稳性

的概念稳心

乍一看,人们会认为,平均表面,它的重量集中在它的支撑点(被认为是中心浮力),就会像陀螺停止转动一样倒下。如果设计得当,它就不会这样做,因为当船横向倾斜时,比如由于强风,船体浸没部分的浮力中心会向侧面移动,与倾斜的方向相同。这是因为再现楔的体积向低侧移动。在新的倾斜水线处,浮力中心也向低处移动。总浮力沿真垂直方向继续向上作用。如果重量不随船倾斜而变化,那么重心留在G,在龙骨到甲板的中心线。向上作用的浮力和通过G向下作用的重力产生一个使船恢复直立位置的扶正力矩。

对于小倾角,例如小于10°,通过漂移浮力中心的垂线与船中心线相交于或接近于一个点M,称为稳心。的稳定由所描述的作用所提供的,因此称为稳心稳定性。对于实践中最常遇到的情况,是横向稳心稳定。对于类似的情况,即船舶在其前后中心平面上倾斜或修整,这是纵向稳心稳定。

如果船的重心太高,任何倾斜的矫直力矩都是负的;也就是说,它的作用是使船更倾斜。船就有了横向稳心失稳。是否倾覆取决于随着倾斜度的增加,修正后的位置G是否被修正后的位置B所取代。如果是这样,船就留在那里倾向于位置,右转力矩几乎为零。

稳心稳定性指标

的距离通用汽车对于正稳定性,称为稳心高度,作为一个指标的稳心稳定程度。另一个是稳定范围,或者说是稳心高度减为零的倾斜角。例如,当一艘船横向倾斜,直到下沉的甲板边缘沉入水下时,浮力中心无法移动到足够远的倾斜一侧,以保持稳心远远高于船中心平面上的重心。在临界倾斜度时,稳心位于重心,转正时刻消失。为倾向超过这个范围,稳心高度变为负值,扶正力矩变成倾覆力矩,船就翻了。

通过将最上面的水密甲板提高到高于漂浮的平静水平面的更高位置,可以使船舶具有更大范围的稳心稳定性。然后,船可以在水淹到下层甲板边缘之前,转向一个更大的角度。对于帆船这样的船只来说游艇在美国,由于采用了深、重、稳定的龙骨,甲板边缘实际上可以潜入水下,而且正稳定性的范围可以扩大到很大的角度,前提是随着水位在倾斜甲板上越来越高,水不会进入船体。

理想价值横向的通用汽车根据船舶的类型、大小和用途而有所不同,但在一定范围内,它仍然取决于造船师的经验和判断。平均在0.04到0.06之间,但对于遭受严重损害的战斗舰艇,可能高达光束的0.10。对于渔船,它可能有两个值,一个用于出航,一个用于回程或装载部分。正横向的范围通用汽车一艘正常的船舶在公海上的航行温度通常超过40°,如果船体完好,可能会达到70°或更高完整的权重没有变化。

稳心垂直位置

稳心在龙骨或其他选定点之上的高度,取决于水下物体和静止水线的形状和大小。总高度公里是高度的和吗KB龙骨上方的浮力中心和高度BM在浮力中心之上的稳心。后者被称为稳心半径。的距离KB可以用近似公式估计,可以用应用于不规则体积的程序计算,也可以用机械积分器确定。稳心半径BM完全取决于水下船体的几何形状,可以从公式BM =计算/V在哪里横向惯性矩水线平面关于中轴线的,和V是船体的浸没体积。这个关系式首先由皮埃尔布格在18世纪。对于给定的船长和水下体积,两者都是而且BM均与梁的立方成正比,因此后者是横稳心稳定性的重要因素。

重心垂直位置

重心的垂直位置与稳心的垂直位置在决定稳心稳定性和船舶在海上的行为方面同样重要。对于一艘货船,甚至是一艘军舰来说,这个位置可能会改变很多英尺,这取决于装载物、燃料和储存物的性质、数量和垂直位置。压舱物可用于增加在航道中移动的总质量或将G置于更有利的位置。在渔船、拖网渔船和其他小型船只上堆积的冰可能非常厚、非常重,而且高于正常重心,而且在海上很难清除,以至于G上升到M以上,船只就会倾覆。

倾斜试验

幸运的是,造船师能够在完工的船出海之前对预测或计算的稳心稳定性进行全面检查。通过移动已知其重量和偏移位置的液体或固体质量,可以改变整艘船的重心,使船倾斜。这种位移是横向的,用于横向的测定,纵向的测量。每次这样的偏移,船的倾斜角都是用特殊装置精确测量的。然后确定该加载条件下的实际稳心高度。重心高于龙骨的高度,然后从关系计算。

潜艇稳定性

当一个潜艇处于水面状态时,其稳心稳定情况与任何水面船舶相同。当潜水或潜水时,它的水平面面积逐渐减小到可以忽略不计的程度。这个平面的横向转动惯量也随之减小,的值也随之减小BM.而且,由于主压载水舱进水,压力舱被压下去,浮力就从低的位置转移到高的位置,所以B相对于舱体上升。由于G保持在原来的位置,M下降到G的附近。确实,在潜水和浮出水面的某些时刻,它可能低于G,具有负值通用汽车.主压载舱的注水、排气和吹气,具有独立的左右舷控制,使潜艇人员能够抵消在这短暂过渡期间可能发生的任何倾斜。

当潜艇在水面以下时,水平面面积为零BM.这意味着耐压船体的浮力中心(B1)和M相吻合。在这种情况下B1大于G,使浮力和重量力的作用产生稳定的情况,称该飞行器具有摆稳性。