ship structureLa pantalla de carga muestra un GM positivo, pero la curva GZ se deslienta mucho más allá de treinta grados
GZ CURVE LAB · KN − KG SIN φ
One curve carries initial slope, maximum lever and usable angular range
KN/LK values come from an FAO teaching-vessel example and KG is 1.32 m. The dataset demonstrates formula and integration; it is not another vessel's approved stability curve.| φ | KN / LK | KG sinφ | GZ |
|---|---|---|---|
| 0° | 0.000 | 0.000 | 0.000 m |
| 10° | 0.325 | 0.229 | 0.096 m |
| 20° | 0.629 | 0.451 | 0.178 m |
| 30° | 0.866 | 0.660 | 0.206 m |
| 40° | 1.054 | 0.848 | 0.206 m |
| 50° | 1.215 | 1.011 | 0.204 m |
| 60° | 1.338 | 1.143 | 0.195 m |
| 70° | 1.428 | 1.240 | 0.188 m |
GZ₃₀ = 0.866 − 1.32 × sin30° = 0.206 mAREA₀₋₄₀ ≈ 0.102 m·rad · TRAPEZOIDAL INTEGRATIONIf KG rises 0.15 m, GZ at 30° loses 0.15×sin30° = 0.075 m and falls to about 0.131 m.GZ es la separación horizontal de las líneas de peso vertical y de flotabilidad
Después de un tacón de barco, todo el peso puede combinarse como una fuerza vertical hacia abajo a través del centro de gravedad G. La presión del agua desplazada se combina como una fuerza de boyante ascendente igual a través del centro de flotabilidad Bφ. Cuando esas fuerzas opuestas no son colineales, forman una pareja. Su separación horizontal es el brazo derecho GZ. No es la distancia directa de G a B y no es un ángulo. GZ positivo significa que la pareja en ese ángulo estático tiende a restaurar el vaso; GZ negativo significa que tiende a aumentar la inclinación.
El momento de derecha es el peso del desplazamiento multiplicado por GZ. En la notación de masa es desplazamiento de los tiempos de aceleración gravitacional GZ; las tablas expresadas en la fuerza de las toneladas a menudo dejan g implícita. La explicación técnica del NTSB para la capsize Lady D señala que una curva de ala derecha pertenece a un desplazamiento, por lo que la longitud separa convenientemente la geometría de hull y carga desde el término de fuerza constante. Dos vasos pueden tener una palanca de 0,20 metros, pero, en diferentes desplazamientos, desarrollar momentos muy diferentes.
GM da la pendiente inicial de pequeño ángulo mientras que la curva GZ sigue el talón más grande
En ángulos pequeños y para una forma de casco que cambia suavemente, GZ es aproximadamente GM veces sinφ. El metacentro transverso M proviene de la geometría de los planos de agua iniciales, y GM es su distancia vertical por encima de G. Un GM positivo más grande normalmente hace que la curva suba más abruptamente cerca del origen. A medida que crece el talón, la inmersión de la cubierta, la bengala, la buoyancia de superestructura y los lugares de apertura alteran el camino de B. Una curva de sine sine fija de la MG fija deja de representar la palanca de derecha real.
Un MM positivo describe por lo tanto una tendencia estática inicial, no una reserva adecuada en cada ángulo. El GM excesivo también puede crear una onda violenta de corto período que carga a las personas, carga y estructura; un pequeño GM puede dar un movimiento más suave y débil. El marco de estabilidad intacta de la OMI utiliza GM junto con los valores de GZ, las zonas curvas, la posición de máximo GZ y los criterios meteorológicos porque ningún parámetro inicial captura únicamente la reserva de gran angular o el comportamiento dinámico en las ondas.
KN curvas de cruce separadas geometría de la burbuja de casco de la carga KG
Los datos de la arquitectura naval suelen proporcionar valores KN (LK escrito en algún material pequeño de un pequeño vaso) para varios desplazamientos y ángulos de talón. Esta es una palanca de buoyancy-geometría construida a partir de una referencia declarada. Combinelo con el KG cargado utilizando GZ = KN − KG sinφ. En el ejemplo de la enseñanza de la FAO, KN/LK a 30 grados es de 0.866 metros. Con KG 1,32 metros, KG sin30 grados es de 0.660 metros y GZ es de unos 0.206 metros. La construcción permite a una familia de curvas de cruce de casco servir varios centros de carga válidos de gravedad.
El KN seleccionado debe coincidir con el desplazamiento, el borde y la convención de referencia. KG debe incluir los momentos de casco, carga, combustible, balasto, personas y cargas suspendidas. Las plantillas de cuaderno de estabilidad de MCA proporcionan desplazamiento, draught, KMT, MCT y tablas KN, luego usan GZ = KN − KG sinθ para cada condición de carga. Elegir la columna de desplazamiento incorrecto, confundir una base moldeada con la parte inferior de la quilla, o omitir la corrección de la superficie libre puede producir una curva suave pero físicamente falsa.
Máxima palanca, área curva y rango responden a diferentes preguntas de estabilidad
Cada punto de curva es la palanca estática en un ángulo de talón. El pico da máximo GZ y su ángulo; un cruce cero posterior, si está presente, marca la desaparición de la estabilidad estática positiva. El área bajo la curva, medida en los mecanós-radianos, se utiliza convencionalmente como un indicador dinámico-estabilidad o de la energía de derecha porque mide el trabajo contra el momento de restauración por unidad de desplazamiento de peso. Integrar con grados produce grados de metro-degrees, que deben ser multiplicados por π/180 antes de la comparación con un criterio de metro-radiano.
La curva utilizable puede terminar antes de su segundo cero matemático. Si el borde inferior de una abertura que no puede ser cerrado inmersa en la meteorología primero, el ángulo de inflexión limita la evaluación de estabilidad intacta. El agua entrante cambia el peso, la superficie libre y el volumen flotante, por lo que la curva original intacta ya no describe el recipiente. El Código de la EI de 2008 establece áreas mínimas, valores de palanca y disposiciones de alto ángulo para los buques en su ámbito, con criterios adicionales o alternativos para los tipos y tamaños. Un número extraído no es una marca de pase universal para cada yate, barco de pesca y barco histórico.
El aumento de la KG y las superficies libres erosionan sistemáticamente la curva
Si el KN y el desplazamiento permanecen aproximadamente fijos, el aumento de KG por ΔKG reduce GZ en cada ángulo por ΔKG sinφ. Elevar KG 0.15 metros en el ejemplo de enseñanza y la palanca de 30 grados pierde 0.075 metros, cayendo de aproximadamente 0.206 a 0.131 metros. Carga de cubierta alta, esquizo, ascensor suspendido o personas concentradas pueden aumentar el peso real o efectivo G. El movimiento de peso tiene el efecto opuesto de primer orden, aunque secado, la fuerza y otras restricciones todavía requieren comprobación.
En un tanque parcialmente lleno la superficie líquida permanece casi horizontal a medida que el tacón de la nave, por lo que el centro líquido se mueve hacia el lado bajo y crea un momento de superficie libre. Los métodos operativos expresan esto comúnmente como un aumento virtual de KG y lo deducen de GM utilizable o GZ. Varios tanques de escamas pueden ser peores que un tanque de carga prensada; densidad líquida, forma de tanque y segundo momento de superficie libre entrar en la corrección. El material de la FAO y la OMI también trata el agua en cubierta, encaje, engranaje de pesca y cargas suspendidas como riesgos específicos. Cada curva pertenece a un estado de carga definido, no a la nave para siempre.
Aperturas, daños, giro y olas se encuentran más allá de una curva estática intacta
GZ positivo identifica una dirección de restauración estática pero no garantiza la recuperación de una ráfaga, mar de haz, carga que cambia o giro de alta velocidad. El momento de taladro externo puede superar el momento de derecha, y la energía de rodillo inicial puede cruzar la reserva potencial-energía representada por el área de curva. Rollo paramétrico, pérdida pura de estabilidad y riego de surf o tratamiento dinámico de demanda. La labor de la OMI sobre criterios de estabilidad intacta de segunda generación existe precisamente porque los tipos de buques responden de manera diferente en las olas; una curva de agua tranquila es una evidencia esencial, no un modelo completo del océano.
Las bajas hacen que el límite sea tangible. La investigación de Golden Ray encontró que las entradas incorrectas de lastre causaron que el programa de carga sobreestableciera la estabilidad, dejando un brazo de derecha insuficiente contra las fuerzas inducidas por el turno; curvas de bajas calculadas tenían un área marcadamente menor que las condiciones de referencia. Vasa en 1628 no tenía cálculos modernos de GZ. Las altas labores pesadas pusieron G demasiado alto, una ráfaga produjo un talón severo, y abrió los puertos de armas inferiores admitidos agua, convirtiendo un problema de estabilidad intacta en inundaciones y hundimiento. Los ensayos históricos de talón pueden revelar un barco de manivela, pero la terminología moderna no puede fabricar una curva precisa de las mediciones de periodos perdidos.
Preguntas
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¿Cuál es la diferencia entre GZ y el momento de derecha?
GZ es una palanca horizontal medida en metros. El momento de derecha es el peso del desplazamiento multiplicado por GZ, por lo que los vasos con la misma palanca pero el desplazamiento diferente producen momentos diferentes.
¿Son GM y GZ iguales?
No. GM es la altura metacéntrico inicial y controla principalmente la pendiente de pequeño ángulo. GZ es la palanca de derecha en cada ángulo del talón y requiere una curva para el comportamiento de gran angular.
¿Cómo se calcula GZ a partir de KN?
En el desplazamiento de coincidencia, el borde y el ángulo del talón, tomar KN y subtract KG sinφ. KG viene de los momentos completos de peso cargado con la corrección de superficie libre aplicable.
¿Significa que un barco no puede capsificar?
No. Energía externa y dinámica, área bajo la curva, infloración, cambios de carga, daños y criterios aplicables todavía importan. GZ positivo indica sólo la dirección estática de la pareja en ese ángulo.
¿Por qué se mide el área de la curva GZ en los radiodifusores?
Integrar la palanca sobre la rotación representa un cambio potencial-energía por peso de desplazamiento de la unidad, y el ángulo debe estar en radians indimensionales. Multiply un resultado de grado-métro por π/180.
Fuentes
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- Código Internacional sobre la Estabilidad de Intact, 2008 (MSC.267(85))International Maritime Organization
- Prácticas de seguridad relacionadas con la estabilidad de los buques pesqueros pequeños, Capítulo 6Food and Agriculture Organization
- MCA Estabilidad Información BookletUK Maritime and Coastguard Agency
- Capsizing of Lady DU.S. National Transportation Safety Board
- Diseño de buques y estabilidadInternational Maritime Organization
- Capsizing of Golden RayU.S. National Transportation Safety Board
- Informe de estabilidad de los buques de Rayo DoradoU.S. Coast Guard / NTSB docket
- El desastre de VasaVasa Museum