Об остойчивости катеров

А какая площадь парусности и возвышение центра парусности?
посчитана максимальная допустимая сила ветра в баллах по шкале Бофорта (принимается при кренящем моменте, имеющим ближайшую меньшее значение, чем 4,48 тм, при угле крена 56,4 градуса)
от максимального до "под рангоутом", все варианты
Цифры на картинках
1711907446241.png1711907858342.png1711907541080.png
 
Очень интересно, спасибо за информацию. Одно время интересовался аналогичными вопросами. Пытался изучать ветростойкость мотопарусных промысловых ботов 40-50 годов по Правилам постройки и оборудования традиционных судов (Sicherheitsanforderungen an den Bau und die Ausrüstung von Traditionsschiffen), 2020 г. Ниже выдержка о критериях остойчивости и перевод:

1 Правила традиц. судов.jpg


14.2 Критерии остойчивости парусных судов:

a) Метацентрическая высота ≥ 0,6 м

b) Восстанавливающее плечо ДСО при угле максимума ≥ 0,3 м

с) Предельный статический крен под парусами не должен превышать угол погружения кромки палубы в воду или 20°, что меньше.

d) Судно со снятыми парусами должно выдерживать бортовой ветер 12 баллов

е) Угол заливания должен быть не менее 35°

f) Отношение площади под кривой ДСО (В+С) к площади под кривой плеч кренящих ветровых моментов (А+В) должно быть ≥ 1,4 до предельного угла крена (угла заливания).


Выполнение критериев c,d и f проверяют для всех планов парусности (стандартный, штормовые паруса, без парусов и пр.) и случаев нагрузки (порожнем,полная,запасы 10% и др.).

Пример детальных расчётов по этим критериям дан например в материалах расследования причин аварии шхуны Эльба (24,8х5,8м) : Untersuchungsbericht 211/19. Sehr schwerer Seeunfall. Kollision zwischen Traditionsschiff No.5 ELBE.

3 Шхуна  на момент аварии.jpg


Я использовал этот Отчёт для ознакомления с практикой применения Правил и верификации своих вычислений. Была построена цифровая модель корпуса шхуны.

5 Модель.jpg


Были продублированы разделы расчётов при воздействия ветра 9 баллов на штормовые паруса в случае полной загрузки, а также ветра силой 12 баллов на судно без парусов.

Штормовые паруса.jpg


Проверялось отношение (≥ 1,4) площадей под кривой ДСО (B+C) к площадям под кривой кренящих ветровых моментов (A+B) при штормовых парусах (и без парусов), как предписано методикой.
6 ДСО.jpg

Как видно в данных условиях все критерии выполняются, а разница между данными из Отчёта и расчётными показателями не превышает 5 % отн.

7 Проверка по Правилам трад. судо.jpg


На этом основании в дальнейшем была произведена оценка элементов ветростойкости нескольких промысловых мотопарусных ботов для Севера и Каспия при полной парусности вспомогательных парусов и без них, результаты предполагаю выложить позже.

В связи с этим:

- Нельзя ли уточнить, что означает угол крена 56,4 градуса? Это угол заливания, опрокидывания или что-то другое

- Какие углы крена приняты в качестве предельных в расчётах действия постоянного и шквального ветра?

- Если применяемая методика проверки остойчивости мотопарусной яхты соответствует офиц. Правилам и где-то опубликована, нельзя ли сослаться на источник
 
Последнее редактирование:
Очень интересно, спасибо за информацию. Одно время интересовался аналогичными вопросами. Пытался изучать ветростойкость мотопарусных промысловых ботов 40-50 годов по Правилам постройки и оборудования традиционных судов (Sicherheitsanforderungen an den Bau und die Ausrüstung von Traditionsschiffen), 2020 г. Ниже выдержка о критериях остойчивости и перевод:

Посмотреть вложение 133165

14.2 Критерии остойчивости парусных судов:

a) Метацентрическая высота ≥ 0,6 м

b) Восстанавливающее плечо ДСО при угле максимума ≥ 0,3 м

с) Предельный статический крен под парусами не должен превышать угол погружения кромки палубы в воду или 20°, что меньше.

d) Судно со снятыми парусами должно выдерживать бортовой ветер 12 баллов

е) Угол заливания должен быть не менее 35°

f) Отношение площади под кривой ДСО (В+С) к площади под кривой плеч кренящих ветровых моментов (А+В) должно быть ≥ 1,4 до предельного угла крена (угла заливания).


Выполнение критериев c,d и f проверяют для всех планов парусности (стандартный, штормовые паруса, без парусов и пр.) и случаев нагрузки (порожнем,полная,запасы 10% и др.).

Пример детальных расчётов по этим критериям дан например в материалах расследования причин аварии шхуны Эльба (24,8х5,8м) : Untersuchungsbericht 211/19. Sehr schwerer Seeunfall. Kollision zwischen Traditionsschiff No.5 ELBE.

Посмотреть вложение 133164

Я использовал этот Отчёт для ознакомления с практикой применения Правил и верификации своих вычислений. Была построена цифровая модель корпуса шхуны.

Посмотреть вложение 133161

Были продублированы разделы расчётов при воздействия ветра 9 баллов на штормовые паруса в случае полной загрузки, а также ветра силой 12 баллов на судно без парусов.

Посмотреть вложение 133183

Проверялось отношение (≥ 1,4) площадей под кривой ДСО (B+C) к площадям под кривой кренящих ветровых моментов (A+B) при штормовых парусах (и без парусов), как предписано методикой.
Посмотреть вложение 133184
Как видно в данных условиях все критерии выполняются, а разница между данными из Отчёта и расчётными показателями не превышает 5 % отн.

Посмотреть вложение 133179

На этом основании в дальнейшем была произведена оценка элементов ветростойкости нескольких промысловых мотопарусных ботов для Севера и Каспия при полной парусности вспомогательных парусов и без них, результаты предполагаю выложить позже.

В связи с этим:

- Нельзя ли уточнить, что означает угол крена 56,4 градуса? Это угол заливания, опрокидывания или что-то другое

- Какие углы крена приняты в качестве предельных в расчётах действия постоянного и шквального ветра?

- Если применяемая методика проверки остойчивости мотопарусной яхты соответствует офиц. Правилам и где-то опубликована, нельзя ли сослаться на источник
Интересная информация, с удовольствием прочитал.
В моем случае расчет сделан графическим методом по критерию внезапного приложения кренящего момента из равенства площадей S1=S2 по диаграмме статической остойчивости. Определен предельный кренящий момент в наихудшем случае, это 17.6 и 56.4 градуса, соответственно расчет возможной силы ветра по каждому варианту несения парусов для не превышения предельного безопасного кренящего момента.

1711997795109.png
17.6 градуса также соответствует критерию, изложенному у Вас, как "предельный статический крен <20".
 
На Рис. 1 показаны диаграммы плеч статической остойчивости лодки на попутном волнении, расчитанные методом Нечаева по исходным данным, приведённым в предыдущем сообщ. На гладкой воде плечо ДСО при крене 30 градусов состовляет ~0,25 м, на вершине попутной волны уменьшается до ~0,20 м.
Посмотреть вложение 133123

На Рис.2 отмечена позиция лодки на сравнительной диаграмме. Видно, что величина плеч ДСО на вершине попутной волны (синие столбцы) прибл. 0,20 ± 0,005 м типична для многих мореходных судов. Например мотопарусного эксп. судна пр. 545, мотопарусного промыслового бота для Мурмана пр. 516, сейнера СЧС-150, сейнера РС-300 и др.

Посмотреть вложение 133124

По правилам Морского регистра плечо ДСО малых судов (в т.ч. ≤24 м) должно быть не менее 0,25 м на гладкой воде при угле крена θ≥30°. В неявном виде это отражает ситуацию понижения остойчивости малых судов на вершине волны и содержит запас на ухудшение характеристик ДСО в период зависания судна на вершине попутной волны
Метод Нечаева это конечно неплохо, но это уже уходящая, а точнее уже ушедшая классика, к тому же эмпирическая. Наличие твердотельной модели позволяет более строго и достоверно определить все необходимые параметры остойчивости на любом заданном профиле волны. Хоть вдоль, хоть поперек, хоть по косой, а если поднатужится, то и с учетом собственной волны движущегося судна.
 
Наука не стоит на месте, ясно, что возможности расширяются, в т.ч. и по тематике попутного волнения (C.Д.Чижумов. Основы динамики судов на волнении, стр. 102-108).

1.png


Понятно и то, что более надёжные результаты действия на судно кренящей нагрузки могут быть получены на базе специально проведённых экспериментов. Особенно с моделями судов в опытовых бассейнах, которые впрочем доступны лишь в редких НИИ.

2.png

Поэтому принимая во внимание все уже проведённые предварительные расчёты, пожелаем vasilisk достроить яхту, спустить её на воду и провести квалифицированное опытное кренование своего судна. Что только и позволит установить реальные характеристики основных элементов и получить достоверный расчёт остойчивости.
 
Последнее редактирование:
На сегодня у меня посчитаны так сказать предельные параметры, при которых эксплуатация судна будет возможна с учетом возложенных на него задач 😁
Однако расчёт по текущей модели показывает, что я с большой долей уверенности должен выполнить гораздо лучшие показатели по водоизмещению и остойчивости.
 
Наука не стоит на месте, ясно, что возможности расширяются, в т.ч. и по тематике попутного волнения (C.Д.Чижумов. Основы динамики судов на волнении, стр. 102-108).

Посмотреть вложение 133224

Понятно и то, что более надёжные результаты действия на судно кренящей нагрузки могут быть получены на базе специально проведённых экспериментов. Особенно с моделями судов в опытовых бассейнах, которые впрочем доступны лишь в редких НИИ.

Посмотреть вложение 133225
Поэтому принимая во внимание все уже проведённые предварительные расчёты, пожелаем vasilisk достроить яхту, спустить её на воду и провести квалифицированное опытное кренование своего судна. Что только и позволит установить реальные характеристики основных элементов и получить достоверный расчёт остойчивости.
Наука действительно не стоит на месте. И возможности ее действительно расширяются, и расширяются уже последние 50-60 лет разработкой и внедрением в практику методов математического моделирования. Цифровизация в мировой науке рулит уже многие годы. Применительно к судостроению, а конкретнее к всякого рода натурным испытаниям масштабных моделей в бассейнах, это позволяет экономит время, деньги и прочие ресурсы. Вариабильность исследовательских, проектных работ увеличивается в десятки, сотни раз. Также растет и достоверность результатов. Если взять к примеру определение параметров судна по результатам испытаний масштабной модели в бассейне, то в дальнейшем при анализе, и пересчете на натуру требовались учесть различные степени масштабируемости. Например линейные размеры прямо пропорциональны, площади во второй степени, объемы в кубической степени, вязкость воды неизменна. А еще число Рейнольдса. А еще и воздух со своей вязкостью. Наличие математической модели, грамотной модели решает все эти вопросы за раз. За что следует благодарить математиков и программистов. А нам остается только с умом и разумностью пользоваться результатами их труда в форме различных программных продуктов. И заменить редкие НИИ группой грамотных программистов и инженеров судостроителей. Пример Альберт Назаров, Брюс и другие.
Касательно постулата -- предварительный расчет -- опытное кренование (опыт кренования) -- достоверный расчет -- он в не верен. Математическая модель корпуса судна, построенная в САПРе в виде твердотельной модели при достоверных начальных условиях позволяет получить параметры гидростатики, остойчивости и многие другие параметры с точностью в разы выше, чем при классических методах расчета. Опыт кренования проводится для проверки соответствия реальных параметров параметрам проектным. Правильный постулат --- Расчет --- контроль строительства --- опыт кренования --- анализ результатов и оценка невязки с проектными данными с учетом степени точности данных опыта кренования.
 
Всё вышесказанное о построении твердотельных моделей в САПР, постулатах и программных продуктах конечно интересно и познавательно, но относится всё же к сфере деятельности соответствующих КБ. Такими возможностями большинство участников данного любительского форума не располагает. Поэтому кому интересно, может использовать в предварительных расчётах и иные, более доступные методы и средства. Например vasilisk применил графический метод анализа ДСО, я - метод Нечаева, а xaikan2012 предложил использовать таблицы Еxcel: тема Самостоятельные расчеты в любительском судостроении.
 
Последнее редактирование:
Всё вышесказанное о построении твердотельных моделей в САПР, постулатах и программных продуктах конечно интересно и познавательно, но относится всё же к сфере деятельности соответствующих КБ. Такими возможностями большинство участников данного любительского форума не располагает. Поэтому кому интересно, может использовать в предварительных расчётах и иные, более доступные методы и средства. Например vasilisk применил графический метод анализа ДСО, я - метод Нечаева, а xaikan2012 предложил использовать таблицы Еxcel: тема Самостоятельные расчеты в любительском судостроении.
Большинство участников данного любительского форума не только не располагают такими возможностями, но и не желают ими располагать. И очень даже правильно делают, не забивают голову знаниями, которые в жизни им не пригодятся.
 
Надёжные результаты ... могут быть получены на базе специально проведённых экспериментов. Особенно с моделями судов в опытовых бассейнах, которые впрочем доступны лишь в редких НИИ.
А вот кcтати актуальная иллюстрация. Не далее, как вчера, 17 апреля 2024 года появилась информация о небезынтересном примере таких экспериментов. В Ледовом бассейне Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ).



Модельные испытания - заключительный этап технического проектирования. Модель будущего судна преодолевает поля сплошного ровного и торосистого льда, искусственно созданные в Ледовом бассейне при температуре -18°С. Таким образом, экспериментальным путем подтверждается одна из ключевых характеристик судна ледового плавания – ледопроходимость, и другие показатели, полученные ранее расчетным путем в процессе технического проектирования (цит.)

Модель.jpg
 
Последнее редактирование:

Пользователи онлайн

Верх