Metacentrični visina - kriterij stabilnosti plovila: formula

Definicija metacentrične visine može se formulirati na sljedeći način. Što je ovo? Ovo je udaljenost između gravitacije i metakentera broda. Sama definicija nije vrlo jasna, pa stoga treba dodati da se ta visina vrlo često izražava kroz stabilnost posude. To je zato što metacentar je glavni kriterij za određivanje ove vrlo stabilne.

Opći koncepti

Kao što je prethodno navedeno, metacentrična visina je uzdizanje središta gravitacije iznad metacentra samog broda. Važno je znati da što je veća vrijednost ove karakteristike, veća će biti početna stabilnost plovila. Ako iz nekog razloga ta visina odstupa od negativne vrijednosti, to znači da brod neće moći plutati bez pada. Što to znači? Priznavanje negativnih vrijednosti metacentrične visine nikako nije moguće. Iako ... Dobivaju točan odgovor na pitanje hoće li se brod s negativnom vrijednošću ove visine preokrenuti, to definitivno nije. Budući da se teorija stabilnosti odnosi samo na sklonosti brodova koji ne prelaze 10 stupnjeva.

Pravila i snage

Važno je napomenuti da postoje pravila klasifikacijskih zajednica koje nadziru tehnički rad brodova. U ovim dokumentima opisano je da je moguće raditi samo one brodove, metakentrične visine od kojih je manja od 0,2 metara. Da biste razumjeli kako će se tijelo ponašati s nultom visinom, možete zamisliti bačvu koja pluta u vodi. Ovaj parametar određenog tijela bit će jednak 0, a njegovo kretanje će se odvijati duž uzdužne osi svaki put kada ga utječe bilo koja vanjska sila, na primjer val ili vjetar.

Druga osnova koja omogućava plovidbu plovila je sila gravitacije. I Archimedesova snaga. Naravno, snaga gravitacije će povući brod, to jest na dno. Brojčana vrijednost ove karakteristike jednaka je njezinoj težini i primjenjuje se do težišta broda. Arhimedovska sila, ili, kako se zove, moć uzbude, gura brod iz vode. Sila tog učinka jednaka je pomicanju broda, koji se primjenjuje u središtu podvodnog volumena.

Rad snaga

U "izravnom" položaju broda ispada da se ove dvije snage međusobno uravnotežuju i nalaze se u istoj vertikalnoj ravnini. Zbog toga brod može navigirati vodom. U slučaju da se pojavi banka broda, središte podvodnog volumena životopisa kreće se pokraj brodskog nagiba. Pomicanje je zbog činjenice da se oblik podvodnog dijela tijela mijenja. Osim toga, kada se životopis pomiče na jednu od strana, nastaje trenutak oporavka koji će neutralizirati valjanje broda. Ako se pojavi nagib, CW počinje okretati oko točke, koja se obično zove metacenter m.

Udaljenost od ove uvjetne točke meteorološkog centra m do težišta broda CT bit će njegova visina. Na primjer, za tipičnu čamcu broda, numerička vrijednost metacentrične visine koja bi bila dovoljna da ljudi sjednu i stajati sigurno iznosi 0,3 m. U načelu, ništa nije komplicirano.

Kako osigurati stabilnost

Znajući sve što je gore opisano, postoji jasno pitanje o tome kako procijeniti sigurnost brod, jedrenje jahta, brod, itd.? Kako razumjeti koliko su velike šanse da se brod vrati iz situacije "kobilice" u normalno, izravno stanje?

Da bi se to postiglo potrebno je poboljšati stabilnost posude. Postoji nekoliko dokazanih metoda za to. Dovoljno visoka stabilnost može biti osigurana činjenicom da će se na brodu postaviti fiksni balast. Međutim, valja uzeti u obzir da će gravitacija broda biti spuštena dodatnim opterećenjem. Brodograditelji, mornari i svi koji poznaju morske poslove imaju ovo pravilo: svaki kilogram tereta koji se nalazi ispod vodene crte povećat će stabilnost broda, ali svaki kilogram iznad ove crte pogoršat će položaj broda.

Rekonstrukcija broda

Da bi se povećala težina, na primjer, jahti, opremljena je takvom vrstom kao fiksna kugla za balast. No, ovdje je važno napomenuti da se može staviti samo na klasični tip jahte. Bilo koja druga vrsta s takvom kobilicom bit će previše teška. Klasične jahte su apsolutna stabilnost riječnog broda, kako se zove. Stvar je u tome što ova kategorija brodova može izravnati gotovo poslije svake role. Kut pete, koji je neophodan kako bi se osiguralo da se brod ne obnovi, iznosi 155 stupnjeva. To je parametar jahte kao što je Contessa 32. Drugim riječima, riječni brod ove klase moći će se oporaviti u izravnom položaju čak i nakon što se s kobilicom spušta prema gore.

Važno je shvatiti da velike površine imaju veću stabilnost oblika u početku zbog svoje veličine. Druga važna točka je u tome što morska voda ne bi trebala ući u brod, dok je prolazila kroz otvore ili otvore. Ako se to dogodi, tekućina na brodu može poništiti svu stabilnost. To će se dogoditi zbog činjenice da je težina vode koja je pala pa će brod učiniti težim. Metakentrična visina bit će poremećena zbog pomicanja težišta. I brod će početi potonuti.

Plovila s nadgrađem

Postoji vrsta brodova koji ima vodonepropusnu nadgradnju. Naravno, voda ne može ući u takav brod, što znači da će stabilnost ostati na istoj razini čak i kod velike banke. Ovo je načelo postalo temeljno u izumu čamaca za spašavanje, tumblers. Postoje splavi za spašavanje i čamci koji se zbog njihovog dizajna smatraju gotovo nepropusni. Takve se kategorije brodova mogu oporaviti i nakon što su potpuno preokrenule.

Možete uzeti, na primjer, jedrilicu koja ima jedan lukav način za poboljšanje stabilnosti broda. Metoda se zove bankarstvo. I njegova je bit u činjenici da kada nagnite pomaknete težinu posade, balasta ili ljuljačke kobilice preko cijele širine posude. Do danas se koriste mnoge vrste balasta. I tu je i jedan novi, koji se sastoji od prisutnosti podvodnih kontroliranih krila.

Eksperimentalna visina

Dalje. Da biste eksperimentalno izračunali metacentričnu visinu broda, možete premjestiti veliki teret po brodu. Kretanje tereta mora se odvijati na određenoj udaljenosti Q od mjesta gdje je izvorno lociran. Također, kada se kreće objekt, potrebno je izmjeriti mali kut rotacije, koji se označava kao af. Brojčana vrijednost ove karakteristike odgovara kutu nagiba broda.

To će izgledati kao poprečna metacentrična visina u formuli:

h₀ = 0,525 (W / T) 2, m

B je širina posude, koju treba mjeriti u metrima, a T je razdoblje valjanja, određeno u sekundama.

Upravo je ova metoda proračuna, kao i eksperimentalna metoda određivanja, postala glavna odredba koja je omogućila da se visina metakentera broda za glavni kriterij njegove stabilnosti.

Jedrilice

trenutno, jedrenjaci su među najopasnijim u smislu operacije, kao i najzahtjevnijoj stabilnosti. Stvar je u tome što će vjetrom jedrilica takvog plovila biti konstantno izložena snažnom zračnom udaru koji će u takvim uvjetima biti glavni trenutak koji stvara priliku za pecanje. To je zbog plovidbe broda s velikim i dugim jarbolima, a time i velikim jedrima, da postoji dodatni teški fiksni balast koji će uvelike smanjiti gravitacijski prostor plovila, čime se stvara veća metacentrična visina.

Vrlo je važno napomenuti: oni često pogrešno procjenjuju stabilnost broda samo po metacentru. Naravno, ta će visina biti glavni kriterij. Međutim, ne možemo zanemariti prednosti koje postoje u cijelom dijagramu statičke stabilnosti. Ne postoji samo visina metacentra.

Slučajevi nestabilnosti

Postoje tri slučaja nestabilnosti plovila. Razmotrimo ih detaljnije.

Prvi se slučaj pojavljuje u toj situaciji, ako je visina h> 0. To je zbog činjenice da je gravitacijski centar viši od središta veličine. Ako su ti uvjeti ispunjeni i brod se naginje na obje strane, linija djelovanja potporne sile prijeći će dijametralnu ravninu višu od središta gravitacije.

Drugi slučaj nestabilnosti dogodit će se kada metakentrična visina bude nula. U ovom slučaju, praktički, kao u prethodnom, težište će biti veće od središta veličine. A kad je brod nagnut, dogodit će se da će linija DH proći duž linije magnitude. U tom će slučaju središte veličine uvijek biti smješteno u istoj okomici s težištem. S ovim rasporedom snaga, parica za vraćanje koja poravnava brod jednostavno će biti odsutna. Bez utjecaja bilo koje vanjske sile, brod se neće moći vratiti na svoj izvorni, izravni položaj.

Treći slučaj nastaje ako h<0. U ovom slučaju, CG će biti veći od središta vrijednosti, a u nagnutom položaju linija djelovanja potporne sile spriječit će trag dijametralne ravnine ispod CG. U tom slučaju, s najmanjim nagibom, stvorit će se negativni par sila koji će djelovati na posudu i dovesti do njegovog prevrata.