Об остойчивости катеров

gmdss

Старожил форума
#1
Мария это.Рубка деревяная,из шпунтованной сосновой доски 30мм.Каркас из четырёх труб-стоек,они же вытяжная вентиляция из грузового трюма и моторного отсека и неск.стальных уголков.Крыша из стали 1,8мм.Боковые стёкла сдвижные.Круговой обзор хороший.Рубка очень лёгкая,что положительно сказалось на остойчивости лодки.Период качки уменьшился до 2,5 сек,против 3 сек у непеределанного МН-102.
Давно хотел попробовать оценить остойчивость катера по периоду качки,но не было подходящего повода. Вам нижеследующее видимо известно, но кому-то упрощенная оценка остойчивости возможно будет интересна.

В свое время Баадер в "Разъездные...катера " стр.319 увязал период качки катера с метацентрической высотой и дал упрощенную формулу для приближенной оценки остойчивости катеров длинной от 10 до 30 метров:

T = B / √ВС , где:

Т , сек – период качки между двумя последовательными наклонениями на один и тот же борт, например с левого борта вновь на левый борт.

В, м – ширина судна по ватерлинии

ВС, м – метацентрическая высота, см. Рис. внизу

Согласно практике автора, остойчивые мореходные катера длинной 10/15/20/30 метров должны иметь метацентрическую высоту не менее соответственно: 1,00/0,95/0,89/0,87 метра.

Метацентрическую высоту ВС можно определить по формуле:

ВС = B² / T²

Так катер "Мария" на базе МН-102 размером 11 х 3,02 метра /по ватерлинии допустим 2,7 метра/ и периоде качки 2,5 сек имеет метацентрическую высоту 1,17 м, что свидетельствует о весьма высокой остойчивости. Для сравнения мет. высота МН-102 до переделки / 3,0 сек/ получается 0,81 м, а Адмиральского катера пр. 371 равна 0,87 м по формуляру.

Пример с "Марией " похоже единственный, когда после разумной переделки базового судна удалось улучшить остойчивость.Если применить этот метод к оценке остойчивости других катеров, особенно с высокими надстройками, можно получить много неожиданных результатов. Жаль конечно, что сейчас зима и опыт по определению периода качки не проведешь..
 

Вложения

Последнее редактирование модератором:

kapitan

Активный участник
#2
Ваши расчёты интересны, но тут встаёт вопрос корректности определения переода качки. Разницу между 2,5 и 3 секундами очень тяжело замерить без применения специального оборудования.

Период качки, кроме метацентрической высоты зависит от момента инерции лодки.
Например, лишившысь мачты - парусная яхта имеет значительно более резкую качку.
(Что, вполне возможно, послужило одной из причин гибели Е.А. Гвоздёва.)

Кстати, слишком большая начальная остойчивость при волнении - это тоже не вегда хорошо.
Получается очень резкая качка.
 

валенок

Старожил форума
#3
.....Разницу между 2,5 и 3 секундами очень тяжело замерить без применения специального оборудования....
Оборудование не очень сложное,но специальное........-две любых доски подходящих размеров и секундомер.
 

gmdss

Старожил форума
#4
Ваши расчёты интересны, но тут встаёт вопрос корректности определения переода качки. Разницу между 2,5 и 3 секундами очень тяжело замерить без применения специального оборудования.

Период качки, кроме метацентрической высоты зависит от момента инерции лодки.
Например, лишившысь мачты - парусная яхта имеет значительно более резкую качку.
(Что, вполне возможно, послужило одной из причин гибели Е.А. Гвоздёва.)

Кстати, слишком большая начальная остойчивость при волнении - это тоже не вегда хорошо.
Получается очень резкая качка.
Для получения корректных результатов при определении периода качки необходимо измерить суммарное время нескольких периодов и принять среднее значение. Да и этот опыт можно повторить несколько раз, так что период качки можно измерить достаточно точно.

Что касается слишком большой начальной остойчивости, то Вы совершенно правы, получается резкая утомительная качка.Где то слышал,что этим же страдают ледоколы на чистой воде.Поэтому указанные выше значения метацентрической высоты являются с этой точки зрения необходимыми и достаточными, существенное их превышение не рекомендуется.
 

kapitan

Активный участник
#5
Оборудование не очень сложное,но специальное........-две любых доски подходящих размеров и секундомер.
С помощью простого секундомера - вряд ли получется измерить время точнее, чем +- 0,1 сек (скорее - +- 0,2 сек.)
Значит точность, в лучшем случае будет 0,4 сек.
При разнице во временном интервале - 0,5 сек. - это многовато.

Конечно, точность можно несколько повысить за счёт повторных измерений и узмерений нескольких циклов. Это если затухание не очень большое. Если установлены гасители качки - не больно-то она покачается.

Конечно, лучше бы мерить поточнее, с помощью механической отсечки.
 

валенок

Старожил форума
#6
С помощью простого секундомера - вряд ли получется измерить время точнее, чем +- 0,1 сек (скорее - +- 0,2 сек.)
Значит точность, в лучшем случае будет 0,4 сек.
При разнице во временном интервале - 0,5 сек. - это многовато.

Конечно, точность можно несколько повысить за счёт повторных измерений и узмерений нескольких циклов. Это если затухание не очень большое. Если установлены гасители качки - не больно-то она покачается.

Конечно, лучше бы мерить поточнее, с помощью механической отсечки.
Вы когда нибудь 60 или 100 метровку бегали?Какая там была точность результатов?А там скорость фиксации результата-во много раз большая!
 

валенок

Старожил форума
#7
....Что касается слишком большой начальной остойчивости, то Вы совершенно правы, получается резкая утомительная качка.Где то слышал,что этим же страдают ледоколы на чистой воде.Поэтому указанные выше значения метацентрической высоты являются с этой точки зрения необходимыми и достаточными, существенное их превышение не рекомендуется.
Резкую,утомительную качку легко погасить днищевыми плавниками или флоппер-стопперами.На своём МН,без усовешенствований в подводной части,никакой резкой качки я не замечаю.Большая начальная остойчивость-это гарантия выживания судна на бортовой волне любой крутизны.Подобное испытание перенёс,случайно,на третий или четвёртый год эксплуатации,когда в неск.метрах,параллельным попутным курсом,прошёл на полном ходу громадный "американец" и мой МН ложился на борта,как говорят-"касаясь мачтовым громоотводом воды"(кот с женой скакали по боковым стенам,как по полу).После того случая я не опасаюсь никакого волнения в подобных ситуациях.
 
Последнее редактирование модератором:

gmdss

Старожил форума
#8
...резкой качки я не замечаю...большая начальная остойчивость - гарантия выживания судна на бортовой волне любой крутизны...не опасаюсь никакого волнения
Безусловно.

Запас остойчивости должен быть.Это подобно тому, как давление в шинах поддерживать: плюс 0,2 атм к рекомендованному значению по инструкции.

Абсолютные значения мет. высоты,полученные данным методом надо воспринимать критически, проверяя на практике, что и имело место в Вашем случае: нормально воспринимаемая качка и экстремальный "опыт" критического кренования.

Тем более, что значения мет. высоты непостоянны,зависят от разных факторов, в том числе загрузки катера.Например в соответствии с формуляром пр.371 начальная поперечная мет. высота изменяется с водоизмещением нормальное/полное/наибольшее, как 0,87/0,79/0,71, т.е. весьма заметно.

А катер Ваш конечно настоящий, мореходный, с ним бы в приморских районах да по Ладоге походить было бы интересно.
 

валенок

Старожил форума
#9
Для получения корректных результатов при определении периода качки необходимо измерить суммарное время нескольких периодов и принять среднее значение. Да и этот опыт можно повторить несколько раз, так что период качки можно измерить достаточно точно.......
Именно так я и замерял период качки.Доска выпускалась с борта на длину 1-1,5 метра-это была своеобразная стрелка-указатель.На причале была укреплена вертикально вторая,короткая доска,относительно которой та стрелочная доска и передвигалась при колебаниях катера.На обоих досках была отчёркнута,фламастером, общая линия-по ней я и ориентировался визуально.Качнуть катер нужно несильно и этого хватает на 2-3 колебания.За эти неск.колебаний вычисляешь среднее значение периода.У меня получалось 2,5-2,6 сек.
 

gmdss

Старожил форума
#10
Все ясно.Простой доступный метод контроля остойчивости.Похоже проблема точности измерений несколько надумана.
 

konger

Активный участник
#11
Время можно вычеслить и телефоном-смартфоном, для них есть проги небольшие, они и время показывают и на какой угол отклоняются, но смартфон должен быть с определенной функцией, она поворачивает экран .
 

kapitan

Активный участник
#13
Все ясно.Простой доступный метод контроля остойчивости.Похоже проблема точности измерений несколько надумана.
Дай бог, чтобы это было именно так.
Как-то мне пишлось иметь дело с метрологами на методическом уровне - от них так просто не отбояришся.

У меня, например, катер и 2 колебаний не далает.
Наверное, успокоителей качки переложил.
Можно, конечно, попробовать раскачивать постоянно, но как это скажется на точности - это ещё вопрос.

Во всяком случае, при измерении нужно постараться оценить точность.
Например - произведя десяток измерений и посмотрев разброс.
Заодно - взяв среднюю мы значительно уменьшим погрешность.
 

kapitan

Активный участник
#14
Начальная остойчивость это, конечно, хорошо, но не меньшее, если не большее значение для безопасности имеет диаграмма остойчивости при больших углах крена.

В частности - максимум и угол заката.
Именно от них зависит безопасность судна при крене.
 

валенок

Старожил форума
#15
......У меня, например, катер и 2 колебаний не далает.
Наверное, успокоителей качки переложил......
При наличии успокоителей качки эксперимент наверное сильно усложнится.На моей лодке никаких успокоителей качки нет.
 

gmdss

Старожил форума
#16
Как-то мне пишлось иметь дело с метрологами на методическом уровне - от них так просто не отбояришся
Это так,но касается прежде всего представления погрешности результатов измерений в профессиональных областях.В свое время у меня в диссертации даже главка такая была, посвященная применению методов регрессивного анализа, в частности МНК к статистическому анализу нормального разброса данных от истиных значений в специальных исследованиях.

Здесь же мы имеем дело с упрощенной оценкой метацентрической высоты, применяем соответствующий этой цели доступный метрологический метод,например с применением тех же планочных указателей, который все же позволяет оценить начальную поперечную остойчивость применительно к любительским катерам и сравнить разные лодки.

А вот "диаграмма остойчивости при больших углах крена,в частности - максимум и угол заката. Именно от них зависит безопасность судна при крене" действительно вещи не менее важные и стоят обсуждения.Коллеге Валенку кстати уже довелось принудительно проверить свое судно также и на уникальный, почти 90-процентный крен и тем самым практикой подтвердить правильность исходных предпосылок, вложенных в проект переделки его МН.
 
Последнее редактирование модератором:

валенок

Старожил форума
#17
......Здесь же мы имеем дело с упрощенной оценкой метацентрической высоты, применяем соответствующий этой цели доступный метрологический метод,например с применением тех же планочных указателей, который все же позволяет оценить начальную поперечную остойчивость применительно к любительским катерам и сравнить разные лодки.....
Этим,простейшим методом удалось проверить,кроме моего,заводской,нетронутый вариант МН-102 и перегруженный надстройкой,дополнительно забалластированный и удлинённый МН-102.Последний был испорчен,в смысле остойчивости-до безобразия.Период качки у него был,если не изменяет память,был 3,5-3,6 сек...........Судно стало опасным для эксплуатации и начинало кренится при вступлении на борт одного человека.
 

gmdss

Старожил форума
#18
Показательная иллюстрация возможностей метода фиксации периода качки.

Согласно Временным правилам классификации и технических требований к судам поднадзорным ГИМС, поперечная мет. высота должна быть не менее 0,5 м.Если принять ширину переделанного МН-102 по ватерлинии 2,7 м, а период качки 3,6 сек, то значение мет. высоты составит всего 0,56 м.Остойчивость на минимально допустимом уровне.

Таким образом и с фоpмальной точки зрения катер действительно опасный.Владельцу следует хорошо подумать, сколько людей брать на борт и где плавать.
 

kapitan

Активный участник
#19
Этим,простейшим методом удалось проверить,кроме моего,заводской,нетронутый вариант МН-102 и перегруженный надстройкой,дополнительно забалластированный и удлинённый МН-102.Последний был испорчен,в смысле остойчивости-до безобразия.Период качки у него был,если не изменяет память,был 3,5-3,6 сек...........Судно стало опасным для эксплуатации и начинало кренится при вступлении на борт одного человека.
Мне представляется такой способ недостаточно надёжным.
В данном случае, отличие плохого от хорошего заключается в десятых долях секунды.
Т.е. - во времени вполне сопоставимом с временем рекции человека.

А что если попробовать такой способ -
Вы говорите что катер заметно кренится когда один человек встаёт на борт.
Для фиксации времени Вы всё равно делали выстрел из доски за борт.
Поставить на эту доску этого человека и замерить на сколько он просел.
Потом замерить плечо выстрела относительно ДП и взвесть этого человека как есть (т.е. - в пальте, калошах и часах).
Главное не отпускать его никуда, чтобы он не успел в кустики сбегать.
Из этих данных нетрудно подсчитать кренящий момент и сответствующий угол крена.

Собственно - это и будет начальный участок диаграммы остойчивости, причём полученный прямым измерением.
Мне так кажется, что такие данные будут существенно надёжней.
Во-первых за счёт того, что все входящие величины мы можем замерить с достаточной точностью.
И во-вторых - на результаты не будут влиять продольный момент инерции судна, успокоители качки и т.п.
 

gmdss

Старожил форума
#20
Мне представляется такой способ недостаточно надёжным
При измерении нескольких периодов колебаниий погрешность не превышает +-10 отн.%, что не плохо и не хорошо,а достаточно для оценки и сравнения остойчивости катеров.Поэтому все выкладки Валенка вполне корректны,тем более для катеров без успокоителей.

А что если попробовать такой способ...
Это второй известный способ оценки поперечной остойчивости, который никак не противоречит первому,но дополняет его.Действительно, для катеров с успокоителями он более пригоден, поэтому гораздо логичней проверить этим способом Вашу лодку, оснащенную таковыми.

Соответствующие формулы для расчетов даны в источнике:

http://www.vselp.ru/pages-print-51.html

Кроме того,там же имеются важные именно для Вас приложения.Ваша лодка имеет самоотливной кокпит,что отрицательно сказывается на остойчивости.Приведенные формулы позволяют учесть степень этого отрицательного влияния, уменьшить на соответствующую величину метацентрическую высоту и получить объективные данные о остойчивости Вашего судна.Было бы весьма интересно ознакомиться с результатами подобных измерений.

Поэтому на сто процентов согласен с Вами о важности данного метода и особой его актуальности,однако прежде всего для Вашей лодки / кокпит,успокоители/,а не для катера Валенка /остойчивый морской бот и без таковых/ с которым и так все ясно.
 
Последнее редактирование модератором:
Вверх