Ευστάθεια δεξαμενισμού: η αντίδραση P και η κρίσιμη στιγμή με υπολογισμούς
1Το μάθημα με απλά λόγια
Υπολόγισε την αντίδραση P των βάθρων και το περιθώριο μετακεντρικού ύψους GM στην κρίσιμη στιγμή. Χρησιμοποίησε την εγκεκριμένη κατάσταση δεξαμενισμού και τα όρια του υπεύθυνου δεξαμενής.
Από πού προκύπτει η P
Πλοίο με πρυμναία διαγωγή, δηλαδή μεγαλύτερο βύθισμα πρύμνης, ακουμπά πρώτα στα πρυμναία βάθρα. Καθώς πέφτει το νερό, η αντίδρασή τους προς τα πάνω P μηδενίζει τη διαγωγή. Η κρίσιμη στιγμή είναι λίγο πριν καθίσει η υπόλοιπη τρόπιδα: τότε η P είναι μέγιστη κατά τη στήριξη μόνο στην πρύμνη. Οι ροπές διαγωγής ισορροπούν: P × l = MCTC × t. MCTC είναι η ροπή μεταβολής διαγωγής κατά 1 cm· t η διαγωγή που εξαλείφθηκε σε cm· l η απόσταση από το κέντρο πλευστότητας (LCF) έως το πρυμναίο βάθρο.
Γιατί μειώνεται το GM
Για μικρή εγκάρσια κλίση και σταθερό KM, η P μειώνει τη ροπή επαναφοράς. Έστω Δ το εκτόπισμα σε τόνους. Η μέθοδος 1 αφαιρεί P × KM ÷ Δ από το αρχικό GM, με βάση το πλήρες εκτόπισμα Δ. Η μέθοδος 2 αφαιρεί P × KG ÷ (Δ − P), με βάση την απομένουσα άντωση Δ − P. Τα GM διαφέρουν, αλλά περιγράφουν ίδια ροπή επαναφοράς: Δ × GM₁ = (Δ − P) × GM₂. Και οι δύο προβλέπουν τον ίδιο μηδενισμό ευστάθειας. Δήλωσε σε ποια βάση ορίζεται το απαιτούμενο ελάχιστο.
Λυμένο παράδειγμα
Δ = 9.000 t· πρυμναία διαγωγή 60 cm· MCTC 150 t·m/cm· l = 72 m· KM 8,40 m· KG 7,60 m· GM 0,80 m. Στην κρίσιμη στιγμή, P = 150 × 60 ÷ 72 = 125 t. Μέθοδος 1: GM₁ = 0,80 − 125 × 8,40 ÷ 9.000 = 0,68 m. Μέθοδος 2: GM₂ = 0,80 − 125 × 7,60 ÷ 8.875 = 0,69 m. Το θετικό GM μόνο του δεν αρκεί για έγκριση δεξαμενισμού.
Ενδεικτικό όριο διαγωγής
Με τη μέθοδο 1, έστω ότι απαιτείται GM₁ τουλάχιστον 0,30 m στην κρίσιμη στιγμή. Επιτρεπόμενη μείωση = 0,80 − 0,30 = 0,50 m. Μέγιστη P = 0,50 × 9.000 ÷ 8,40 = 536 t. Μέγιστη διαγωγή = 536 × 72 ÷ 150 = 257 cm, περίπου 2,6 m προς πρύμνη. Αυτό το αποτέλεσμα με σταθερά υδροστατικά στοιχεία είναι άσκηση· η πραγματική διαγωγή πρέπει να τηρεί τους εγκεκριμένους υπολογισμούς δεξαμενισμού και τα όρια του υπεύθυνου δεξαμενής.
Μείωση κινδύνου
Κράτησε μικρή διαγωγή, δεξαμενές πλήρεις ή κενές για περιορισμό ελεύθερων επιφανειών και βαριά φορτία χαμηλά. Τοποθέτησε πλευρικά βάθρα ή αντιστηρίγματα με τη σειρά που συμφωνήθηκε με τον υπεύθυνο δεξαμενής και το εγκεκριμένο σχέδιο δεξαμενισμού· συμφώνησε κάθε αλλαγή έρματος. Κατά την έξοδο με πρυμναία διαγωγή, το κρίσιμο στάδιο είναι όταν ανασηκώνεται η πρωραία τρόπιδα και απομένει στήριξη στα πρυμναία βάθρα. Η P έπειτα μειώνεται προς το μηδέν μέχρι να αποκολληθεί η πρύμνη.
2Βήμα βήμα
Έλεγχος GM στην κρίσιμη στιγμή
- 1
Πάρε Δ, διαγωγή, MCTC, LCF, KM και KG από την εγκεκριμένη κατάσταση δεξαμενισμού, συνυπολογίζοντας τις ελεύθερες επιφάνειες.
Το αποτέλεσμα είναι τόσο αξιόπιστο όσο η αρχική κατάσταση που χρησιμοποιείς.
- 2
Βρες το l: την απόσταση από το LCF μέχρι το πρυμναίο βάθρο όπου θα ακουμπήσει το πλοίο.
Εκεί ασκείται η P, οπότε το l καθορίζει το μέγεθός της.
- 3
Υπολόγισε P = MCTC × t ÷ l με t σε cm.
Στην κρίσιμη στιγμή το βάθρο έχει μηδενίσει ολόκληρη τη διαγωγή.
- 4
Με τη μέθοδο 1, υπολόγισε GM₁ = αρχικό GM − P × KM ÷ Δ.
Αυτό το GM βασίζεται στο αρχικό εκτόπισμα· η μέθοδος 2 στην απομένουσα άντωση.
- 5
Σύγκρινε το GM₁ με το ελάχιστο που ορίζεται στη βάση της μεθόδου 1 και έλεγξε τα εγκεκριμένα όρια δεξαμενισμού.
Αν είναι πολύ μικρό, συμφώνησε αναθεωρημένη κατάσταση πριν τον δεξαμενισμό. Το θετικό GM μόνο του δεν αρκεί για έγκριση δεξαμενισμού.
3Βασικά στοιχεία
- Αντίδραση προς τα πάνω
- P = MCTC × t ÷ l (t σε cm, l από LCF έως πρυμναίο βάθρο)
- Μείωση GM, μέθοδος 1: αρχικό εκτόπισμα
- P × KM ÷ Δ
- Μείωση GM / εικονική ανύψωση G, μέθοδος 2: απομένουσα άντωση
- P × KG ÷ (Δ − P)
- Λυμένο παράδειγμα
- P = 125 t· GM₁ = 0,68 m· GM₂ = 0,69 m
4Βασικά σημεία
- 1
Η αντίδραση P του βάθρου προς τα πάνω μηδενίζει τη διαγωγή: P × l = MCTC × t.
- 2
Η μέθοδος 1 μειώνει το GM κατά P × KM ÷ Δ· η μέθοδος 2 κατά P × KG ÷ (Δ − P). Χρησιμοποίησε τη βάση που ορίζει το ελάχιστο.
- 3
Η κρίσιμη στιγμή είναι όταν μηδενιστεί η διαγωγή, λίγο πριν καθίσει πλήρως η τρόπιδα.
- 4
Μικρή διαγωγή περιορίζει την P· χαμηλό G και περιορισμένες ελεύθερες επιφάνειες βελτιώνουν το απομένον περιθώριο ευστάθειας.
5Συχνά λάθη
Λάθος: Μέτρησε το l από το μέσο του πλοίου έως το πρυμναίο βάθρο.
Σωστό: Το πλοίο μεταβάλλει διαγωγή γύρω από το κέντρο πλευστότητας, άρα το l μετριέται από το LCF.
Λάθος: Η ελεύθερη επιφάνεια δεν έχει σημασία μόλις το πλοίο ακουμπήσει στα βάθρα.
Σωστό: Η ελεύθερη επιφάνεια μειώνει το GM μέχρι να καθίσει πλήρως το πλοίο, προσθέτοντας μείωση σε εκείνη της P.
6Πρακτικό σενάριο και κλειδιά εξετάσεων
Πλοίο με Δ 6.000 t έχει πρυμναία διαγωγή 0,90 m. Το MCTC είναι 80 t·m/cm, το l 50 m, το KM 7,00 m και το KG 6,40 m. Το απαιτούμενο ελάχιστο GM₁, με τη μέθοδο 1, είναι 0,45 m. Πληροί αυτή η κατάσταση το ελάχιστο για δεξαμενισμό;
Δες την απάντηση
P = 80 × 90 ÷ 50 = 144 t. Αρχικό GM = 7,00 − 6,40 = 0,60 m. GM₁ = 0,60 − 144 × 7,00 ÷ 6.000 = 0,432 m, κάτω από 0,45 m. Μην προχωρήσεις σε αυτή την κατάσταση. Συμφώνησε αναθεωρημένη κατάσταση, όπως πρυμναία διαγωγή περίπου 0,80 m ή μικρότερη με αυτά τα σταθερά δεδομένα, και επιβεβαίωσε τους εγκεκριμένους υπολογισμούς δεξαμενισμού και τα όρια του υπεύθυνου δεξαμενής.
Κλειδιά εξετάσεων
- P = MCTC × t ÷ l με l μετρημένο από το LCF.
- Μείωση GM με δύο μεθόδους: διαφορετικές βάσεις δύναμης, ίδια ροπή επαναφοράς.
- Ενδεικτική μέγιστη διαγωγή για καθορισμένο ελάχιστο GM₁ με τη μέθοδο 1.
- Έξοδος με πρυμναία διαγωγή: κρίσιμη στιγμή όταν ανασηκώνεται η πρωραία τρόπιδα· μετά η P μηδενίζεται καθώς αποκολλάται η πρύμνη.
Ολοκλήρωσε αυτή την υποενότητα
Όταν τη διαβάσεις, απάντησε σε τρεις ερωτήσεις. Με τρεις σωστές απαντήσεις ολοκληρώνεις την υποενότητα. Δεν αρκεί να ανοίξεις μόνο τη σελίδα.
Οι σημειώσεις μου για αυτή την υποενότητα
Καμία σημείωση