Krivulja GZ i kriteriji stabilnosti (IS kodeks 2008)

5 lekcija

Nema bilješki

Stabilnost≈ 4 min čitanja

Korekcija i čitanje brodske krivulje GZ

1Lekcija jednostavnim riječima

U jednoj rečenici

Slobodne površine i bočni pomak G smanjuju krivulju. Korigiraj je, pa očitaj GM, najveći GZ, opseg stabiliteta i važne kutove.

Najprije slobodne površine

Kodeks IS zahtijeva korekciju za slobodne površine u svakom stanju krcanja. Uobičajeni ručni postupak upotrebljava korigirani KG: dodaj ΣFSM ÷ Δ na KG, pa je GZ = KN − korigirani KG × sin θ. To smanjuje svaku polugu za FSC × sin θ. Neke knjige umjesto toga korigiraju svaki kut prema stvarnom pomaku tekućine. Primjenjuj samo postupak opisan u svojoj knjizi stabiliteta.

G izvan simetrale

Ako je G izvan uzdužne simetrale za GGH, vodoravni pomak G, svaka poluga prema tom boku smanjuje se za GGH × cos θ: korigirani GZ = GZ − GGH × cos θ. Krivulja sada počinje ispod nule. Brod poprima stalni nagib ondje gdje krivulja siječe nulu. Na nagnutom boku manji su najveći GZ, opseg stabiliteta i površina ispod krivulje.

Negativni GM i prevaga

Negativni korigirani GM čini uspravnu ravnotežu nestabilnom. Brod se može smiriti pod kutom prevage, nagibom zbog negativnog GM, samo ako GZ prije naplavljivanja ponovno prođe kroz nulu s pozitivnim nagibom krivulje. Inače se može prevrnuti. Za trup s okomitim bokovima, unutar granica valjanosti formule, vrijedi tan θ = √(2 × |GM| ÷ BM). Brod može prevagnuti na bilo koji bok. Za sigurno ispravljanje pogledaj lekciju o trimu.

Čitanje krivulje

Očitaj GM iz početnog nagiba krivulje, zatim najveći GZ, njegov kut i GZ pri 30°. Kut nestanka stabiliteta (AVS) kasniji je prolaz kroz nulu, gdje GZ iz pozitivnog prelazi u negativan. Pozitivni GZ proteže se od stabilnog prolaza kroz nulu do AVS. Kod stalnog nagiba ne počinje u uspravnom položaju. Označeno uranjanje ruba palube i kut naplavljivanja θf očitaj iz knjige. Sam pregib krivulje ne određuje pouzdano uranjanje ruba palube. Otvori mogu uroniti dok je GZ još pozitivan.

Momenti i energija

GZ × Δ daje moment uspravljanja u t·m. Pomnoži Δ s površinom ispod korigirane krivulje GZ od stabilne ravnoteže do odabranog nagiba, uz kutove u radijanima. Dobivaš dinamički stabilitet: rad potreban za polagano naginjanje broda, u t·m·rad. Za uspravan stabilan brod kreni od 0°, a za brod sa stalnim nagibom ili prevagom od stabilnog prolaza GZ kroz nulu. Taj idealizirani račun pretpostavlja da nema naplavljivanja. Provjere površina prema Kodeksu IS slijede u idućoj lekciji.

2Korak po korak

Riješeni primjer: korekcija krivulje za stalni nagib

1
Podaci: tablica GZ iz primjera s pantokarenama, uz G pomaknut 0,08 m ulijevo (GGH = 0,08 m).
Nejednaka raspodjela tekućine u tankovima pomaknula je G izvan simetrale.
2
Izračunaj 0,08 × cos θ: 0,080, 0,079, 0,075, 0,069, 0,061, 0,051 m pri 0–50°.
Gubitak je najveći blizu uspravnog položaja.
3
Oduzmi: korigirani GZ = −0,080, 0,018, 0,160, 0,336, 0,363, 0,245 m.
To su poluge za nagib na lijevi bok.
4
Očitaj stalni nagib: krivulja prolazi kroz nulu pri približno 8° ulijevo.
Provjera: tan θ = 0,08 ÷ 0,55, θ ≈ 8,3°.
5
Usporedi: najveći GZ za lijevi bok pada s približno 0,42 m na približno 0,36 m.
Manja rezerva na nagnutom boku; ispravi stalni nagib prije isplovljavanja.

3Ključni podaci

Slobodne površine: Korigirani KG = KG + ΣFSM ÷ Δ; gubitak poluge = FSC × sin θ
Korekcija za stalni nagib: Korigirani GZ = GZ − GGH × cos θ
Prevaga (okomiti bokovi): tan θ = √(2 × |GM| ÷ BM)
Dinamički stabilitet: Δ × površina ispod GZ od stabilne ravnoteže (t·m·rad)
Kut naplavljivanja θf: Kut uranjanja otvora koji se ne mogu zatvoriti nepropusno za vremenske nepogode

4Ključne točke

1
Najprije korigiraj slobodne površine: upotrijebi korigirani KG ili postupak iz knjige stabiliteta.
2
Bočni pomak G oduzima GGH × cos θ od svake poluge na nagnutom boku.
3
Negativni GM čini uspravan položaj nestabilnim; prevaga zahtijeva stabilan prolaz GZ kroz nulu pri kutu različitom od nule.
4
Očitaj najveći GZ, njegov kut, GZ pri 30°, AVS, uranjanje ruba palube i θf.
5
Dinamički stabilitet = Δ × površina ispod GZ od stabilne ravnoteže do odabranog nagiba; upotrebljavaj radijane.

5Česte pogreške

Pogrešno: Stalni nagib korigiraj oduzimanjem GGH × sin θ.
Točno: Gubitak poluge zbog bočnog pomaka G iznosi GGH × cos θ: najveći je u uspravnom položaju, a manji pri velikom nagibu.
Pogrešno: Brod nagnut 8° uz negativni GM ima stalni nagib.
Točno: To je prevaga. Stalni nagib nastaje zbog bočnog pomaka G uz pozitivan GM, a prevaga zbog negativnog GM.
Pogrešno: AVS je granica koju treba pratiti zbog naplavljivanja.
Točno: Voda može ući kroz otvore pri θf, često znatno prije AVS. Očitaj oba kuta.

6Praktični slučaj i ključ za ispit

Situacija

Pri izlasku iz luke tvoj je brod nagnut 7° udesno. U planu nema bočno pomaknute težine. Brod se polako valja i jednom se umjesto toga nagne 7° ulijevo. Proračun pokazuje djelomično napunjen tank dvodna i djelomično napunjene duboke tankove. Što se događa?

Prikaži odgovor

Promjena boka bez pomaka težine upućuje na prevagu, a ne na stalni nagib. Provjeri izračunati korigirani GM i stanja tankova: negativni GM čini uspravnu ravnotežu nestabilnom. Ne isplovljavaj dok stanje ne zadovolji odobrene kriterije stabiliteta. Za sigurno ispravljanje slijedi lekciju o trimu i odobrene brodske upute.

Savjeti za ispit

GZ korigiran za stalni nagib = GZ − GGH cos θ.
Slobodne površine: upotrebljavaj korigirani KG; gubitak poluge je FSC × sin θ.
Prevaga: negativni GM; za okomite bokove tan θ = √(2|GM| ÷ BM).
Važne vrijednosti: GM, najveći GZ i njegov kut, GZ pri 30°, AVS, θf.

Završite ovu cjelinu

Kad je pročitate, odgovorite na tri pitanja. Za završetak cjeline sva tri odgovora moraju biti točna; samo otvaranje stranice ne računa se.

Moje bilješke za ovu cjelinu

Nema bilješki