ship structureEkran obciążenia pokazuje dodatni GM, ale krzywa GZ mocno zaciera się powyżej 30 stopni
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 jest poziomym oddzieleniem pionowej wagi i linii wyporności
Po obcasach statku, cała waga może być połączona jako pionowa siła w dół przez środek ciężkości G. Ciśnienie wody wypartej łączy się w równą siłę wyporową w górę przez przesunięty środek wyporności BmbH. Kiedy przeciwne siły nie są kolizyjne, tworzą parę. Ich pozioma separacja to ramię prostujące GZ. Nie jest to odległość od G do B i nie jest to kąt. Pozytywny GZ oznacza, że para pod tym kątem statycznym ma tendencję do przywracania naczynia; ujemny GZ oznacza, że ma tendencję do zwiększania nachylenia.
Moment prawości to masa przesunięcia pomnożona przez GZ. W notacji masowej jest to przemieszczenie masy razy przyspieszenie grawitacyjne razy GZ; tabele wyrażone w sile tonowej często pozostawiają g dorozumiany. Techniczne wyjaśnienie NTSB dla Lady D capsize zauważa, że jedna krzywa prawego ramienia należy do jednej przemieszczenia, więc długość wygodnie oddziela geometrię obciążenia i hull- od terminu stałej siły. Każde z nich może mieć dźwignię o średnicy 0,20 m, ale przy różnych przemieszczeniach, mogą rozwinąć się różne momenty.
GM daje początkowe nachylenie małego kąta, podczas gdy krzywa GZ następuje po większym obcasie
Pod małymi kątami i dla płynnie zmieniającej się formy kadłuba, GZ jest w przybliżeniu GM razy sinmbH. Przebiegła metacentra M pochodzi z początkowej geometrii płaszczyzny wodnej, a GM jest jego pionową odległość powyżej G. Większy pozytywny GM zwykle sprawia, że krzywa wspina się bardziej stromo w pobliżu początku. Wraz z wzrostem pięty, zanurzenie na krawędzi, rozbłysk, wyporność nadbudowy i otwarcie miejsc zmienia ścieżkę B. Pojedyncza zamocowana krzywa sinusa GM przestaje być regenerowana przez dźwignię prostującą.
Pozytywny GM opisuje zatem początkową statyczną tendencję, niewystarczającą rezerwę pod każdym kątem. Nadmierny GM może również tworzyć krótki okres, gwałtowne toczenie, które obciąża ludzi, ładunek i strukturę; mały GM może dać łagodniejszy ruch, ale słabe początkowe dźwignie. Rama stabilności w warunkach wewnętrznych IMO wykorzystuje GM wraz z wartościami GZ, krzywymi obszarami, położeniem maksymalnych kryteriów GZ i warunkami pogodowymi, ponieważ żaden parametr początkowy nie uwzględnia w falach rezerwy kąta wzrostu lub zachowania dynamicznego.
KN krzywe krzywe oddzielone geometria wyporności hull- wyporności od załadowanych KG
Dane dotyczące architektury marynarki często dostarczają wartości KN - napisane LK w niektórych materiałach małych statków - dla kilku przemieszczeń i kątów pięty. Jest to dźwignia geometrii buoyancy-, zbudowana z podanego odniesienia. Połącz go z załadowanym KG przy użyciu GZ = KN − KG sinmbH. W przykładzie naukowym FAO, KN / LK w temperaturze 30 stopni wynosi 0,866 metra. Z KG 1,32 m, KG sin30 stopni wynosi 0,660 m, a GZ wynosi około 0,206 m. Konstrukcja pozwala jednej rodzinie krzywych kadłuba służyć kilku ważnych środków obciążenia ciężkości.
Wybrany KN musi dopasować przesunięcie, wykończenie i konwencję referencyjną. KG musi zawierać momenty kadłuba, ładunku, paliwa, balastu, ludzi i ładunków zawieszonych. Szablony stabilizacyjno- broszury MCA zapewniają przesunięcia, zanurzenie, tabele KMT, MCT i KN, a następnie używają GZ = KN − KG sinθ dla każdego stanu załadunku. Wybór złej kolumny przesuwu, mylenie wymodelowanego punktu odniesienia z spodem kila lub pomijanie korekcji powierzchni wolnej może spowodować wygładzenie, ale fizycznie fałszywą krzywą.
Maksymalna dźwignia, pole krzywej i zakres odpowiadają na różne pytania dotyczące stabilności
Każdy punkt krzywej to dźwignia statyczna pod jednym kątem pięty. Szczyt daje maksymalną GZ i jego kąt; późniejsze zerowe przekroczenie, jeśli jest obecne, oznacza zniknięcie dodatniej stabilności statycznej. Powierzchnia pod krzywą, mierzona w promieniach średnich, jest tradycyjnie stosowana jako wskaźnik stabilności dynamicznej lub regulacji energii, ponieważ mierzy ona działanie przeciw przywróceniu momentu na jednostkę masy wyporowej. Integracja z stopniami tworzy stopnie średnie, które muszą być pomnożone przez ∞ / 180 przed porównaniem z kryterium średnich-radianów.
Krzywa użyteczna może się zakończyć przed drugim matematycznym zerem. Jeżeli dolna krawędź otworu, którego nie można zamknąć, najpierw zanurza się w warunkach atmosferycznych, kąt opadania ogranicza ocenę stabilności. Woda przychodząca zmienia następnie masę, wolną powierzchnię i objętość pływaka, tak więc oryginalna nieuszkodzona krzywa nie opisuje już naczynia. Kodeks IS 2008 określa minimalne obszary, wartości dźwigni i przepisy dotyczące kątów szczytowych dla statków w zakresie jego stosowania, z dodatkowymi lub alternatywnymi kryteriami dla typów i rozmiarów. Jeden numer wydobyty nie jest uniwersalnym znakiem przepustki dla każdego jachtu, łodzi rybackiej i historycznego statku.
Podnoszenie KG i wolnych powierzchni systematycznie erozja krzywej
Jeżeli KN i wyporność pozostają w przybliżeniu stałe, podniesienie KG przez ΔKG zmniejsza GZ pod każdym kątem o ΔKG sinmbH. Podnieść KG o 0,15 metra w przykładzie nauczania, a dźwignia 30 stopni traci 0,075 metra, spadając z około 0,206 do 0,131 metra. Ładunek wysokiego pokładu, oblodzenie, podnośnik zawieszony lub ludzie skoncentrowani na powierzchni mogą podnieść rzeczywisty lub skuteczny G. Waga w dół ma przeciwny efekt pierwszego rzędu, choć zanurzenie, wytrzymałość i inne ograniczenia nadal wymagają sprawdzenia.
W częściowo napełnionym zbiorniku powierzchnia ciekła pozostaje prawie pozioma, ponieważ obcasy statku, więc środek cieczy porusza się w kierunku dolnej strony i tworzy moment wolnej powierzchni. Metody operacyjne wyrażają to jako wirtualny wzrost KG i odejmują go od używalnych GM lub GZ. Kilka zbiorników o dużej przepustowości może być gorsze niż jeden zbiornik z pełnym ciśnieniem; gęstość cieczy, kształt zbiornika i wolna powierzchnia druga chwila wejścia korekty. Materiały FAO i IMO traktują również wodę na pokładzie, oblodzenie, narzędzia połowowe i zawieszenia ładunku jako szczególne ryzyko. Każda krzywa należy do określonego stanu załadunku, a nie do statku na zawsze.
Otwory, uszkodzenia, toczenia i fale leżą poza jedną nieuszkodzoną krzywą statyczną
Pozytywny GZ identyfikuje kierunek statycznego przywracania, ale nie gwarantuje odzyskania z podmuchu, morze belki, przesuwający się ładunek lub szybkie skręcenie. Zewnętrzny moment przechylania może przekroczyć moment prostowania, a początkowa energia rolkowa może przekroczyć potencjalny zapas energii reprezentowany przez pole krzywej. Parametryczna rolka, czysta utrata stabilności oraz dynamiczna obróbka na drodze surfingowej lub przebijania popytu. Prace IMO nad kryteriami stabilności w zakresie drugiej generacji istnieją właśnie dlatego, że typy statków reagują różnie w falach; krzywa wody w stanie wodnym jest istotnym dowodem, a nie kompletnym modelem oceanów.
Ofiary sprawiają, że granica jest namacalna. Badanie Golden Ray wykazało, że nieprawidłowe wpisy balastu spowodowały, że program załadunku przekroczył stabilność, pozostawiając niewystarczającą rękę prostującą przed siłami wywołanymi przez zmiany obrotowe; obliczone krzywe wypadkowe miały znacznie mniejszy obszar niż warunki odniesienia. Vasa w 1628 nie miał nowoczesnej kalkulacji GZ. Ciężkie wzloty umieścić G zbyt wysokie, podmuch produkowane poważne obcasy, i otworzyć niższe gunports dopuszczone wody, przekształcając problem stabilności intekt-w powodzie i zatonięcie. Historyczne próby pięty mogą ujawnić statek korby, ale nowoczesna terminologia nie może wytworzyć dokładnej krzywej z brakujących pomiarów okresu.
Pytania
Kontynuuj badanie tego tematu
Jaka jest różnica między GZ a momentem prostowania?
GZ jest poziomą dźwignią mierzoną w metrach. Moment prawości to masa przesunięcia pomnożona przez GZ, więc statki z tą samą dźwignią, ale różne przesunięcia wytwarzają różne momenty.
Czy GM i GZ są takie same?
Nie. GM jest początkową wysokością metacentryczną i głównie kontroluje nachylenie małego kąta. GZ jest dźwignią prostującą pod każdym kątem pięty i wymaga krzywej dla zachowania się większego kąta.
W jaki sposób oblicza się GZ z KN?
Przy dopasowanym przesunięciu, wykończeniu i kącie pięty, należy wziąć KN i odjąć KG sinmbH. KG pochodzi z pełnych momentów obciążenia z odpowiednią korekcją powierzchni wolnej.
Czy pozytywny GZ oznacza, że statek nie może przebić?
Nie. Energia zewnętrzna i dynamiczna, powierzchnia pod krzywą, zalewanie, zmiany załadunku, uszkodzenia i stosowane kryteria nadal mają znaczenie. Pozytywny GZ podaje tylko kierunek statycznej pary pod tym kątem.
Dlaczego pole krzywej GZ- mierzone jest w promieniach średnich?
Zintegrowana dźwignia nad rotacją reprezentuje potencjalną zmianę energii na jednostkę masy przesuwu, a kąt musi być w promieniach bezwymiarowych. Pomnóżcie wynik średniego stopnia przez ∞ / 180.
Źródła
Kontynuacja badań
- Międzynarodowy kodeks stabilności w stanie niestacjonarnym, 2008 r. (MSC.267 (85))International Maritime Organization
- Praktyki bezpieczeństwa dotyczące stabilności małych statków rybackich, rozdział 6Food and Agriculture Organization
- Informator dotyczący stabilności MCAUK Maritime and Coastguard Agency
- Kapiowanie Lady DU.S. National Transportation Safety Board
- Projekt i stabilność statkuInternational Maritime Organization
- / Załapanie złotego promieniaU.S. National Transportation Safety Board
- Raport o stabilności statku złotego promieniaU.S. Coast Guard / NTSB docket
- Katastrofa VasaVasa Museum