Краткие теоретические сведения. Универсальная формула для определения дополнительного кренящего момента от смещения груза весом Р:

Универсальная формула для определения дополнительного кренящего момента от смещения груза весом Р:

где и – приращение координат ЦТ смещающегося груза.

Эта формула применима и для жидкого груза. Если груз находится в закрытой цистерне и заполняет ее полностью, при крене судна ЦТ жидко­го груза не смещается и такой груз рассматривается как обычная сос­тавляющая нагрузки судна. При наличии свободной поверхности /цистерна заполнена не полностью/ в случае крена судна жидкий груз перетекает в сторону наклонения /рис. 15/. Возникает дополнительный кренящий мо­мент, значение которого можно определить по указанной выше формуле. Из теории известно, что центр тяжести жидкого груза при любом положе­нии судна совпадает с центром тяжести занимаемого им объема, т.е. из­менение будет

где Ч_ж – поперечный метацентрический радиус формы емкости, за­нимаемый жидкостью,

,

I_ж – текущий момент инерции свободной поверхности жидкости относи­тельно собственной центральной продольной оси этой поверхности, м,

К – безразмерный коэффициент, зависящий от формы поверхности воды в емкости.

Рис. 15. Влияние на остойчивость судна жидкого груза

Для простейших форм

Таким образом, метацентрический радиус жидкости является радиусом кривизны, по которому перемещается ЦТ жидкости при крене судна.

Всякий радиус имеет центр, который будет метацентром жидкости в цистерне. Следовательно, с точки зрения влияния на остойчивость судна жидкий груз со свободной поверхностью подобен подвешенному грузу, точ­ка подвеса которого расположена в метацентре, а длина подвеса равна метацентрическому радиусу.

Исходя из этого, можно найти поправку

где Р = γ _жV , V – объем жидкости в цистерне.

Подставляя значение Ч _ж получаем

Из формулы видно, что свободная поверхность жидкого груза, пере­текая в сторону наклонения судна, уменьшает метацентрическую высоту и отрицательно действует на остойчивость судна. Для уменьшения воздей­ствия необходимо поставить в цистерне /отсеке/ продольную переборку, делящую сторону пополам. Тогда

,

т.е. при наличии одной продольной переборки δ_h, уменьшается в 4 ра­за. K – безразмерный коэффициент, зависящий от формы свободной поверхности жидкости; если прямоугольная, то

если равнобедренный треугольник, то

Задание на работу. Для заданной модели судна необходимо опреде­лить влияние на начальную остойчивость в следующих случаях.

1. Заполнены полностью нижние танки /цистерны/ вкладной емкости,

2. Заполнены на тот же уровень, что и раньше, два отсека второй вкладной емкости, отсеки с одной водонепроницаемой переборкой,

3. Заполнен отсек от переборки до переборки.