Общие принципы стабилизации качки

УСПОКОИТЕЛИ КАЧКИ КОРАБЛЯ

Общие принципы стабилизации качки корабля можно сформулировать, рассмотрев формулы для собственного периода бортовой качки

(3.13)

и для безразмерного коэффициента затухания бортовой качки

. (3.18)

Если в (3.18) подставить

(3.11)

и

, (3.12)

получим

. (5.5)

Как следует из формулы (5.5), существует несколько способов увеличения безразмерного коэффициента затухания и, следовательно, уменьшения амплитуд качки корабля на волнении.

1. Уменьшение величины . Этого можно достичь за счет уменьшения момента инерции массы корпуса или за счет уменьшения присоединенного момента инерции. Возможности их уменьшения весьма ограничены, к тому же такой путь вообще нерационален, так как в соответствии с (3.13) собственный период качки уменьшается, а ведь именно с собственным периодом корабль качается на нерегулярном волнении. Качка становится резкой, порывистой, ускорения при качке возрастают, что значительно ухудшает условия обитаемости (см. рис. 5.5).

2. Увеличение коэффициента сопротивления . Этого можно достичь в процессе проектирования с помощью рационального выбора формы корпуса корабля, например, с большим коэффициентом полноты и с острыми скуловыми образованиями. Если такие формы корпуса применить нельзя, устанавливают скуловые кили. Сопротивление качке возрастает за счет увеличения волнообразования на корпусе и за счет образования вихрей на острых кромках. На рис. 5.5 видно, что эффективность увеличения сопротивления качке большая. Ампли-туды качки могут уменьшиться в 2-3 раза. Существуют успокоители, в которых стабилизирующий момент создается за счет перемещения твердого или жидкого груза в противофазе с возмущающим момен-том. Результат их действия такой же, как и при увеличении сопротив-ления.

3. Уменьшение метацентрической высоты. Как видно на рис. 5.5, эффективность этой меры в зоне резонанса может быть еще больше, чем эффективность килей, к тому же качка корабля становится плавной за счет увеличения собственного периода. Еще в процессе проектирования кораблей стараются таким образом расположить грузовые трюма, чтобы метацентрическая высота была как можно меньше (конечно, не нарушая требования к остойчивости корабля), а в процессе эксплуатации следят за тем, чтобы метацентрическая высота не была чрезмерной. Существуют также специальные успокоительные цистерны, с помощью которых можно в случае необходимости уменьшать метацентрическую высоту, набирая в них воду и создавая большую свободную поверхность.

Рис. 5.5. Амплитудно-частотные кривые для корабля с различными принципами стабилизации качки

Дата добавления: 2015-07-02