskais augstums, m; no - koeficients, kas vienāds ar 0,78 - 0,81 kravas kuģiem.

Formula parāda, ka, palielinoties metacentriskajam augstumam, ripošanas periods samazinās. Projektējot kuģi, viņi cenšas panākt pietiekamu stabilitāti ar mērenu ripošanas gludumu. Braucot pa nelīdzenām jūrām, kuģa vadītājam jāzina kuģa dabisko svārstību periods un viļņa periods (laiks starp divu blakus esošu grēdu uzskriešanu uz kuģa). Ja kuģa dabisko vibrāciju periods ir vienāds ar viļņa periodu vai ir tuvs tam, rodas rezonanses parādība, kas var izraisīt kuģa apgāšanos.

Veicot piķi, vai nu klājs ir applūdis, vai arī, kad priekšgals vai pakaļgals ir pakļauti, tie ietriecas ūdenī (sitieni). Turklāt paātrinājums, kas notiek piķa laikā, ir daudz lielāks nekā velmēšanas laikā. Šis apstāklis \u200b\u200bjāņem vērā, izvēloties priekšgala vai pakaļgala uzstādītos mehānismus.

Debesis ko izraisa atbalsta spēku izmaiņas, kad vilnis iet zem kuģa. Virziena periods ir vienāds ar viļņa periodu.

Lai nepieļautu nevēlamas sekas, kas saistītas ar piķa darbību, kuģu būvētāji izmanto līdzekļus, kas, ja ne līdz pilnīgai piķa pārtraukšanai, vismaz vismaz samazina tā svārstības. Šī problēma ir īpaši aktuāla pasažieru kuģiem.

Lai mēreni piestu un klāju pārpludinātu ar ūdeni, vairāki mūsdienīgi kuģi ievērojami palielina klāju priekšgalā un pakaļgalā (sirsnība), palielina priekšgala rāmju izliekumu, projektē kuģus ar tvertni un kakām. Tajā pašā laikā tvertnes degunā ir uzstādīti ūdens novirzītāji.

Lai regulētu ripošanu, tiek izmantoti pasīvi nekontrolēti vai aktīvi kontrolēti ripšanas amortizatori.

Pasīvie nomierinošie līdzekļi ietver zigomātiskie ķīļi, kas ir tērauda plāksnes, kas uzstādīti virs 30 - 50% no kuģa garuma vaigu kaulu rajonā gar ūdens plūsmas līniju (9. attēls). Tās ir vienkāršas konstrukcijas, samazina piķa amplitūdu par 15-20%, bet nodrošina ievērojamu ūdens papildu pretestību kuģa kustībai, samazinot ātrumu par 2-3%.

Attēls: 9. Zigomātisko (sānu) ķīļu darbības shēma.

Pasīvie tanki - tās ir tvertnes, kas uzstādītas kuģa sānos un apakšpusē savienotas viena ar otru ar pārplūdes caurulēm, augšpusē - ar gaisa kanālu ar izolācijas vārstu, kas regulē ūdens padevi no vienas puses uz otru. Gaisa kanāla šķērsgriezumu ir iespējams noregulēt tā, lai šķidrums pārpildītos no vienas puses uz otru ar aizkavēšanos ripošanas laikā un tādējādi radītu sasvēršanās momentu, kas neitralizē slīpumu. Šīs tvertnes ir efektīvas sūknēšanas režīmos ar ilgu periodu. Visos citos gadījumos tie nav mēreni, bet pat palielina tā amplitūdu.

IN aktīvās tvertnes (10. attēls) ūdeni pumpē ar speciāliem sūkņiem. Tomēr sūkņa un automātiskas ierīces, kas kontrolē sūkņa darbību, uzstādīšana ievērojami sarežģī un palielina konstrukcijas izmaksas.

Attēls: 10. Aktīvās nomierinošās tvertnes.

Pašlaik visbiežāk tiek izmantoti pasažieru un izpētes kuģi aktīvie sānu stūri (11. attēls), kas ir parastie stūri, kas uzstādīti kuģa platākajā daļā nedaudz virs tilpnes gandrīz horizontālā plaknē. Ar elektrohidraulisko mašīnu palīdzību, kuras kontrolē sensoru signāli, kas reaģē uz kuģa slīpuma virzienu un ātrumu, ir iespējams mainīt to uzbrukuma leņķi. Tātad, kad kuģis ir noliekts uz labā borta pusi, uzbrukuma leņķis tiek iestatīts uz stūriem tā, lai šajā gadījumā radušies celšanas spēki radītu momentus, kas ir pretēji slīpumam. Stūres efektivitāte kustībā ir diezgan augsta. Ja nav piķa, stūres tiek noņemtas īpašās ķermeņa nišās, lai neradītu papildu pretestību. Stūres trūkumi ietver to zemo efektivitāti ar mazu ātrumu (zem 10-15 mezgliem) un automātiskās vadības sistēmas sarežģītību.

Attēls: 11. Aktīvie sānu stūri: a - vispārējs skats; b - darbības shēma; c - spēki, kas iedarbojas uz sānu stūri.

Nav amortizatoru, kas kontrolētu piķi.

Jāatzīmē, ka zemūdenes un kuģi ar nelielu ūdenslīnijas laukumu praktiski nepiedzīvo ripināšanu, un tāpēc nav nepieciešams aprīkot šos kuģus ar ierīcēm tā kontrolei.

Šūpošanos sauc par svārstīgu kustību ap stāvokli

brīvi peldoša līdzsvars

ūdens ar kuģi. Izšķir velmēšanu, piķi un sitienu. Rulli sauc par svārstību kustību, kas iet gar DP garenisko asi. Pitching attiecas uz vibrācijas kustībām, ko kuģis veic ap šķērsvirziena asi. Ritināšanu sauc par svārstību kustībām, kuras kuģis veic vertikālā plaknē uz augšu un uz leju un ko izraisa atbalsta spēku izmaiņas WAVE pārejas laikā.

131. Velmēšanas periods un amplitūda

amplitūda - vislielākā novirze no šūpošanās ķermeņa vidējā un galējā stāvokļa; periods - divu pilnu sparu laiks;

132. Saistība starp piķa un kuģa stabilitāti

Jo īsāks periods, jo ātrāks metiens, jo ilgāks periods, jo ilgāks piķis. Cb no 0,6 līdz 0,8 vidējiem un lieliem kuģiem

133. Ruļļu stabilizatori.

Lai novērstu nepatīkamas sekas, kas saistītas ar piķa darbību, uz kuģiem tiek izmantoti slāpētāji, kas pēc darbības rakstura ir sadalīti pasīvā - nekontrolējamā un aktīvā - kontrolētā. Zigomātiskās (sānu) spīles ir vienkāršākie ritošā sastāva stabilizatori, ko izmanto gandrīz uz visiem kuģiem. Būtiskāks ritošā amplitūdas samazinājums

var iegūt, uzstādot aktīvos sānu stūres. Nomierinošu slīpumu principā var panākt, uzstādot kontrolētus horizontālus stūres (piemēram, sānu) iekšpusē

kuģa galus, bet līdz šim šādus amortizatorus praktiski neizmanto.

134. Uzskaitiet stūres ierīces elementus

Stūre sastāv no spalvas un krājuma. Spalva ir plakana vai biežāk divslāņu racionalizēta vairogs ar iekšējām pastiprinošām ribām, laukums

kuriem ir jūras kuģi ir 1 / 40-1 / 60 no iegremdētās zonas

dP daļas. Bumba ir šarnīrs, ar kuru

pagrieziet stūres spalvu.

135. Stūres veidi

Atkarībā no stūres stāvokļa attiecībā pret asi

rotācijās izšķir parastos stūres, kas

spalva ir pilnībā novietota aizmugurē no rotācijas ass; līdzsvara stūres, kurās spalvu ar rotācijas asi sadala divās nevienādās daļās: lielais ir aizmugurē no ass, mazākais - priekšgalā; daļēji līdzsvaroti stūri atšķiras no līdzsvarotajiem, jo \u200b\u200blīdzsvara daļa nav izveidota visā stūres augstumā.

136. Uzskaitiet enkura ierīces elementus

Enkurošanas ierīci izmanto, lai nodrošinātu drošu stiprinājumu

jūrā, reidā un citās vietās, kas atrodas tālu no krasta,

piestiprināšana pie zemes ar enkuru un enkura ķēdi. Tas ietver: enkurus, enkuru ķēdes (virves), enkuru mašīnas, enkuru ķepas un aizbāžņus.

137. Enkuru veidi. Enkura ķēdes

Enkuri, atkarībā no to mērķa, tiek sadalīti stacionāros, kas paredzēti kuģa turēšanai noteiktā vietā, un palīgierīcēm - lai kuģi noturētu noteiktā stāvoklī, pietauvojoties pie galvenā enkura. Palīgierīcē ietilpst

aizmugures enkurs - pieturas enkurs, kura masa ir 1/3 no masas. Enkura ķēde tiek izmantota enkura piestiprināšanai pie kuģa korpusa. Tas sastāv no saitēm (7.11. Att.), Veidojot lokus 25–27 m garumā, kas savienoti viens ar otru, izmantojot īpašas noņemamas saites. Loki veido enkura ķēdi, kuras garums ir no 50 līdz 300 m. Atkarībā no vietas enkura ķēdē izšķir enkura lokus (piestiprinātus pie enkura), starpposma un sakņu lokus. Pievienojiet enkurus enkura ķēdei, izmantojot enkura kronšteinus. Lai novērstu ķēdes savērpšanos, tajā ir iekļauti šarnīrsavienojumi. Enkura ķēdes saknes gala stiprināšanai un avārijas atsitienam tiek izmantotas īpašas ierīces ar saliekamo āķi, tā saukto darbības vārdu-āķi, kas atvieglo trauka atbrīvošanu no iegravētās enkura ķēdes.