Fondements de la théorie des navires. Opérationnel, navigabilité et maniabilité

La stabilité longitudinale d'un navire est bien supérieure à sa stabilité transversale, c'est pourquoi, pour une navigation sûre, il est très important d'assurer une bonne stabilité transversale.

En fonction de l'ampleur de l'inclinaison, on distingue la stabilité aux petits angles d'inclinaison ( stabilité initiale) et stabilité aux grands angles d'inclinaison.

Selon la nature des forces agissantes, on distingue la stabilité statique et dynamique.

Stabilité statique- est considérée sous l'action de forces statiques, c'est-à-dire que la force appliquée ne change pas d'ampleur. Stabilité dynamique- est considéré sous l'action de forces changeantes (c'est-à-dire dynamiques), par exemple le vent, les vagues, le mouvement des marchandises, etc.

Stabilité latérale initiale

Stabilité latérale initiale. Système de forces agissant sur le navire

En roulis, la stabilité est considérée comme initiale pour des angles allant jusqu'à 10-15°. Dans ces limites, la force de redressement est proportionnelle à l'angle de roulis et peut être déterminée à l'aide de relations linéaires simples.

Dans ce cas, on suppose que les écarts par rapport à la position d'équilibre sont causés par des forces externes qui ne modifient ni le poids du navire ni la position de son centre de gravité (CG). Le volume immergé ne change alors pas de taille, mais change de forme. Des inclinaisons de volume égal correspondent à des lignes de flottaison de volume égal, coupant des volumes immergés de la coque d'égale ampleur. La ligne d'intersection des plans de flottaison est appelée axe d'inclinaison, qui, avec des inclinaisons de volume égales, passe par le centre de gravité de la zone de flottaison. Avec des inclinaisons transversales, il se situe dans le plan médian.

Surfaces libres

Tous les cas évoqués ci-dessus supposent que le centre de gravité du navire est stationnaire, c'est-à-dire qu'aucune charge ne bouge lorsqu'elle est inclinée. Mais lorsque de telles charges existent, leur influence sur la stabilité est bien plus grande que d’autres.

Un cas typique est celui des marchandises liquides (carburant, huile, ballast et eau de chaudière) dans des réservoirs partiellement remplis, c'est-à-dire à surfaces libres. De telles charges peuvent déborder lorsqu'elles sont inclinées. Si la cargaison liquide remplit complètement le réservoir, elle équivaut à une cargaison fixe solide.

Effet de la surface libre sur la stabilité

Si le liquide ne remplit pas complètement le réservoir, c'est-à-dire a une surface libre qui occupe toujours une position horizontale, puis lorsque le navire s'incline selon un angle θ le liquide s'écoule vers l'inclinaison. La surface libre prendra le même angle par rapport au KVL.

Les niveaux de cargaison liquide coupent des volumes égaux de réservoirs, c'est-à-dire elles sont similaires aux conduites de flottaison à volume égal. Par conséquent, le moment provoqué par le débordement de la cargaison liquide lors d'un roulage δm θ, peut être représenté de la même manière que le moment de stabilité de forme m f, seulement δm θ opposé m f par signe :

δm θ = - γ f je x θ,

Où je x- moment d'inertie de la surface libre de la charge liquide par rapport à l'axe longitudinal passant par le centre de gravité de cette zone, y f- densité de la cargaison liquide

Puis le moment de rappel en présence d'une charge liquide à surface libre :

m θ1 = m θ + δm θ = Phθ - γ f je x θ = P(h - γ f i x /γV)θ = Ph 1 θ,

Où h- hauteur métacentrique transversale en l'absence de transfusion, h 1 = h − γ f je x /γV- hauteur métacentrique transversale réelle.

L'effet du poids irisé apporte une correction à la hauteur métacentrique transversale δ h = - γ f i x /γV

Les densités de l'eau et de la cargaison liquide sont relativement stables, c'est-à-dire que l'influence principale sur la correction est exercée par la forme de la surface libre, ou plutôt son moment d'inertie. Cela signifie que la stabilité latérale est principalement affectée par la largeur et la longueur longitudinale de la surface libre.

La signification physique de la valeur de correction négative est que la présence de surfaces libres est toujours réduit la stabilité. C'est pourquoi des mesures organisationnelles et constructives sont prises pour les réduire :

Lorsqu'un moment d'inclinaison est appliqué au navire m cr, de grandeur constante, il reçoit une accélération positive avec laquelle il commence à rouler. Au fur et à mesure que vous inclinez, le moment de rappel augmente, mais au début, jusqu'à l'angle θ st, auquel m cr = m θ, ce sera moins de gîte. En atteignant l'angle d'équilibre statique θ st, l'énergie cinétique du mouvement de rotation sera maximale. Par conséquent, le navire ne restera pas dans la position d'équilibre, mais en raison de l'énergie cinétique, il roulera plus loin, mais lentement, car le moment de redressement est supérieur au moment d'inclinaison. L'énergie cinétique accumulée précédemment est éteinte par le travail excessif du couple de rappel. Dès que l'ampleur de ce travail est suffisante pour éteindre complètement l'énergie cinétique, la vitesse angulaire deviendra nulle et le navire cessera de gîter.

Le plus grand angle d'inclinaison qu'un navire reçoit à partir d'un moment dynamique est appelé angle d'inclinaison dynamique. θ vacarme. En revanche, l'angle de roulis avec lequel le navire flottera sous l'influence du même moment (selon la condition m cr = m θ), est appelé angle de roulis statique θ st.

Si l'on se réfère au diagramme de stabilité statique, le travail est exprimé par l'aire sous la courbe du moment de redressement je suis dans. En conséquence, l'angle de roulis dynamique θ vacarme peut être déterminé à partir de l’égalité des zones OAB Et BCD, correspondant au travail excédentaire du couple de rappel. Analytiquement, le même travail est calculé comme suit :

dans la plage de 0 à θ vacarme.

Ayant atteint l'angle d'inclinaison dynamique θ vacarme, le navire n'entre pas en équilibre, mais sous l'influence d'un moment de redressement excessif commence à accélérer pour se redresser. En l'absence de résistance à l'eau, le navire entrerait dans des oscillations non amorties autour de la position d'équilibre lors de la gîte. θ st Marine Dictionary - Navire réfrigéré Ivory Tirupati la stabilité initiale est négative La stabilité est la capacité d'un engin flottant à résister aux forces extérieures l'amenant à rouler ou à s'incliner et à revenir à un état d'équilibre après la fin de la perturbation... ... Wikipédia

Navire dont la coque s'élève au-dessus de l'eau lorsqu'elle se déplace sous l'influence d'une force de portance créée par des ailes immergées dans l'eau. Le brevet du navire a été délivré en Russie en 1891, mais ces navires ont commencé à être utilisés dans la 2e moitié du 20e siècle... ... Grande Encyclopédie Soviétique

Un véhicule tout-terrain capable de se déplacer aussi bien sur terre que sur l'eau. Un véhicule amphibie a un volume accru de carrosserie scellée, qui est parfois complété par des flotteurs montés pour une meilleure flottabilité. Se déplacer sur l'eau... ... Encyclopédie de la technologie

- Voilier de type (malais), la stabilité latérale au cornet est assurée par un flotteur à balancier, fixé. au principal carrosserie à poutres transversales. Le navire est semblable à un catamaran à voile. Dans les temps anciens, P. servait de moyen de communication sur l'océan Pacifique... ... Grand dictionnaire polytechnique encyclopédique

amphibie Encyclopédie "Aviation"

amphibie- (du grec amphíbios menant une double vie) hydravion équipé d'un train d'atterrissage terrestre et capable de s'appuyer aussi bien sur la surface de l'eau que sur des aérodromes terrestres. Les plus courants sont A. les bateaux. Décollage de l'eau... ... Encyclopédie "Aviation"

La stabilité est la capacité d'un navire à résister aux forces qui le dévient de sa position d'équilibre et à revenir à sa position d'équilibre d'origine après que l'action de ces forces cesse.

Les conditions d'équilibre qui en résultent pour le navire ne sont pas suffisantes pour qu'il flotte constamment dans une position donnée par rapport à la surface de l'eau. Il faut également que l'équilibre du navire soit stable. La propriété, qui en mécanique est appelée stabilité de l'équilibre, est généralement appelée stabilité dans la théorie des navires. Ainsi, la flottabilité assure les conditions de la position d'équilibre du navire avec un atterrissage donné, et la stabilité assure le maintien de cette position.

La stabilité du navire change avec l'augmentation de l'angle d'inclinaison et, à une certaine valeur, elle est complètement perdue. Par conséquent, il semble approprié d'étudier la stabilité du navire à de petits écarts (théoriquement infinitésimaux) par rapport à la position d'équilibre avec Θ = 0, Ψ = 0, puis à déterminer les caractéristiques de sa stabilité, leurs limites admissibles à de grandes inclinaisons.

Il est d'usage de distinguer stabilité du navire aux petits angles d'inclinaison (stabilité initiale) et stabilité aux grands angles d'inclinaison.

Lorsqu'on considère de petites inclinaisons, il est possible de faire un certain nombre d'hypothèses qui permettent d'étudier la stabilité initiale du navire dans le cadre de la théorie linéaire et d'obtenir des dépendances mathématiques simples de ses caractéristiques. La stabilité du navire à de grands angles d'inclinaison est étudiée à l'aide d'une théorie non linéaire raffinée. Naturellement, la propriété de stabilité d'un navire est uniforme et la division acceptée est de nature purement méthodologique.

Lors de l’étude de la stabilité d’un navire, ses inclinaisons dans deux plans mutuellement perpendiculaires – transversal et longitudinal – sont prises en compte. Lorsque le navire s'incline dans le plan transversal, déterminé par les angles de roulis, il est étudié stabilité latérale; lorsque les inclinaisons dans le plan longitudinal sont déterminées par les angles d'assiette, étudiez-les stabilité longitudinale.

Si le navire s'incline sans accélérations angulaires significatives (pompage de cargaison liquide, écoulement lent de l'eau dans le compartiment), alors la stabilité est appelée statique.

Dans certains cas, les forces d'inclinaison du navire agissent de manière brutale, provoquant des accélérations angulaires importantes (rafales de vent, roulis des vagues, etc.). Dans de tels cas, considérez dynamique la stabilité.

La stabilité est une propriété de navigabilité très importante d'un navire ; avec la flottabilité, il assure au navire de flotter dans une position donnée par rapport à la surface de l'eau, nécessaire pour assurer le mouvement et la manœuvre. Une diminution de la stabilité du navire peut provoquer un roulis et une assiette d'urgence, et une perte complète de stabilité peut le faire chavirer.

Pour éviter une diminution dangereuse de la stabilité du navire, tous les membres de l'équipage sont tenus de :

Avoir toujours une compréhension claire de la stabilité du navire ;

Connaître les raisons qui réduisent la stabilité ;

Connaître et être capable d'appliquer tous les moyens et mesures pour maintenir et rétablir la stabilité.

Trouvons une condition dans laquelle un navire flottant dans un état d'équilibre sans roulis ni assiette aura une stabilité initiale. Nous supposons que les charges ne se déplacent pas lorsque le navire s'incline et que le centre de gravité du navire reste au point correspondant à la position initiale.

Lorsque le navire s'incline, la force de gravité P et la force de flottabilité γV forment une paire dont le moment agit d'une certaine manière sur le navire. La nature de cet effet dépend de la position relative du CG et du métacentre.

Figure 3.9 - Premier cas de stabilité du navire

Il existe trois cas caractéristiques possibles de l'état du navire pour lesquels l'impact sur lui du moment des forces P et γV est qualitativement différent. Considérons-les en utilisant l'exemple des inclinaisons transversales.

1er cas(Figure 3.9) - le métacentre est situé au dessus du CG, c'est-à-dire z m > z g . Dans ce cas, un emplacement différent du centre de grandeur par rapport au centre de gravité est possible.

1) Dans la position initiale, le centre de grandeur (point C 0) est situé en dessous du centre de gravité (point G) (Figure 3.9, a), mais lorsqu'il est incliné, le centre de grandeur se déplace tellement vers l'inclinaison que le le métacentre (point m) est situé au-dessus du centre de gravité du vaisseau. Le moment des forces P et γV tend à ramener le navire à sa position d'équilibre d'origine et il est donc stable. Une disposition similaire des points m, G et C 0 se retrouve sur la plupart des navires.

2) En position initiale, le centre de grandeur (point C 0) est situé au dessus du centre de gravité (point G) (Figure 3.9, b). Lorsque le navire s'incline, le moment des forces P et γV résultant redresse le navire et le rend donc stable. Dans ce cas, quelle que soit l'importance du déplacement du centre de grandeur lors du basculement, le couple de forces tend toujours à redresser le navire. Ceci s'explique par le fait que le point G se situe en dessous du point C 0. Une position aussi basse du centre de gravité, garantissant une stabilité inconditionnelle sur les navires, est difficile à mettre en œuvre structurellement. Cette disposition du centre de gravité se retrouve notamment sur les voiliers.

Figure 3.10 - Deuxième et troisième cas de stabilité du navire

2ème cas(Figure 3.10,a) – le métacentre est situé en dessous du CG, c'est-à-dire zm< z g . В этом случае при наклонении судна момент сил Р и γV стремится еще больше отклонить судно от исходного положения равновесия, которое, следовательно, является неустойчивым. В этом случае наклонения судно имеет отрицательный восстанавливающий момент, т.е. оно не остойчиво.

3ème cas(Figure 3.10,b) – le métacentre coïncide avec le CG, c'est-à-dire z m = z g . Dans ce cas, lorsque le navire s'incline, les forces P et γV continuent d'agir le long de la même verticale, leur moment est égal à zéro - le navire sera en état d'équilibre dans la nouvelle position. En mécanique, c'est le cas de l'équilibre indifférent.

Du point de vue de la théorie du navire, conformément à la définition de la stabilité du navire, le navire est stable dans le 1er cas, et non stable dans les 2ème et 3ème cas.

Ainsi, la condition de stabilité initiale du vaisseau est l'emplacement du métacentre au-dessus du CG. Le navire a une stabilité latérale si z m > z g , (3.7)

et stabilité longitudinale si z m > z g. (3.8)

À partir de là, la signification physique du métacentre devient claire. Ce point est la limite jusqu'à laquelle le centre de gravité peut être élevé sans priver le navire de sa stabilité initiale positive.

La distance entre le métacentre et le centre de gravité du navire à Ψ = Θ = 0 est appelée hauteur métacentrique initiale ou simplement hauteur métacentrique. Les plans d'inclinaison transversal et longitudinal du vaisseau correspondent respectivement aux hauteurs métacentriques transversale h et longitudinale H. Il est évident que

h = z m – z g et H = z m – z g, (3.9)

ou h = z c + r – z g et H = z c + R – z g , (3.10)

h = r – α et H = R – α, 3.11)

où α = z g – z c est l'élévation du CG au-dessus du CV.

Comme vous pouvez le voir, h et H ne diffèrent que par les rayons métacentriques, car α est la même quantité.

, donc H est nettement plus grand que h.

α = (1%) R, donc en pratique on considère que H = R.

Insubmersibilité du navire

Insubmersibilité est la capacité d'un navire à maintenir une flottabilité et une stabilité suffisantes après l'inondation d'une partie des locaux. L'insubmersibilité, contrairement à la flottabilité et à la stabilité, ne constitue pas une navigabilité indépendante d'un navire. L'insubmersibilité peut être qualifiée de propriété d'un navire maintenir sa navigabilité lorsqu'une partie du volume étanche de la coque est inondée, et la théorie de l'insubmersibilité peut être caractérisée comme la théorie de la flottabilité et de la stabilité d'un navire endommagé.

Un navire présentant une bonne insubmersibilité, lorsqu'un ou plusieurs compartiments sont inondés, doit avant tout rester à flot et présenter une stabilité suffisante pour éviter qu'il ne chavire. De plus, le navire ne doit pas perdre sa propulsion, qui dépend du tirant d'eau, du roulis et de l'assiette. Une augmentation du tirant d'eau, une gîte et une assiette importantes augmentent la résistance de l'eau au mouvement du navire et nuisent à l'efficacité des hélices et des mécanismes du navire. Le navire doit également conserver la contrôlabilité qui, avec un dispositif de direction fonctionnel, dépend du roulis et de l'assiette.

L'insubmersibilité est l'un des éléments de la capacité de survie d'un navire, car la perte de l'insubmersibilité est associée à des conséquences désastreuses - la mort du navire et des personnes. Assurer cela est donc l'une des tâches les plus importantes tant pour les constructeurs navals que pour l'équipage. En pratique, l'insubmersibilité est assurée à toutes les étapes de la vie d'un navire : par les constructeurs navals aux étapes de conception, de construction et de réparation du navire ; par l'équipage lors de l'exploitation d'un navire en bon état ; directement l'équipage en cas d'urgence. De cette division il résulte que l'insubmersibilité est assurée par trois séries de mesures :

Mesures constructives mises en œuvre lors de la conception, de la construction et de la réparation d'un navire ;

Mesures organisationnelles et techniques préventives et mises en œuvre lors de l'exploitation du navire ;

Mesures de lutte contre l'insubmersibilité après un accident, visant à lutter contre l'afflux d'eau, à rétablir la stabilité et à redresser le navire endommagé.

Activités constructives. Ces mesures sont mises en œuvre dès les étapes de conception et de construction du navire et se résument à l'attribution de telles réserves de flottabilité et de stabilité afin que lorsqu'un nombre donné de compartiments est inondé, la modification de l'atterrissage et de la stabilité du navire endommagé ne se produise pas. aller au-delà des limites minimales autorisées. Le moyen le plus efficace d'utiliser la réserve de flottabilité en cas d'avarie de coque est de diviser le navire en compartiments dotés de cloisons et de ponts étanches. En effet, si le navire ne dispose pas de divisions internes en compartiments, alors s'il y a un trou sous-marin, la coque se remplira d'eau et le navire ne pourra pas utiliser sa réserve de flottabilité. La division des navires en compartiments est effectuée conformément à la partie V des « Règles de classification et de construction des navires de mer » du Registre maritime de la navigation. La ligne de flottaison d'un navire intact, utilisée lors de la division en compartiments, dont la position est enregistrée dans la documentation du navire, est appelée division de la ligne de flottaison de la cargaison en compartiments. La ligne de flottaison d'un navire avarié après le naufrage d'un ou plusieurs œdèmes est appelée ligne de flottaison de secours. Le navire perd sa réserve de flottabilité si la ligne de flottaison de secours coïncide avec ligne limite d'immersion– la ligne d'intersection de la surface extérieure du pont de cloisonnement avec la surface extérieure du bordé latéral. La plus grande longueur de la partie du récipient située en dessous de la ligne d'immersion maximale est la longueur de la division du navire en compartiments. Sous pont de cloisonnement comprendre le pont le plus élevé, auquel des cloisons étanches transversales s'étendent sur toute la largeur du navire.

La quantité d'eau qui s'est écoulée dans le compartiment endommagé du navire est déterminée à l'aide de coefficient de perméabilité de la pièceμ est le rapport entre le volume pouvant être rempli d'eau lorsque le compartiment est inondé et le volume théorique total de la pièce. Les coefficients de perméabilité suivants sont réglementés :

Pour les locaux occupés par des machines – 0,85 ;

Pour les locaux occupés par des marchandises ou des fournitures – 0,6 ;

Pour les locaux d'habitation et les locaux occupés par des marchandises à haute perméabilité (conteneurs vides, etc.) – 0,95 ;

Pour les citernes vides et ballastées – 0,98.

Une caractéristique importante de l'insubmersibilité d'un navire est longueur maximale de crue, qui s'entend comme la plus grande longueur d'un compartiment conditionnel après envahissement, avec un coefficient de perméabilité égal à 0,80, avec le tirant d'eau de la flottaison de charge correspondant pour la division du navire en compartiments et en l'absence d'assiette initiale, la flottaison de secours sera toucher la ligne limite d’immersion.

Une mesure constructive importante pour garantir l'insubmersibilité est la création de fermetures solides et étanches (portes, écoutilles, cols) installées le long du contour du compartiment étanche, qui devraient bien fonctionner pendant la gîte, l'assiette et les vagues. Pour toutes les portes coulissantes et battantes dans des cloisons étanches, des indicateurs doivent être prévus sur la passerelle de navigation pour indiquer leur position. L'étanchéité et la solidité du navire doivent être assurées non seulement dans la partie immergée, mais également dans la partie émergée de la coque, puisque cette dernière détermine la réserve de flottabilité consommée en cas d'avarie.

Pour la lutte active de l'équipage pour l'insubmersibilité, le navire prévoit également :

Création de systèmes de navire (inclinaison, assiette, drainage, drainage, pompage de cargaison liquide, inondation, drainage et contournement, lestage) ;

Fourniture d'équipements et de matériels d'urgence.

Ces fermetures, systèmes et mécanismes doivent être correctement étiquetés pour garantir leur utilisation correcte et leur efficacité maximale. Les lieux où sont concentrés les moyens d'urgence sont appelés postes d'urgence. Il peut s'agir de pièces ou de débarras spéciaux, de boîtes et de boucliers sur le pont. Des dispositifs de démarrage à distance pour les systèmes du navire peuvent être installés à ces postes.

Mesures organisationnelles et techniques. Des mesures organisationnelles et techniques pour assurer l'insubmersibilité sont prises par l'équipage du navire pendant l'exploitation afin d'empêcher l'entrée d'eau dans les compartiments, ainsi que de maintenir l'atterrissage et la stabilité du navire, empêchant son envahissement ou son chavirage. Ces événements comprennent :

Bonne organisation et préparation systématique de l'équipage à la lutte pour l'insubmersibilité ;

Maintenir tous les moyens techniques de lutte contre l'insubmersibilité et les approvisionnements de secours dans un état garantissant la possibilité de leur utilisation immédiate ;

Surveillance systématique de l'état de toutes les structures de coque afin de vérifier leur usure (corrosion), remplacement d'éléments structurels individuels lors de réparations de routine ou à mi-parcours en cas de dépassement des normes d'usure établies ;

Peinture systématique des structures de coque ;

Élimination des déformations et des affaissements des portes, écoutilles et hublots étanches, en les déplaçant systématiquement et en maintenant en bon état tous les dispositifs d'étanchéité ;

Contrôle des ouvertures extérieures, notamment lors de l'accostage du navire ;

Respect strict des consignes de réception et de consommation des combustibles liquides ;

Sécuriser les marchandises de manière arrimée et les empêcher de bouger lorsqu'elles basculent (en particulier à travers le navire) ;

Compensation de la perte de stabilité provoquée par le givrage du navire par la réception du lest liquide et la prise de mesures d'élimination de la glace (écaillage, lavage à l'eau chaude) ;

La lutte pour l'insubmersibilité. La lutte pour l'insubmersibilité est comprise comme un ensemble d'actions de l'équipage visant à maintenir et éventuellement restaurer les réserves de flottabilité et de stabilité du navire, ainsi qu'à l'amener dans une position garantissant la propulsion et la contrôlabilité.

La lutte pour l'insubmersibilité est menée immédiatement après que le navire ait subi des avaries et consiste à lutter contre l'eau entrante, évaluer son état et les mesures pour rétablir la stabilité et redresser le navire.

Combattre l’eau entrante consiste à détecter l'entrée d'eau dans le navire, à prendre les mesures possibles pour empêcher ou limiter l'entrée et la propagation ultérieure de l'eau de mer dans tout le navire, ainsi que son évacuation. Parallèlement, des mesures sont prises pour rétablir l'étanchéité des flancs, des cloisons, des plates-formes, et assurer l'étanchéité des compartiments de secours. Les petits trous, les coutures lâches et les fissures sont colmatés avec des cales et des bouchons en bois (côtelettes) (Figure 3.11). Les trous plus grands sont recouverts d'un patch ou d'un tapis en métal dur pressé avec un bouclier.

Figure 3.11 - Cales et chevilles en bois : Figure 3.12 - Boulons de serrage :

a, b, c – coins ; d, e – fiches a – avec support pliable ; b, c – crochets.

Pour leur fixation, le kit d'urgence comprend des boulons et pinces spéciaux, des barres d'espacement et des cales (Figure 3.12 3.15). Le remplissage du trou en utilisant les méthodes décrites est une mesure temporaire. Après avoir pompé l'eau, le rétablissement définitif de l'étanchéité est réalisé en bétonnant le trou - pose d'une caisse en ciment. Le succès du colmatage des petits trous dépend de leur emplacement (au-dessus ou sous l'eau), de l'accessibilité du trou depuis l'intérieur du navire, de sa forme et de l'emplacement des bords du métal déchiré (à l'intérieur ou à l'extérieur de la coque).

Figure 3.13 - Pièces métalliques :

une soupape; b – avec un boulon de serrage ; 1 – corps en forme de boîte ; 2 – raidisseurs ; 3 – douille pour butée coulissante ; 4 – tuyaux avec bouchons pour les tiges des boulons à crochet ; 5 – soupape ; 6 – œillets de fixation des extrémités sous quille ; 7.8 – boulon de serrage avec support pliable ; 9 – écrou avec poignées ; 10 – disque de pression.

Figure 3.14 - Butée coulissante métallique :

1.8 – butées ; 2,3 – écrous avec poignées ; 4 – broche ; 5 – tube extérieur ; 6 – chambre à air ; 7 – charnière

Dans les locaux adjacents au compartiment de secours, l'eau peut pénétrer du fait de sa filtration par diverses fuites (violations de l'étanchéité des cloisons des canalisations, câbles, etc.). Dans de tels cas, l'étanchéité est rétablie avec du calfeutrage, des cales ou des bouchons, et les cloisons elles-mêmes sont renforcées par des poutres de secours pour éviter leur renflement ou leur destruction.

Figure 3.15 - Pince de secours : a – avec poignées pour cadres de type canal ; b – poignée pour cadres à ampoule ; 1 – pince; 2 – vis de serrage ; 3 – poignées à vis de serrage ; 4 – écrou coulissant ; 5 – vis de verrouillage ; 6 – boulons retenant deux

tranches de console ; 7- capturer

Figure 3.16 – Correctifs logiciels

a – éducatif; 1- toile ; 2 – micrologiciel ; 3 – Lyctros ; 4 – dés à coudre d'angle ; 5 – krengel pour l'extrémité de contrôle ; b – rembourré : 1 – couverture en toile à deux couches ; 2 – tapis rembourré ; 3 – micrologiciel ; 4 – dé à coudre d'angle ; c – léger : 1 – dé à coudre d'angle ; 2 – lyctros; 3 – poche pour lattes ; 4 – rail d'espacement en tube ; 5.7 - couches de toile ; 6 – tampon en feutre ; g – calch : 1,2 – double couche d'oreiller en toile ; 3 – lyktros du patch ; 4 – anneau en maille ; 5 – lave-toile ; 6 – maille liktros

Les enduits souples (Figure 3.16) sont le principal moyen de sceller temporairement les trous, car ils peuvent s'adapter parfaitement aux contours de la coque du navire n'importe où.

Littérature : : p.36-47 ; : p.37-53, 112-119 : : p.42-52; : Avec. 288-290.

Questions pour la maîtrise de soi :

1. Quelles sont les principales dimensions du navire ?

2. Définir la navigabilité d'un navire ?

3. La réserve de flottabilité du navire ?

4. Définir toutes les caractéristiques opérationnelles volumétriques du navire ?

5. Tracer une ligne de charge et déchiffrer les lettres au peigne ?

6. Qu'appelle-t-on l'insubmersibilité d'un navire ?

7. Quelles mesures organisationnelles et techniques garantissent l'insubmersibilité ?

8. Qu'appelle-t-on la stabilité d'un navire ?

9. Définir la hauteur métacentrique ?

L'appareil à gouverner

Conceptions de gouvernails

Le gouvernail d'un navire moderne est une aile verticale avec des nervures de renforcement internes, tournant autour d'un axe vertical, dont la superficie pour les navires de mer est de 1/10 à 1/60 de la superficie de la partie immergée du DP (le produit de la longueur du navire et de son tirant d'eau : LT).

La forme du gouvernail est fortement influencée par la forme de l'extrémité arrière du navire et l'emplacement de l'hélice.

Selon la forme du profil des plumes, les gouvernails sont divisés en profils plats et profilés. Le volant profilé se compose de deux coques extérieures convexes, comportant des nervures et des diaphragmes verticaux à l'intérieur, soudées l'une à l'autre et formant un cadre pour augmenter la rigidité, qui est recouvert des deux côtés de tôles d'acier soudées.

Les volants profilés présentent de nombreux avantages par rapport aux volants à plaques :

Pression normale plus élevée sur le volant ;

Moins de couple requis pour tourner le volant.

De plus, un gouvernail profilé améliore les qualités de propulsion du navire. C’est pourquoi il a trouvé la plus grande application.

La cavité interne du safran est remplie d’un matériau poreux qui empêche l’eau de pénétrer à l’intérieur. Le safran est fixé au safran avec les nervures (Figure 4.1). La pièce de gouvernail est coulée (ou forgée) avec des boucles pour accrocher le gouvernail au poteau de gouvernail (le moulage est parfois remplacé par une structure soudée), qui fait partie intégrante de l'étambot.

La taille de la zone du safran dépend du type de navire et de sa destination. Pour estimer approximativement la surface requise du gouvernail, le rapport S/LT est généralement utilisé, qui pour les navires de transport maritime avec un gouvernail est de 1,8 à 2,7, pour les pétroliers de 1,8 à 2,2 ;

pour les remorqueurs - 3-6 ; pour les navires côtiers - 2.3-3.3.

Par méthode de connexion avec le corps et nombre de supports Les gouvernails passifs Pen sont divisés en :

Simple (multi-support) (Figure 4.2, a, 6) ;

Semi-suspendu (monosupport - suspendu à une crosse et appuyé sur le corps en un point) (Figure 4.2, c) ;

Suspendu (non supporté, suspendu sur un support) (Figure 4.2, d).

Par position de l'axe On distingue la crosse par rapport à la plume :

Les safrans sont déséquilibrés (conventionnels), dans lesquels l'axe de la crosse passe près du bord d'attaque du ressort ;

Équilibré, l'axe de la crosse est situé à quelque distance du bord d'attaque du volant. Les safrans d'équilibrage semi-suspendus sont également appelés gouvernails d'équilibrage semi-suspendus.

Des gouvernails déséquilibrés sont installés sur les navires monorotor, semi-équilibrés et équilibrés - sur tous les navires. L'utilisation de gouvernails suspendus (équilibreurs) permet de réduire la puissance de l'appareil à gouverner en réduisant le couple nécessaire pour déplacer le volant.

Figure 4.1 - Dispositif de direction à volant caréné équilibré semi-suspendu : 1 - safran ; 2 - ruderpis; 3 - palier d'appui inférieur de la crosse ; 4 - tube de port de casque ; 5 - butée supérieure de la crosse ; 6 - appareil à gouverner; 7 - entraînement de direction à rouleaux de rechange ; 8 - actions ; 9 - axe inférieur du gouvernail ; 10 - poste de gouvernail

Crosse de gouvernail- il s'agit d'un arbre massif avec lequel le safran est tourné. L'extrémité inférieure de la crosse a généralement une forme incurvée et se termine par une patte - une bride qui sert à relier la crosse au safran à l'aide de boulons, ce qui facilite le retrait du gouvernail lors des réparations. Parfois, au lieu d'une connexion à bride, une connexion conique est utilisée. La fixation du safran à la crosse et à la coque sur de nombreux types de navires a beaucoup en commun et diffère légèrement.

La mèche de gouvernail pénètre dans la jupe arrière de la coque par un tuyau de port de barre, qui assure l'étanchéité de la coque, et comporte au moins deux supports (roulements) en hauteur. Le support inférieur est situé au-dessus du tuyau du port de barre et, en règle générale, est doté d'un joint d'étanchéité qui empêche l'eau de pénétrer dans la coque du navire ; le support supérieur est situé directement à l'endroit où le secteur ou le timon est fixé. Typiquement, le support supérieur (palier de butée) prend la masse de la crosse et du safran, pour lesquels une saillie annulaire est réalisée sur la crosse.

En plus des gouvernails, les navires utilisent des propulseurs. Au moyen d'un dispositif de propulsion installé dans le canal transversal de la coque du navire, ils créent une force de traction dans la direction perpendiculaire à son DP, offrant une contrôlabilité lorsque le navire ne bouge pas ou lorsqu'il se déplace à des vitesses extrêmement faibles, lorsque la direction conventionnelle les appareils sont inefficaces. Des hélices à pas fixe ou réglable, des hélices à palettes ou des pompes sont utilisées comme propulseurs. Les propulseurs sont situés à l'extrémité avant ou arrière, et sur certains navires, deux de ces dispositifs sont installés à la fois à l'extrémité avant et à l'arrière. Dans ce cas, il est possible non seulement de faire tourner le navire sur place, mais également de le déplacer en décalage sans utiliser les principaux dispositifs de propulsion. Pour améliorer la maniabilité, il existe également des accessoires rotatifs montés sur la crosse et des gouvernails d'équilibrage spéciaux.

Poste de contrôle

Partie circuits de commande l'appareil à gouverner comprend :

Poste de contrôle avec système électrique de suivi ;

Transmission électrique du poste de commande au moteur électrique.

Le système de contrôle « Aist » est largement utilisé pour le contrôle à distance des gouvernes électro-hydrauliques des navires. Avec le gyrocompas et l'appareil à gouverner, il propose quatre types de contrôle : « Automatique », « Suivi », « Simple », « Manuel ».

Les types de contrôle « Automatique » et « Suivant » sont les principaux. En cas de dysfonctionnement de ce type de commande, le boîtier de direction passe sur « Simple ». En cas de panne du système de transmission électrique à distance, ils passent en mode « Manuel ».

Les composants du système « Aist » sont le panneau de commande (PU) – le pilote automatique « Aist », l'actionneur (IM-1) et le capteur de direction (RS).

Le poste de contrôle principal est situé dans la timonerie, à proximité du compas de cap et du répétiteur du gyrocompas. Le volant ou le panneau de commande de direction est généralement monté sur la même colonne que l'unité de pilote automatique. L'élément principal de la transmission électrique est un système de contrôleurs situés dans la colonne de direction et reliés par un câblage électrique au moteur d'entraînement principal dans le compartiment de la barre franche.

Appareils à gouverner

Machines à gouverner. Actuellement, deux types de machines à gouverner sont largement utilisées : électriques et hydrauliques. Le fonctionnement des appareils à gouverner est commandé à distance depuis la timonerie par transmission à câble, à rouleaux, électrique ou hydraulique. Les deux derniers sont les plus courants sur les navires modernes.

Appareils à gouverner

Une variété d'appareils à gouverner sont utilisés sur les navires militaires, parmi lesquels les appareils à gouverner avec électrique et hydraulique moteurs de la production nationale et étrangère. Ils assurent la transmission des efforts du moteur de direction à la crosse.

Parmi eux, deux principaux types de lecteurs sont largement connus.

Un entraînement mécanique de barre franche par moteur électrique (Figure 4.3) est utilisé sur les navires de petite et moyenne cylindrée.

Dans cet entraînement, la barre est fixée rigidement à la mèche du gouvernail. Le secteur, monté librement sur la crosse, est relié au timon à l'aide d'un amortisseur à ressort et au moteur de direction - par une transmission à engrenages.

Le volant est déplacé par un moteur électrique à travers le secteur et le timon, et les charges dynamiques dues aux impacts des vagues sont absorbées par des amortisseurs.

Figure 4.3 - Dispositif de direction avec entraînement mécanique du timon à secteurs

à partir d'un moteur électrique :

1 - commande manuelle (de secours) du volant ; 2 - barre franche; 3 - boîte de vitesses ; 4 - secteur de pilotage ; 5- moteur électrique ; 6 - ressort, 7 - crosse de direction ; Volant figuré à 8 profils ; 9 - segment de la roue à vis sans fin et du frein ; 10 – ver.

Le schéma de commande d'une machine à diriger le secteur à transmission électrique est présenté dans

Figure 4.4

Figure 4.5 - Schéma de commande d'un dispositif de direction hydraulique

direction à double piston :

1 - capteur de position du volant ; 2 - réseau câblé ; 3 - moteur d'entraînement de la pompe à huile ; 4 - pompe à huile ; 5 - colonne de direction ; 6 - répétiteur de position du gouvernail ; 7- récepteur télémoteur ; 8- vérins hydrauliques du poste de direction ; 9- crosse de direction ; 10 - conduite d'huile ; 11 - tige de rétroaction réglable du système de suivi ; 12 - capteur télémoteur ; 13 – conduite d'huile.

L'entraînement par piston mécanique à partir de vérins hydrauliques est utilisé sur les navires modernes (Figure 4.5). Il se compose de deux vérins hydrauliques, d'une pompe à huile, d'un télémoteur et d'un système hydraulique.

L'appareil fonctionne de la manière suivante. Lorsque le volant situé dans la timonerie tourne, le capteur télédynamique du poste de commande génère un signal de commande sous forme de pression d'huile, qui est pompé dans le cylindre télémoteur par le système hydraulique. Sous l'influence de ce signal, le télémoteur s'active

système de rétroaction par levier, qui permet l'accès de l'huile de puissance à l'un des vérins hydrauliques. Dans ce cas, l'huile sous pression de la pompe est transférée d'un cylindre à l'autre, déplaçant le piston et faisant tourner la barre franche, la crosse et le safran dans la direction souhaitée. Après cela, la tige de réglage revient à la position zéro et le capteur et le répéteur enregistrent la nouvelle position du volant.

Pour éviter que la pression d'huile dans les vérins hydrauliques n'augmente lorsqu'une forte vague ou une grosse banquise frappe le safran, le système hydraulique est équipé de soupapes de sécurité et de ressorts amortisseurs.

En cas de panne du télémoteur, l'appareil à gouverner peut être commandé manuellement depuis le compartiment de la barre franche.

Si les deux pompes à huile tombent en panne, elles passent au changement de volant manuel, pour lequel les tuyaux du système hydraulique sont directement connectés aux vérins hydrauliques, créant une pression dans ceux-ci en faisant tourner le volant dans le poste de commande.

La disposition des unités d'un appareil de direction à double piston avec un principe de fonctionnement similaire est illustrée à la figure 4.6. Ces machines sont les plus largement utilisées sur les navires modernes, car elles offrent la plus grande efficacité de l'ensemble de l'appareil à gouverner. Dans ceux-ci, la pression de l'huile de travail dans les vérins hydrauliques est directement convertie, d'abord en mouvement de translation du piston, puis via une transmission mécanique en mouvement de rotation de la colonne de direction, qui est rigidement reliée au timon. La pression d'huile et la puissance requises de l'appareil à gouverner sont générées par des pompes à pistons radiaux de capacité variable, et elles sont réparties entre les cylindres par un télémoteur, qui reçoit une commande de la barre depuis la timonerie.

Le coefficient d'utilisation de la capacité de charge nette du navire (formule, son explication et limites de modification de cet indicateur).

La stabilité est la capacité d'un navire, dévié d'une position d'équilibre, à y revenir après la cessation des forces qui ont provoqué la déviation.

L'inclinaison du navire peut résulter de l'action des vagues venant en sens inverse, dues à l'inondation asymétrique des compartiments lors d'un trou, du mouvement de la cargaison, de la pression du vent, dues à la réception ou à la consommation de la cargaison.

L'inclinaison du navire dans le plan transversal est appelée rouler, et dans le sens longitudinal - garniture Les angles formés dans ce cas sont désignés respectivement par θ et ψ

La stabilité d'un navire lors d'inclinaisons longitudinales est appelée longitudinal Il est généralement assez grand et il n'y a jamais de risque que le navire chavire par la proue ou la poupe.

La stabilité d'un navire lors d'inclinaisons transversales s'appelle transversal C'est la caractéristique la plus importante d'un navire, déterminant sa navigabilité.

Une distinction est faite entre la stabilité latérale initiale aux petits angles de roulis (jusqu'à 10 - 15°) et la stabilité aux grandes inclinaisons, car le moment de redressement aux petits et aux grands angles de roulis est déterminé de différentes manières.

Stabilité initiale. Si le navire est sous l'influence d'un moment d'inclinaison externe M KR(par exemple, la pression du vent) recevra un roulis d'un angle θ (l'angle entre l'original WL 0 et actuel WL1 lignes de flottaison), puis, en raison d'un changement de forme de la partie sous-marine du navire, le centre de grandeur AVEC se déplacera vers un point C1(Fig.5). Maintenir le pouvoir yV sera appliqué au point C1 et dirigé perpendiculairement à la ligne de flottaison existante WL1. Point M. est situé à l'intersection du plan diamétral avec la ligne d'action des forces d'appui et s'appelle métacentre transversal. Force du poids du navire R. reste au centre de gravité G. Avec la force yV il forme un couple de forces qui empêchent le navire de s'incliner par un moment d'inclinaison M KR. Le moment de ce couple de forces s’appelle moment de restauration MV. Sa taille dépend de l'épaule l=GK entre les forces de poids et le support d'un navire incliné : M V = Pl = Ph sin θ, Où h- élévation du point M. au-dessus du CG du navire G, appelé hauteur métacentrique transversale navire.

Riz. 5. L'action des forces lorsque le navire roule.

D'après la formule, il est clair que l'ampleur du moment de rappel est d'autant plus grande que h. Par conséquent, la hauteur métacentrique peut servir de mesure de stabilité pour un navire donné.

Ordre de grandeur h d'un navire donné à un certain tirant d'eau dépend de la position du centre de gravité du navire. Si les charges sont positionnées de manière à ce que le centre de gravité du navire prenne une position plus élevée, alors la hauteur métacentrique diminuera et avec elle le bras de stabilité statique et le moment de redressement, c'est-à-dire la stabilité du navire diminuera. À mesure que la position du centre de gravité diminue, la hauteur métacentrique augmente et la stabilité du navire augmente.

Puisque pour les petits angles leurs sinus sont approximativement égaux aux angles mesurés en radians, on peut écrire MB = Рhθ.

La hauteur métacentrique peut être déterminée à partir de l'expression h = r + zc - z g , Où zc- élévation du CV au-dessus de l'OL ; r- le rayon métacentrique transversal, c'est-à-dire l'élévation du métacentre au-dessus du point central ; z g- élévation du CG du navire au-dessus du principal.

Sur un navire construit, la hauteur métacentrique initiale est déterminée expérimentalement - la gîte, c'est-à-dire par inclinaison latérale du navire en déplaçant une charge d'un certain poids, appelée ballast de gîte.

Stabilité aux angles de roulis élevés. À mesure que le roulis du navire augmente, le moment de redressement augmente d'abord, puis diminue, devient égal à zéro, et non seulement n'empêche pas l'inclinaison, mais, au contraire, y contribue (Fig. 6).

Riz. 6. Diagramme de stabilité statique.

Puisque le déplacement pour un état de charge donné est constant, le moment de redressement ne change qu'en raison d'un changement dans le bras de stabilité latérale. je st. Basés sur des calculs de stabilité latérale à de grands angles de roulis, ils construisent diagramme de stabilité statique, qui est un graphique exprimant la dépendance je st sous l'angle du roulis. Le diagramme de stabilité statique est construit pour les cas les plus typiques et les plus dangereux de chargement de navire.

À l'aide du diagramme, vous pouvez déterminer l'angle de roulis à partir d'un moment d'inclinaison connu ou, à l'inverse, trouver le moment d'inclinaison à partir d'un angle de roulis connu. A partir du diagramme de stabilité statique, la hauteur métacentrique initiale peut être déterminée. Pour ce faire, un radian égal à 57,3° est écarté de l'origine des coordonnées et la perpendiculaire est rétablie jusqu'à son intersection avec la tangente à la courbe des bras de stabilité à l'origine des coordonnées. Le segment entre l'axe horizontal et le point d'intersection sur l'échelle du diagramme sera égal à la hauteur métacentrique initiale.

Avec une action lente (statique) du moment d'inclinaison, l'état d'équilibre pendant le roulis se produit si la condition d'égalité des moments est remplie, c'est-à-dire MKR = MV(Fig.7).

Riz. 7. Détermination de l'angle de roulis à partir de l'action d'une force appliquée statiquement (a) et dynamiquement (b).

Sous l'action dynamique d'un moment d'inclinaison (une rafale de vent, un à-coup du câble de remorquage à bord), le navire, en s'inclinant, acquiert une vitesse angulaire. Par inertie, il passera la position d'équilibre statique et continuera à gîter jusqu'à ce que le travail du moment d'inclinaison devienne égal au travail du moment de redressement.

L'ampleur de l'angle de roulis sous l'action dynamique du moment d'inclinaison peut être déterminée à partir du diagramme de stabilité statique. La ligne horizontale du moment d'inclinaison se poursuit vers la droite jusqu'à la zone ODSE(le travail du moment d'inclinaison) ne sera pas égal à l'aire de la figure LES DEUX(travail de restauration d'instant). Dans ce cas, la zone OACE est général, on peut donc se limiter à comparer les zones OH OUAIS Et ABC.

Si la zone limitée par la courbe des moments de rappel est insuffisante, le navire chavirera.

La stabilité des navires de mer doit répondre aux exigences du Registre, selon lesquelles il est nécessaire de remplir les conditions suivantes (le soi-disant critère météorologique) : K=M déf min / M dn max ≥ 1" où M déf min- moment minimum de chavirage (moment d'inclinaison minimum appliqué dynamiquement en tenant compte du tangage), sous l'influence duquel le navire ne perdra pas sa stabilité ; M jours maximum- moment d'inclinaison appliqué dynamiquement par la pression du vent sous la pire option de charge en termes de stabilité.

Conformément aux exigences du Registre, le bras maximum du diagramme de stabilité statique lmax doit être d'au moins 0,25 m pour les navires d'une longueur de 85 m et d'au moins 0,20 m pour les navires de plus de 105 m avec un angle d'inclinaison θ supérieur à 30°. L'angle d'inclinaison du diagramme (l'angle auquel la courbe du bras de stabilité coupe l'axe horizontal) pour tous les navires doit être d'au moins 60°.

L'influence de la cargaison liquide sur la stabilité. Si le réservoir n'est pas rempli jusqu'en haut, c'est-à-dire qu'il contient une surface libre de liquide, alors lorsqu'il est incliné, le liquide s'écoulera dans la direction de la gîte et le centre de gravité du navire se déplacera dans le même sens. direction. Ceci entraînera une diminution du bras de stabilité, et par conséquent une diminution du moment de redressement. Par ailleurs, plus le réservoir dans lequel se trouve une surface libre de liquide est large, plus la réduction de la stabilité latérale sera importante. Pour réduire l'influence de la surface libre, il est conseillé de réduire la largeur des réservoirs et de s'efforcer de garantir que pendant le fonctionnement il y ait un nombre minimum de réservoirs avec une surface liquide libre.

L'influence du fret en vrac sur la stabilité. Lors du transport de marchandises en vrac (céréales), une image légèrement différente est observée. Au début du basculement, la charge ne bouge pas. Ce n'est que lorsque l'angle de roulis dépasse l'angle de repos que la cargaison commence à déborder. Dans ce cas, la cargaison déversée ne reviendra pas à sa position précédente, mais, en restant sur le côté, créera une gîte résiduelle qui, lors de moments d'inclinaison répétés (par exemple, des grains), peut entraîner une perte de stabilité et le chavirage du navire. .

Pour éviter les déversements de grains dans les cales, des demi-cloisons longitudinales suspendues sont installées - planches changeantes soit ils placent des sacs de céréales par-dessus les céréales déversées dans la cale (cargo bagging).

L'influence d'une charge suspendue sur la stabilité. Si la cargaison est en soute, lorsqu'elle est soulevée, par exemple par une grue, c'est comme si la cargaison était instantanément transférée au point de suspension. En conséquence, le centre de gravité du navire se déplacera verticalement vers le haut, ce qui entraînera une diminution du bras de moment de redressement lorsque le navire roule, c'est-à-dire une diminution de la stabilité. Dans ce cas, la diminution de stabilité sera d'autant plus importante que la masse de la charge et la hauteur de sa suspension seront importantes.

Selon le plan d'inclinaison, il y a stabilité latérale en gîte et stabilité longitudinaleà la garniture. En ce qui concerne les navires de surface (navires), en raison de la forme allongée de la coque du navire, sa stabilité longitudinale est bien supérieure à la stabilité transversale. Par conséquent, pour la sécurité de la navigation, il est très important d'assurer une bonne stabilité latérale.

En fonction de l'ampleur de l'inclinaison, on distingue la stabilité aux petits angles d'inclinaison ( stabilité initiale) et stabilité aux grands angles d'inclinaison.

Selon la nature des forces agissantes, on distingue la stabilité statique et dynamique.

Stabilité latérale initiale

Surfaces libres

Effet de la surface libre sur la stabilité

Si le liquide ne remplit pas complètement le réservoir, c'est-à-dire s'il présente une surface libre qui occupe toujours une position horizontale, alors lorsque le récipient est incliné selon un angle θ le liquide s'écoule vers l'inclinaison. La surface libre prendra le même angle par rapport au KVL.

Les niveaux de cargaison liquide coupent des volumes égaux de réservoirs, c'est-à-dire qu'ils sont similaires aux conduites d'eau à volume égal. Par conséquent, le moment provoqué par le débordement de la cargaison liquide lors d'un roulage δm θ, peut être représenté de la même manière que le moment de stabilité de forme m f, seulement δm θ opposé m f par signe :

δm θ = − γ f je x θ,

Où je x- moment d'inertie de la surface libre de la charge liquide par rapport à l'axe longitudinal passant par le centre de gravité de cette zone, y f- densité de la cargaison liquide

Puis le moment de rappel en présence d'une charge liquide à surface libre :

m θ1 = m θ + δm θ = Phθ - γ f je x θ = P(h - γ f i x /γV)θ = Ph 1 θ,

Où h- hauteur métacentrique transversale en l'absence de transfusion, h 1 = h − γ f je x /γV- hauteur métacentrique transversale réelle.

L'effet du poids irisé apporte une correction à la hauteur métacentrique transversale δ h = − γ f i x / γV

Stabilité dynamique du navire

Contrairement à l'effet statique, l'effet dynamique des forces et des moments confère au navire des vitesses angulaires et des accélérations significatives. Leur influence est donc considérée dans les énergies, plus précisément sous la forme du travail des forces et des moments, et non dans les efforts eux-mêmes. Dans ce cas, le théorème de l'énergie cinétique est utilisé, selon lequel l'augmentation de l'énergie cinétique de l'inclinaison du navire est égale au travail des forces agissant sur lui.

dans la plage de 0 à θ vacarme.

Navire, capacité d'un navire à résister aux forces extérieures qui le font rouler ou à s'incliner, et à revenir à sa position d'équilibre d'origine après la fin de leur action ; l'une des qualités de navigabilité les plus importantes d'un navire. O. en gîte... ... Grande Encyclopédie Soviétique

Qualité d'un navire étant en équilibre dans une position verticale et, après en avoir été éloigné par l'action d'une certaine force, y revenant après la fin de son action. Cette qualité est l'une des plus importantes pour la sécurité de la navigation ; il y avait beaucoup… … Dictionnaire encyclopédique F.A. Brockhaus et I.A. Éphron

G. Capacité d'un navire à flotter en position verticale et à se redresser après avoir basculé. Dictionnaire explicatif d'Éphraïm. T.F. Efremova. 2000... Dictionnaire explicatif moderne de la langue russe par Efremova

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La principale caractéristique de la stabilité est moment de redressement, qui doit être suffisant pour que le navire puisse résister à l'action statique ou dynamique (soudaine) des moments d'inclinaison et d'assiette résultant du déplacement de la cargaison, sous l'influence du vent, des vagues et d'autres raisons.

Les moments d'inclinaison et de redressement agissent dans des directions opposées et sont égaux dans la position d'équilibre du navire.

Distinguer stabilité latérale, correspondant à l'inclinaison du navire dans le plan transversal (roulis du navire), et stabilité longitudinale(assiette du navire).

La stabilité longitudinale des navires maritimes est évidemment assurée et sa violation est pratiquement impossible, tandis que le placement et le mouvement des marchandises entraînent des modifications de la stabilité latérale.

Lorsque le navire s'incline, son centre de magnitude (CM) se déplace le long d'une certaine courbe appelée trajectoire CM. Avec une faible inclinaison du navire (pas plus de 12°), on suppose que la trajectoire du point central coïncide avec une courbe plate, qui peut être considérée comme un arc de rayon r ayant pour centre le point m.

Le rayon r s'appelle rayon métacentrique transversal du navire, et son centre m - métacentre initial du navire.

Métacentre - le centre de courbure de la trajectoire le long de laquelle le centre de grandeur C se déplace pendant le processus d'inclinaison du navire. Si l'inclinaison se produit dans le plan transversal (roulis), le métacentre est dit transversal, ou petit, tandis que l'inclinaison dans le plan longitudinal (assiette) est dite longitudinale, ou grand.

En conséquence, on distingue les rayons métacentriques transversaux (petits) r et longitudinaux (grands) R, représentant les rayons de courbure de la trajectoire C pendant le roulis et l'assiette.

La distance entre le métacentre initial t et le centre de gravité du vaisseau G est appelée hauteur métacentrique initiale(ou simplement hauteur métacentrique) et sont désignés par la lettre h. La hauteur métacentrique initiale est une mesure de la stabilité du navire.

h = zc + r - zg ; h = zm ~ zc; h = r - une,

où a est l'élévation du centre de gravité (CG) au-dessus du CV.

Hauteur métacentrique (m.h.) - la distance entre le métacentre et le centre de gravité du navire. M.v. est une mesure de la stabilité initiale du navire, déterminant les moments de redressement à de petits angles de roulis ou d'assiette.
Avec l'augmentation de m.v. La stabilité du navire augmente. Pour une stabilité positive du navire, il est nécessaire que le métacentre soit au-dessus du centre de gravité du navire. Si m.v. négatif, c'est-à-dire le métacentre est situé en dessous du centre de gravité du navire, les forces agissant sur le navire ne forment pas un moment de rappel, mais un moment d'inclinaison, et le navire flotte avec un roulis initial (stabilité négative), ce qui n'est pas autorisé.

OG – élévation du centre de gravité au-dessus de la quille ; OM – élévation du métacentre au-dessus de la carène ;

GM - hauteur métacentrique ; CM – rayon métacentrique ;

m – métacentre ; G – centre de gravité ; C – centre de grandeur

Il existe trois cas possibles de localisation du métacentre m par rapport au centre de gravité du navire G :

le métacentre m est situé au dessus du centre de gravité du vaisseau G (h > 0). Avec une petite inclinaison, les forces de gravité et de flottabilité créent une paire de forces dont le moment tend à ramener le navire à sa position d'équilibre d'origine ;

Le CG G du navire est situé au dessus du métacentre m (h< 0). В этом случае момент пары сил веса и плавучести будет стремиться увеличить крен судна, что ведет к его опрокидыванию;

Le centre de gravité du navire G et le métacentre m coïncident (h = 0). Le navire se comportera de manière instable, puisqu'il manque l'épaule du couple de forces.

La signification physique du métacentre est que ce point sert de limite à laquelle le centre de gravité du navire peut être élevé sans priver le navire de sa stabilité initiale positive.