ship structureLo schermo di carico mostra GM positivo, ma la curva GZ si disgela bruscamente oltre trenta gradi
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 è la separazione orizzontale delle linee verticali di peso e galleggiamento
Dopo una nave tacco, tutto il peso può essere combinato come una forza verticale verso il basso attraverso il centro di gravità G. La pressione dell'acqua sfollata si combina come una forza di galleggiamento verso l'alto pari attraverso il centro di galleggiamento spostato di Bφ. Quando quelle forze opposte non sono colline, formano una coppia. La loro separazione orizzontale è il braccio di destra GZ. Non è la distanza diretta da G a B e non è un angolo. GZ positivo significa che la coppia a quell'angolo statico tende a ripristinare il vaso; GZ negativo significa che tende ad aumentare l'inclinazione.
Il momento di destra è il peso di spostamento moltiplicato per GZ. Nella notazione di massa è lo spostamento di tempi di accelerazione gravitazionale volte GZ; le tabelle espresse in tonnellate-forza spesso lasciano g implicito. La spiegazione tecnica NTSB per Lady D capsize nota che una curva di braccio di destra appartiene ad uno spostamento, quindi la lunghezza separa comodamente la geometria di scafo e carico dal termine di forza costante. Due navi possono avere una leva di 0,20 metri ma, in diversi spostamenti, sviluppano momenti molto diversi.
GM dà il pendio iniziale piccolo angolo mentre la curva GZ segue il tallone più grande
A piccoli angoli e per una forma di scafo senza intoppi, GZ è circa GM volte sinφ. Il metacentro trasversale M deriva dalla geometria iniziale dell'aquaplano, e GM è la sua distanza verticale sopra G. Un GM positivo più grande fa normalmente la curva salire più ripidamente vicino all'origine. Mentre il tallone cresce, l'immersione a mazzo, il flare, la buoyancy delle sovrastrutture e le posizioni di apertura alterano il percorso di B. Una singola curva di sine fissa-GM cessa poi di rappresentare la leva di destra effettiva.
Un GM positivo descrive quindi una tendenza statica iniziale, non una riserva adeguata ad ogni angolo. L'eccessiva GM può anche creare un breve periodo di tempo, un'inversione violenta che grava sulle persone, sui carichi e sulla struttura; un piccolo GM può dare un movimento più delicato ma debole leve iniziali. Il framework IMO intatta-stabilità utilizza GM insieme ai valori GZ, alle aree curve, alla posizione dei criteri GZ massimi e meteo perché nessun parametro iniziale cattura riserva di angolo di grandi dimensioni o comportamento dinamico nelle onde.
Curve incrociate KN geometria di goccia separata dal KG caricato
I dati dell'architettura navale spesso forniscono valori KN, scritti in LK in alcuni materiali di piccole dimensioni, per diversi spostamenti e angoli del tallone. Questa è una leva di buoyancy-geometry costruita da un riferimento dichiarato. Combinalo con il KG caricato utilizzando GZ = KN − KG sinφ. Nell'esempio di insegnamento della FAO, KN/LK a 30 gradi è 0.866 metri. Con KG 1.32 metri, KG sin30 gradi è 0.660 metri e GZ è di circa 0.206 metri. La costruzione permette ad una famiglia di curve incrociate di scafo di servire diversi centri di carico validi di gravità.
Il KN selezionato deve corrispondere a spostamento, trimestre e convenzione di riferimento. KG deve includere i momenti di scafo, carico, carburante, zavorra, persone e carichi sospesi. I modelli di porta-biglietto MCA forniscono lo spostamento, il draught, KMT, MCT e KN, quindi usano GZ = KN − KG sinθ per ogni condizione di carico. Scegliere la colonna di spostamento sbagliata, confondendo una linea di base stampata con il lato inferiore della chiglia, omettendo la correzione della superficie libera può produrre una curva liscia ma fisicamente falsa.
Leva massima, area curva e gamma rispondono a diverse domande di stabilità
Ogni punto curva è la leva statica ad un angolo del tallone. Il picco dà il massimo GZ e il suo angolo; un successivo passaggio zero, se presente, segna la scomparsa della stabilità statica positiva. L'area sotto la curva, misurata in radimetri, è usata convenzionalmente come indicatore dinamico-stabilità o di giusta-energia perché misura il lavoro contro il momento di ripristino per unità di peso di spostamento. L'integrazione con gradi produce gradi di metro, che devono essere moltiplicati per π/180 prima di confronto con un criterio di metro-radian.
La curva utilizzabile può finire prima del suo secondo zero matematico. Se il bordo inferiore di un'apertura che non può essere chiusa immers tempotight prima, l'angolo di discesa limita la valutazione intatta della stabilità. L'acqua in entrata cambia peso, superficie libera e volume galleggiante, quindi la curva intatta originale non descrive più la nave. Il Codice IS 2008 stabilisce aree minime, valori delle leve e disposizioni di angolo di picco per le navi nel suo ambito, con criteri aggiuntivi o alternativi per tipi e dimensioni. Un numero estratto non è un segno di passaggio universale per ogni yacht, barca da pesca e nave storica.
Aumentare KG e superfici libere erosiva sistematicamente la curva
Se KN e spostamento rimangono approssimativamente fissi, sollevando KG da ΔKG riduce GZ ad ogni angolo da ΔKG sinφ. Sollevare KG 0.15 metri nell'esempio didattico e la leva di 30 gradi perde 0,075 metri, cadendo da circa 0.206 a 0,131 metri. Il carico ad alta piattaforma, la ciliegina, un ascensore sospeso o persone aloft concentrato possono sollevare il peso effettivo o efficace G. Spostare giù ha l'effetto di primo ordine opposto, anche se la pesca, la forza e altri vincoli ancora richiedono il controllo.
In un serbatoio parzialmente riempito la superficie liquida rimane quasi orizzontale come i tacchi della nave, quindi il centro liquido si sposta verso il lato basso e crea un momento di libera superficie. I metodi operativi comunemente esprimono questo come un aumento virtuale di KG e lo deducono da GM utilizzabile o GZ. Diversi serbatoi slack possono essere peggio di un serbatoio pieno pressato; densità liquida, forma serbatoio e libera superficie secondo momento entrare nella correzione. Il materiale FAO e IMO tratta anche l'acqua sul ponte, la ciliegina, l'attrezzatura da pesca e i carichi sospesi come rischi specifici. Ogni curva appartiene ad uno stato di carico definito, non alla nave per sempre.
Aperture, danni, giramenti e onde si trovano oltre una curva statica intatta
Il GZ positivo identifica una direzione di ripristino statico ma non garantisce il recupero da una gomma, dal mare del fascio, dal carico di spostamento o dal giro ad alta velocità. Il momento esterno del tallone può superare il momento di destra, e l'energia del rotolo iniziale può attraversare la riserva di energia potenziale rappresentata dall'area curva. Rullo parametrico, perdita pura di stabilità e surf-riding o broaching richiedono un trattamento dinamico. Il lavoro di IMO sui criteri di stabilità intatta di seconda generazione esiste proprio perché i tipi di navi rispondono diversamente nelle onde; una curva di acqua calma è una prova essenziale, non un modello oceanico completo.
Le perdite rendono tangibile il confine. L'indagine di Golden Ray ha rilevato che le voci di zavorra errate hanno causato il programma di carico a una stabilità troppo elevata, lasciando insufficiente braccio di destra contro le forze indotte; le curve di perdite calcolate erano nettamente meno area rispetto alle condizioni di riferimento. Vasa nel 1628 non aveva nessun calcolo GZ moderno. I tomaie pesanti hanno messo G troppo alto, una raffica ha prodotto il tallone grave, e gli sportelli a pistola più bassi aperti hanno ammesso l'acqua, convertendo un problema di stabilità intatta in in inondazione e affondamento. Le prove storiche del tallone possono rivelare una nave a manovella, ma la terminologia moderna non può produrre una curva precisa dalle misurazioni del periodo mancante.
Domande
Continua a esplorare questo argomento
Qual è la differenza tra GZ e il momento di adattamento?
GZ è una leva orizzontale misurata in metri. Il momento di destra è il peso di spostamento moltiplicato per GZ, quindi le navi con la stessa leva ma lo spostamento diverso producono momenti diversi.
GM e GZ sono uguali?
No. GM è l'altezza metacentrica iniziale e controlla principalmente il pendio di angolo piccolo. GZ è la leva di destra ad ogni angolo del tallone e richiede una curva per il comportamento di grande angolo.
Come viene calcolato GZ da KN?
Al punto di spostamento, taglio e angolo del tallone, prendere KN e sottrarre KG sinφ. KG viene dai momenti di peso completi con correzione gratuita applicabile.
Il positivo GZ significa che una nave non può essere tagliata?
No. Energia esterna e dinamica, area sotto la curva, downflooding, modifiche di carico, danni e criteri applicabili ancora la materia. Il GZ positivo afferma solo la direzione della coppia statica a quell'angolo.
Perché l'area GZ-curve è misurata in radi di metro?
L'integrazione della leva sulla rotazione rappresenta il cambiamento potenziale-energia per peso di spostamento dell'unità, e l'angolo deve essere in radianti senza dimensioni. Moltiplicare un risultato di un metro di grado di π/180.
Fonti
Continua la ricerca
- Codice internazionale sulla stabilità intatta, 2008 (MSC.267(85)International Maritime Organization
- Pratiche di sicurezza relative alla stabilità dei piccoli pescherecci, capitolo 6Food and Agriculture Organization
- MCA Informazioni sulla Stabilità LibrettoUK Maritime and Coastguard Agency
- Capsizing of Lady DU.S. National Transportation Safety Board
- Progettazione navale e stabilitàInternational Maritime Organization
- Catturazione di Golden RayU.S. National Transportation Safety Board
- Rapporto stabilità del vaso Golden RayU.S. Coast Guard / NTSB docket
- Il disastro di VasaVasa Museum