6.3. Определение критерия погоды

Остойчивость по критерию погоды K считается достаточной, если площадь b на диаграмме статической остойчивости (работа восстанавливающего момента), больше или равна площади a (работа кренящего момента):

.

Для определения площадей a и b необходимо воспользоваться диаграммой статической остойчивости (рисунок 6.1).

При этом считается, что судно находится под действием ветра на постоянной скорости, направленного перпендикулярно к ДП, которому соответствует плечо ветрового кренящего момента, приложенного статически. Плечи этого момента вычисляются по формуле:

где P_v – условное давление ветра, Па, определяемое следующим образом: Pv=504 Па, для судов неограниченного плавания; Pv=353 Па, для судов R1 ограниченного плавания; Pv=252 Па, для судов R2 ограниченного плавания; S_п – площадь парусности, м² (площадь проекции надводной части судна на ДП), z_v – аппликата центра парусности, как геометрического ЦТ площади парусности, отсчитываемая от середины осадки на миделе, м; D – водоизмещение судна, т; g = 9,81 м/с².

Определение площади и центра парусности ведем с использованием эскиза общего расположения в САПР AUTOCad. Для этого воспользуемся следующими функциями:

- выделяем надводный габарит судна замкнутой полилинией и устанавливаем начало координат в точку пересечения плоскости мидель-шпангоута и КВЛ;

- создаем область, характеристики которой будем искать (команда ОБЛАСТЬ);

-определяем площадь и центр парусности по высоте с использованием команды МАСС-ХАР;

-получаем площадь и центр парусности в мм2 и мм; переводим в м2

; Zn = 3,57 м Скриншот представлен на рисунке 6.2

Рисунок 6.2 – Массовые характеристики площади парусности

Тогда аппликата центра парусности, как геометрического ЦТ площади парусности, отсчитываемая от середины осадки на миделе будет равна

Тогда с учетом (*)

Кроме ветра, действующего статически, судно подвергается действию шквального ветра с плечом кренящего момента , м

где m - добавка на порывистость ветра (для судов R2 m=0,52)

Угол крена при бортовой качке определяется по формуле:

где k=0,95 – коэффициент, учитывающий влияние скуловых килей, принимаемый в соответствии с табл. [1]

Площадь скуловых килей:

=0,78 – безразмерный множитель, определяемый в зависимости от отношения по табл. [1];

=1 – безразмерный множитель, принимаемый в зависимости от коэффициента общей полноты по табл. [1]; r – параметр, равный:

Значение r не должно приниматься больше единицы;

S – безразмерный множитель, определяемый в зависимости от района плавания и периода качки судна по табл. [1]. Период качки судна T_к, с, рассчитывается по формуле:

Где: h=2,6

Тогда:

После всех построений на диаграмме определяются площади диаграммы а=9,2 град, b=42,42 град и критерий погоды К=4,6

6.4. Параметры диаграммы

Судно признается остойчивым, если выполняются условия, приведенные в таблице 6.2.

Таблица 6.2 – Параметры остойчивости

Параметр	Требуемое значение [1]	Значение для проектируемого судна
Максимальное плечо диаграммы статической остойчивости		1,245 м
Угол крена при максимальном плече статической остойчивости*		40
Статический угол крена θw1 от действия постоянного ветра	Или угла, равного 0,8 угла входа в воду кромки открытой палубы, что меньше	0
Площадь по кривой восстанавливающих моментов до угла крена θ = 30 град		0,319
Площадь по кривой восстанавливающих моментов до угла крена θ = 40 град или до угла заливания θf, если этот угол меньше 40 град		0,524
Площадь над кривой восстанавливающих моментов между углами крена 30 и 40 град (или между углами 30 и θf, если этот угол меньше 40 град)		0,205
Критерий погоды К		4,6
Метацентрическая высота h		2,6
Параметр		0,124
Параметр		3,82

*Судам, имеющим отношение > 2 разрешается плавание при уменьшенном угле, соответствующем максимальному плечу диаграммы на величину, определяемую по формуле:

Т.к. параметры и превышают 0,08 и 2,5 соответственно, остойчивость должна быть дополнительно проверена по критерию ускорения. При этом расчетное значение ускорения не должно быть более допустимого.