Динамика корабля – раздел теории корабля, объединяющий такие понятия, как качка, ходкость, управляемость, динамическая остойчивость.
Качка – колебательные движения, совершаемые судном на поверхности воды и вблизи неё. Основная причина качки – морское волнение.
Три основных вида качки: вертикальная, бортовая, килевая. Три дополнительных: продольно-горизонтальная, поперечно-горизонтальная, рыскание.
Качка описывается тремя основными уравнениями для трех основных видов, откуда видно, что явление качки будет зависеть от величины метацентрической высоты и чем она больше, тем больше качка.
Ходкость – способность двигаться с заданнй скоростью хода при эффективнм использовании энергетической установки. На любое тело, движущееся в жидкости действует сопротивление, чтобы её преодолеть необходимо приложить тягу, при этом будет обеспечено установившееся движение, т.е. приямолинейное с постоянной скоростью. Устройство для создания полезной тяги – движитель. Таким образом ходкость включает два понятия: сопротивление и движители. Задачи ходкости: учеть сопротивление воды движению судна, действие его движителей и взаимодействие системы «корпус-двигатель-движитель».
Управляемость – способность судна двигаться заданным курсом.
Способность судна сохранять направление при движении прямолинейно – устойчивость на курсе. Способность изменять направление движения – поворотливость. Для обеспечения требуемых параметров приходится идти на компромисс устойчивости на курсе и поворотливости, потому что улучшение одного ведет к ухудшению другого.
Динамическая остойчивость – способность судна, не опрокидываясь, воспринимать внезапно приложенные нагрузки. Пример – налетевший на судно шквал (наибольшая опасность для остойчивости). Мерой динамической остойчивости является работа динамического момента . Метод определения динамического угла крена – приравнивание площадей, соответствующих работам динамического и восстанавливающего момента. По этим углам строится диаграмма динамической остойчивости.
{Про основные задачи динамики корабля следует сказать: выбрать мощность ЭУ, тип движителя, его характеристики, определить диапазон значений метацентрической высоты с точки зрения качки и остойчивости, определить характеристики формы корпуса судна с точки зрения управляемости, определить силу шквала, при которой возникает угроза с точки зрения динамической остойчивости}
Вопрос 13. Взаимосвязь статики и динамики корабля.
Раздел статики корабля включает его следующие мореходные качества:
1. Плавучесть;
2. Остойчивость;
3. Непотопляемость;
В разделе динамики корабля рассматриваются его:
1. Ходкость;
2. Управляемость;
3. Плавность качки;
Плавучестью называется способность судна держаться на воде в определенном положении относительно поверхности воды. Т.е. в этом разделе рассматривается форма обводов корпуса, что в свою очередь оказывает влияние на ходкость судна.
Характеристикой остойчивости является значение метацентрической высоты, которая так же является показателем плавности качки.
Управляемость в свою очередь так же зависит от:
1. Отношение длины судна к его ширине (L/H).
2. Формы проекции погруженной части корпуса судна на диаметральную плоскость. Подрезы носа и кормы улучшают поворотливость.
3. Посадки судна. Из элементов посадки судна наибольшее влияние на управляемость оказывает дифферент.
Т.е. вся динамика корабля полностью зависит от статики.
Вопрос 16. Запас водоизмещения в проектировании судов
Во избежание переутяжеления судна, т.е. увеличения его водоизмещения сравнительно с расчётным значением, в нагрузку судна включается раздел «Запас водоизмещения», представляющий собой фиктивную, не существующую в действительности массу.
ЗВ обычно выражают в функции от водоизмещения.
При отсутствии близкого прототипа ЗВ принимается от 5 (при D ≤ 1000 т) до 4 (D > 1000 т) % D. При близком прототипе значения ЗВ снижают на 1-2%. При переходе от эскизного проекта к техническому ЗВ снижают на 1%.
Величина ЗВ зависит от:
– принятых измерителей и модулей пересчёта, данных по поставкам механизмов, устройств, вооружения и т.д.
– качества проверки масс в организации, разрабатывающей проект и рабочие чертежи судна.
– весового контроля на верфи.
Надо помнить, что излишний ЗВ, принятый в проекте, может привести к увеличению размеров судна.