Об остойчивости катеров

[gmdss]

Какую то заковыристую формулу Вы нашли. Она конечно верна, но почему не воспользоваться классической формулой из любого правильного учебника по теории корабля:
Момент кренящий на 1 градус М=Dh/57,3 где
D - водоизмещение (т. или кг)
h - МЦВ

Мне чем-то нравится это наставление "Катер" , вот и решил воспользоваться примером и задействовать указанную там довольно наглядную формулу, предназначенную для расчётов старшинами катеров ВМФ.

Попробуем воспользоваться теперь приведённой Вами.Если не ошибаюсь,кренящий момент от лодки на вылете будет в рассматриваемом случае равен (1,5+0.7)м * 260кг = 572 кгм.Как уже посчитал Рейдер кренящий момент на 1 градус 480кгм. Тогда 572кгм : 480 кгм = 1,2 градуса. То есть крен 1 градус 12 минут.Причём без всяких таблиц тангенсов.Однако полное совпадение.Красиво.

 

[gmdss]

Мне интересно уточнить про МН-102 если у него 0,5 то какая у МСП-111???

А вот это,я и сам очень хотел бы знать.

По возможности собираю информацию по остойчивости типичных советских катерных проектов.Это вообще большой дефицит.

Так и для рыбачков.Если для МН-102 всё таки есть кое-какие данные, включая теоретические чертежи и метацентрическую высоту, то для МСП к сожалению ничего такого обнаружить не удалось.Ни теоретического чертежа ни данных по остойчивости.

Завтра улетаю,но по прибытии попробую продолжить поиски.Так, что сейчас о величине мет. высоты МСП можно только гадать или по весне определить практическим путём,например по периоду качки (см. пост 1).

 

[timofey]

А вот это,я и сам очень хотел бы знать.

По возможности собираю информацию по остойчивости типичных советских катерных проектов.Это вообще большой дефицит.

Так и для рыбачков.Если для МН-102 всё таки есть кое-какие данные, включая теоретические чертежи и метацентрическую высоту, то для МСП к сожалению ничего такого обнаружить не удалось.Ни теоретического чертежа ни данных по остойчивости.

Завтра улетаю,но по прибытии попробую продолжить поиски.Так, что сейчас о величине мет. высоты МСП можно только гадать или по весне определить практическим путём,например по периоду качки (см. пост 1).

В заводском исполнении МН практически не имеет балласта, а у МСП его очень прилично туда заливают

Да и по осадке МН 0,6 м если не ошибаюсь а МСП 0,9-1,15 м

 

[gmdss]

Из темы "Опознание"
http://boatclub.ru/forum/showthread.php?p=121742 сообщение 147:

Посмотрите какая завидная остойчивость у этих судов!

Начальная остойчивость всех этих небольших двухэтажных "Москвичей" действительно завидная.И не только судя по безопасному скоплению
массы пассажиров на верхней палубе, но и чисто теоретически.

http://russrivership.ru/public/files/doc488.pdf пр.564К
http://russrivership.ru/public/files/doc484.pdf пр.515
http://russrivership.ru/public/files/doc33.pdf пр.544

При длинне судов данных проектов 22-27 метра их ширина постоянна и состовляет 4,8 метра.Почти пять метров.Не хило.Отсюда и
крайне высокие значения метацентрической высоты ( h ),например:

Проект 544 при водоизм. 40,3 тонны h = 1,63

Проект 564К при водоизм. 48,5 тонн h = 1,63
Проект 564К при водоизм. 37,5 тонн h = 1,98

Это обеспечивает безопасность нахождения десятков пассажиров как на верхней палубе,так и при скоплении на одном борту.

Таким образом по значению параметра метацентрической высоты рассматриваемые "Москвичи" являются абсолютными чемпионами
по начальной остойчивости в ряду:

Москвичи h = 1,6 - 2,0
Костромич h = 1,2
Адмиралец h = 0,9
Ярославец h = 0,7
МН 102 h = 0,5

Минимальное значение метацентрической высоты по критерию ГИМС равно 0,5.

А вообще высокую остойчивость одного из подобных "Москвичей" в штормовых условиях на Финском заливе подтверждаю лично.
Как-то в начале 50-х годов ушедшего века вышли мы семьёй из тогда ещё Ленинграда в Петергоф смотреть Фонтаны на "Москвиче".Погода была неважная, дул ветер, но народ был лихой, катер так или иначе выпустили.Этот переход помню до сих пор как в кино, хоть полвека минуло.Болтало нас жутко,пассажиров было немного,все жались в салоне.Качка была боковая, думаю до 20 градусов не меньше.Отдельные волны достигали палубы.В шутку и серьёз пошли разговоры, что ещё немного и мы перевернёмся.Мать не на шутку перепугалась.И тут, в довершение всего, к счастью уже при подходе к Петергофу мощная волна с треском вышибает одно из боковых окон салона.Под крики дам по полу начинает гулять вода.Создаётся интересная ситуация,и в салоне неуютно и наружу не вылезешь.Но всё обошлось благополучно, утонуть мы не успели, катер подошёл к причалу с честью выдержав испытание балтийским штормом.Дальнейшее движение катеров прекратили.Слабым местом катера в шторм оказалась вовсе не остойчивость, а низковатый борт и слабые окна салона.То есть создавалась возможность заливания водой.Хотя конечно это был экстремальный случай, на такую погоду "Москвич" был явно не расчитан.С тех пор кстати не люблю низкобортные самодельные катера с плохо укреплёнными большими окнами сухопутного происхождения в высоких надстройках.

Возвращаясь же к "Москвичам", скажу, что это отменные образцы катерного дизайна прогулочных судов явно пережившие своё время.

 

[Che]

интересный способ по оценки остойчивости судна, но я бы таким способом не пользовался, разве он полезный только на стадии разработки эскизного проекта, но тем не менее такой метод имеет право на существования) как уже gmdss описал об основных критериях остойчивости , если надо посчитать то луче уже посчитать начиная с элементов гидростатики ,затем весовой журнал по факту ( если было переоборудование катера) и учетом вариантов загрузки.
Благо маломерные судна не сухогрузы)) с множеством вариантом загрузок)) еще можно и уменьшить из того что написал)))
А кто какие программы использовал для расчета гидростатики ? Одна из популярных это Диалог Статика (обычно в КБ,есть под ДОС есть под Винду,признания от классификационных обществ), но частники еще пользуются FreeShip+(абсолютна бесплатная программа,правда и признаний нету)

 

[gmdss]

Цитата из темы:
http://boatclub.ru/forum/showthread.php?t=6177&page=109 Посты 1622/26

...и как бедный ГД терпит крен 40-50 градусов ... остановись главный, и что? ...плоскодонные Костромичи бортом к ветру и лагом к волне сразу ставит.Я уж не раз Игоря Болдина вспоминал, его рассказы про трехметровую волну через рубку "Цесаревича". Только что и успокаивало - мерный гул родного 3Д6, который всё, кажется, стерпит.

Хорошие слова.По прочтении вспомнились замечательные стихи ленинградского поэта Вадима Шефнера, отнюдь не чуждого катерной романики. Жил когда то по соседству с ним на Васильевском. Дом Вадима Сергееевича находился на 6 линии, где старая чебуречная , а напротив был кинотеатр Балтика.Ленинградцы знают.Где-то уже приводил отрывок, а здесь целиком весь стих.Думаю морские катерники оценят...

ШКВАЛ

И дёрнул же нас чёрт пуститься в море!
С овчинку небо, ветра пьяный вой…
За пирсами на мачте-светофоре
Не зря был поднят вымпел штормовой!

А ливень хлещет, будто из насоса,
Вращается и стонет высота,
Валы идут от горизонта косо
Резьбою бесконечного винта.

И ветер кляп вбивает в рот всё туже,
И палуба уходит из-под ног,
И дёргается катер неуклюжий,
Как при голодном клёве — поплавок.

Но не умолкнут выхлопы мотора,
Умчатся тучи с градом и дождём.
В порт назначенья — скоро иль нескоро
Мы всё-таки когда-нибудь придём!

Уже и волны чуть пониже стали,
И ветер улетел к себе домой,
А винт из хромоникелевой стали
Всё месит, месит воду за кормой.

Что ж, что хлебнули по дороге горя,
Но что достойней — сам себе ответь:
Пройдя грозу, увидеть берег с моря
Или на море с берега глядеть.

Вадим Шефнер

 

[xaikan2012]

Появилось настроение и немного свободного времени. Решил сделать небольшой анализ в цифрах того, что происходит с поперечной остойчивостью при переделках, характерных для самостройщиков. В качестве подопытного возьмем такой упрощенный пароход (См. картинку *Вариант 1*). Корпус стальной параллелепипед длинной 10м, шириной 3м, высотой борта 1,5м. Имеет две переборки. Материал сталь толщиной 4мм. Примем вес 1 квм обшивки 63кг. Рубка длинной 3м, шириной и высотой 2м. Материал рубки сталь толщиной 3мм, вес 1 квм обшивки 47 кг. Оборудование, механизмы и запасы - 4,9т. Полезная нагрузка 12 человек с багажом на палубе в ДП - 1,2 т.
По этим данным сделаем простейший весовой расчет (См. картинку *Весовой расчет 1*), из которого имеем весовое водоизмещение D=14,1 т и аппликата ЦТ (высота ЦТ от ОП) Zg=1,15м.
Следующим действием будет расчет гидростатикии, элементов теоретического чертежа и остойчивости в программе Free Ship.
Результаты расчета в таблицах и графиках *Гидростатика 1,1-1, 1-2, Гидростатика 2, 2-1, Остойчивость 1, 2, 3, 4*.
Из всего этого обилия данных, выданных Free Shipом, дальнейший интерес представляют: Из гидростатики 1 - водоизмещение D=14,1 т и осадка Т=0,47м. Из Остойчивости 3 - Диаграмма статической остойчивости при водоизмещении 14,1т. Из Остойчивости 4 - значение начальной поперечной метацентрической высоты h=0,711м.
Также простым расчетно-графическим методом определим угол входа в воду палубы (См. картинку *Крен 39*), из которого этот угол равен 39 град.
Подведем итог для варианта 1.
Водоизмещение D=14,1т
Осадка Т=0,47м
Начальная поперечная метацентрическая высота h=0,711м
Максимальное плечо статической остойчивости l = 0,302м
Восстанавливающий момент при крене 30град М=4,18тм
Угол входа палубы в воду = 39град.

Как видно из этих данных, с точки зрения остойчивости, получился усредненный и довольно приемлемый вариант.

В дальнейшем будем следить за тем, как меняются эти величины по мере нагружения парохода надстройками, банями, людьми на палубе надстройки и прочими доработками.
Алгоритм действий будет таким же.
1. Весовой расчет с определение водоизмещения и положения ЦТ.
2. Расчеты в Free Shipе, откуда получаем осадку, МЦВ и прочие данные.
3. Определение угла входа палубы в воду.

 

[Рейдер]

Здорово!:ay:
Александр, что за программа, считающая эти величины?
Видел только ГидроМакс, но она древняя и примитивная...- это явно не она:bq:

 

[xaikan2012]

Здорово!:ay:
Александр, что за программа, считающая эти величины?
Видел только ГидроМакс, но она древняя и примитивная...- это явно не она:bq:

Бесплатная, можно свободна скачать с интернета. В КиЯ есть целая тема про нее. Но в ней удобно только считать гидростатику и остойчивость. Теоретический чертеж легче строить в Автокаде и подобных. И у нее глюков хватает. Один из них можно увидеть в расчете остойчивости на картинке Остойчивость 3 в левом нижнем углу. Значение угла входа палубы в воду всегда выдает немыслимое значение в 150 град.

 

[Рейдер]

Бесплатная, можно свободна скачать с интернета. В КиЯ есть целая тема про нее. Но в ней удобно только считать гидростатику и остойчивость. Теоретический чертеж легче строить в Автокаде и подобных. И у нее глюков хватает. Один из них можно увидеть в расчете остойчивости на картинке Остойчивость 3 в левом нижнем углу. Значение угла входа палубы в воду всегда выдает немыслимое значение в 150 град.

что изображение в автокаде построено, это то я понял:bs:

 

[xaikan2012]

что изображение в автокаде построено, это то я понял:bs:

Это изображение построено во FS. Но этот ящик построить просто, а с настоящим теоретическом натрахаешся, поскольку алгоритм построения кривых очень отличается от подобного алгоритма в Автокаде.

 

[xaikan2012]

Продолжим *издевательства* самостроя над остойчивостью. Назовем этот вариант нагрузки *Вариант2*. Пристроим за ходовой рубкой надстройку длинной 4м, шириной 3м и высотой 2м. При этом утопим ее в палубу корпуса на 0,5м. Материал надстройки примем сталь толщиной 3мм. Полезную нагрузку из 12 человек с багажом распределим более-менее реально, 6 чел на палубе корпуса, 6 чел на лавках в надстройке и багаж 12 человек под лавками в надстройке.
Просчитаем и прорисуем по принятому алгоритму. И сведем полученные данные варианта1 и варианта 2 в сводную таблицу. (картинка *Сводная2*).
И увидим, что при увеличении водоизмещения всего лишь на 13 проц. МЦВ уменьшилась почти на треть, и стала меньше регламентированного значения 0,5м. Хотя конечно не стоит слепо поддаваться *магии* МЦВ, как величине, реально не ощущаемой. Но вот реально видимые и ощущаемые величины, как момент, кренящий на 1 градус и угол входа палубы в воду тоже изменяются в худшую сторону.
Далее можно будет просчитать варианты, которые встречаются при переделках Костромичей, Ярославцев, Адмиральцев и им подобных. Например пристроить на корме баньку, на крыше надстройки сделать прогулочную палубу с тентом, переместить все 12 человек на эту прогулочную палубу. Ну а дальше пытаться исправлять положение путем балластировки, замены материала надстройки и рубки на легкий сплав.

 

[xaikan2012]

Еще *усовершенствуем* наш пароходик. Вариант 3. Сделаем на крыше надстройки легкий тент из стальных труб 25х2 с леерным ограждением по трем сторонам из таких же труб. Ну и совершенно естественно все 12 человек поднимутся на крышу надстройки на свежий ветерок. Опять же действуем по алгоритму и получаем. (Смотрим *Сводная3*). Как видно, перемещение людей на крышу рубки привело к значительному ухудшению остойчивости. Значение МЦВ составляет 0,35м, или 70проц. от минимально допустимого 0,5м. Также стоит обратить внимание на величину момента, кренящего на один градус. Путем не очень строгого расчета при перемещении всех 12 человек на один борт получаем довольно ощутимый крен в 12 градусов.

 

[xaikan2012]

Попробуем *пролечить* вариант3 (пролеченный назовем вариант4), хотя бы попытаться достигнуть величины МЦВ=0.5м путем балластировки. В качестве балласта используем чугунные чушки высотой 100мм, то есть аппликата ЦТ балласта будет равна 0,05м. Заложим 6 тонн внутреннего балласта на днище. Кажется очень много, но думаю, что и эти 6 тонн не дадут желаемого значения МЦВ в 0,5м.
Как видно из данных расчета в *Сводной4* загрузив 6 тонн балласта, или почти 40 проц. от водоизмещения варианта3, мы все равно не достигли значения МЦВ 0,5м. Получилось только 0,408м. И это несмотря на то, что общий центр тяжести понизился на 0,35м, или 25 проц. При этом еще увеличили осадку, снизили угол входа палубы в воду на 8 град (до 27 град).
Из всего этого можно сделать вывод, что балластировка внутренним балластом не является эффективным средством повышения сниженной переделками остойчивости. Нагрузили на пароход всего 2 тонны (Вариант3 по отношению к варианту1), а и 6 тонн балласта не хватило для восстановления первородного значения МЦВ. Такое положение характерно для всех судов, имеющих вертикальные, или близкие к вертикальным борта.

 

[xaikan2012]

Для начала нужно сделать кренование, и определить реальную МЦВ. Сравнить полученную МЦВ с МЦВ первородного парохода и с допустимым значением 0,5м.
Расчет поперечной МЦВ производится по формуле момента, кренящего на 1 градус. М=Dh/57,3. Для определения МЦВ преобразуем формулу в вид h=М/D*0,0175. То есть для определения нужно знать только вес судна, и кренящий момент, который равен произведению веса кренящего груза на расстояние от его ЦТ до ДП. При этом при креновании совершенно не обязательно закренивать на 1 градус, так как (хотя это не строго) принято считать, что в пределах накренения до 10 градусов существует прямо пропорциональная зависимость между углом крена и кренящим моментом. Например закренили на 2 градуса, высчитали кренящий момент для 2 градусов, поделили его пополам и вставили это значение в формулу h=M/D*0,0175. Только для нас не нужно доходить до фанатизма с применением инклинографов. Достаточно отвеса возможно большей длины и простой линейки для измерения величины отклонения отвеса от вертикали. Зная длину отвеса и величину отклонения с помощью тригонометрии легко найти угол крена.

 

[Рейдер]

Ещё в помощь Ехель. Для расчёта ЦТ очень удобен. За нулевую точку принимается пересечение плоскостей: мидельшпангоута, ОП и ДП. Обычно не чертеже общего расположения размещается всё оборудование и снимаются координаты. Можно заносить координаты и по результатам замеров, минуя чертёж.
Только не прикрепляется Ехель. Если кому то нужна эта эл.таблица, готов скинуть на электронку.

 

[Alex61]

Квадратный метр четверки весит 32 кг. плюс набор. Многовато вы насчитали 63 кг. ну и надстройка соответственно.

 

[Рейдер]

Ещё в помощь Ехель. Для расчёта ЦТ очень удобен. За нулевую точку принимается пересечение плоскостей: мидельшпангоута, ОП и ДП. Обычно не чертеже общего расположения размещается всё оборудование и снимаются координаты. Можно заносить координаты и по результатам замеров, минуя чертёж.
Только не прикрепляется Ехель. Если кому то нужна эта эл.таблица, готов скинуть на электронку.

Программа для определения водоизмещения судна и координат его центра тяжести. Методика выполнена в соответствиями с требованиями РКД 5.Р 0206-2002.
http://boatclub.ru/tools/boat-excel.xls
Пользоваться им очень просто. По трём осям координат заносятся ЦТ оборудования, корпуса и всего что есть на катере и из чего он сосотоит. Что от миделя в нос - со знаком + что в корму с "-". То же самое на правый борт с "+" на левый с "-" по оси Z от ОП судна. Всё соответственно вверх и с "+", если нет фальшкиля с грузом, ниже ОП.
Таблица учитывает указываемые веса оборудования, учитывает указываемые плечи и суммирует веса и общий ЦТ. Пользуйтесь, удобная штука:bq: Легко посчитаете ЦТ своего катера, заодно посчитаете его массу.

 

[Владимир Ленько]

Есть идея, которой я решил поделиться. Потому, что сомневаюсь - удастся ли мне реализовать её ближайшей зимой. А так - глядь, кто-то подхватит и отчитается потом в "маи ашипки".
В журнале КиЯ за прошлый век, до периода "блокнота агитатора", но позднее самых первых толстых номеров была фотка оригинального парусного тримарана с поплавками, которые на стоянке прижимаются к корпусу. По паре шарниров на поплавок с вертикальными осями вращения - можно прижать поплавки, можно выдвинуть. Возможно, тримаран назывался "Матамона", возможно - французской постройки.
На нашей "Кэтти" начальная остойчивость понижена. Для хода с малочисленной командой по волне - всё отлично, качка плавная, только плюс. Если катаемся большой компанией (допустимо - 10 чел., но однажды пришли 12 одноклассников) - валкость раздражает. Посуда падает и бьётся, раскачивание катера неприятно, впечатление ненадёжности. Приходится ограничивать: "не ходите все сразу по одному борту, следите за креном, помогайте катеру". Развитие катера всё время приводит к появлению новых грузов на верхней палубе и выше: хочется сделать хороший палубный настил, тенты и т.д. Междудонная цистерна, ныне заполненная водяным балластом, обязана стать топливной, а тогда - пустая цистерна - очередной минус остойчивости.
Переделка обводов ? Нет, дорого и трудоёмко, можно не поспеть к навигации.
Превратить катер в тримаран, приварив постоянные поплавки ? Не очень... Опасения: может ухудшиться мореходность (усилится зарыскивание на попутной волне), управляемость тоже ухудшится. При доковании неудобно будет работать в пространстве между корпусом и поплавками, если оно мало. Если велико - габарит катера увеличится, того и гляди - не пролезу под мосты.
Я решил применить идею "Матамоны", но с изменением: оси вращения кронштейнов не вертикальны, а наклонены в корму. Тогда прижатые поплавки будут подниматься, а оттопыренные - не только перемещаться вбок и в корму, но и притапливаться.
Компания на борту, тихая речка - поплавки оттопырены.
Надо идти "по морям" - поплавки прижаты и приподняты.
Несложно сделать фиксацию поплавков в любом промежуточном положении.
Перемещение поплавков в корму и их притапливание может оказаться полезным для чуть повышенной скорости, т.к. противостоят дифференту на корму. Смоченная поверхность катера и сопротивление трения, конечно, увеличиваются, но может получиться выигрыш по остаточному сопротивлению. Помню, как стационарные поплавки "Белого орла" поначалу существенно увеличили его скорость.
Идея ничего не стОит, пока не воплощена в конкретную конструкцию. Важны обводы и объём поплавков, вылет, погружение и т.д. и т.п. Этим я пока не делюсь.

 

[Владимир Ленько]

Видя шквал интереса к этой теме, а скорее от нефигделать (погода негуляльная) делюсь сокровенным.
Поначалу я считал, что поплавки в поднято-прижатом состоянии должны нависать над водой примерно на 10 см, позднее понял: негодидзе. Волна на стоянке будет хлюпать под днищем поплавков, житья не даст. По этой же причине обводы поплавков не должны иметь нависающие над водой наклонённые участки. В итоге так: прижатый поплавок слегка погружен, обводы - клин. Ватерлиния поплавков - острый угол. Выше - в носовой части будет развал бортов, чтобы набрать объём. Дно - плоское, в носу приподнятое, в корме - горизонтальное. Короче - поплавок напоминает половинку лодки-дори, разрезанной по ДП. Длина - 3 м, ширина по транцу ок. 0,5 м. Объём поплавка 300-350 литров, длина кронштейнов 0,7 м. Вертикальное перемещение получится примерно 300 мм.
Плюсы:
- малый объём поплавков благодаря вылету создаст значительный восстанавливающий момент при крене;
- габаритная ширина катера при сложенных поплавках практически не увеличится (они "спрячутся" в сужении кормы МСП);
- работы по установке поплавков можно делать без докования, со льда;
- не понравилось - оси долой, шарниры отсоединены, поплавки сняты. Если понравилось - дистанционный привод для их оттопыривания и прижатия.