A10. CALCULUL SI TRASAREA CURBEI DE STABILITATE STATICA CSS
A12. INTERPRETAREA CURBEI DE STABILITATE STATICA CSS
In studiul stabilitatii transversale la unghiuri mari de inclinare valoarea bratului de redresare GH nu mai poate fi determinata ca produs intre inaltimea metacentrica GM si sin , acest lucru fiind posibil doar in ipoteza de lucru in care M are pozitie fixa.
In cazul unghiurilor mar 13513n137n i de inclinare transversala bratul de redresare GH ( sau bratul stabilitatii statice ls) se calculeaza din valoarea pantocarenei KN care reprezinta bratul stabilitatii de forma lf
Bratul ss ls = GH = ON = lf - KG sinθ
Avand valorile pantocarenelor extrase din documentatia navei pentru anumite unghiuri de inclinare transversala se pot calcula bratele de stabilitate corespunzatoare
Curba A este CSS a navei si da variatia momentului sau bratului de ss in functie de variatia unghiului de inclinare transversala.Atata timp cat are stabilitate nava opune oricarui moment de inclinare un moment de redresare egal ca marime dar cu actiune opusa.Fortele componente ale cuplului de redresare D si F au actiune verticala astfel ca lucrul mecanic efectuat de acesta va depinde numai de variatia pe verticala a pozitiei punctelor de aplicatie ale acestor forte G si B Lo= D(a' - a)
Bratul sd ld reprezinta variatia distantei verticale intre G si B corespunzatoare unei inclinari transversale .Rezulta ca ld = a' - a iar Lo= D ld
Bratul de stabilitate dinamica ld pentru diferite valori ale unghiului de inclinare transversala va fi obtinut ca produs intre coeficientul bratului de sd d0 si sumele bratelor de ss calculate astfel:
l10 = (lo + l1) l20 = (lo+l1) + (l1+l2) ... ln = (lo+l1) + (l1+l2) + ...+ (ln-1 +ln)
Reprezentand grafic bratele de stabilitate dinamica ld astfel calculate se obtine CSD curba B ce da variatia lucrului mecanic efectuat de cuplul de redresare sau variatia bratului de sd functie de variatia unghiului de inclinare transversala
Aria delimitata de CSS si abscisa reprezinta lucrul mecanic total al momentului de redresare adica lucrul mecanic cu care nava este capabila sa se opuna momentelor exterioare aplicate dinamic.Aceasta arie reprezinta rezerva de stabilitate dinamica a navei si poate fi considerata ca o marime a stabilitatii dinamice
Interpretarea CSS si CSD
Curba A caracterizeaza o nava cu stabilitate excesiva,inaltime metacentrica mare si in consecinta momente M0 si bratele ls inregistreaza pe ordonata variatii mari intr-un interval restrans de variatie a lui 0.Bratul maxim al diagramei corespunde unui unghi mic de inclinare transversala.Deasemena limita ss pozitive(apunerea curbei) corespunde unui unghi mic de inclinare(unghiul de rasturnare).Rezerva de stabilitate dinamica reprezentand aria delimitata de curba A si abscisa este redusa .In concluzie nava A se va comporta bine la unghiuri mici de inclinare transversala dar la inclinari mari situatia navei devine critica si este foarte sensibila la actiunea fortelor aplicate static sau dinamic.Ruliul este dur si situatia sa este critica datorita faptului ca momentul de redresare ajunge foarte repede la valoarea maxima.Stabilitatea excesiva se evita printr-o repartizare corecta a greutatilor de la bord in plan vertical
Curba B caracterizeaza o nava cu stabilitate buna.Inaltimea metacentrica are o valoare rezonabila iar prima sa parte curba B are o panta moderata.DSS are extindere mare spre dreapta.Momentul de redresare are o variatie progresiva iar bratul maxim al diagramei corespunde unui unghi mare.Unghiul de rasturnare a valoare foarte mare iar rezerva de stabilitate dinamica este de asemenea mare.
O astfel de nava are o comportare buna in orice situatie,la inclinari mici sau mari sub actiunea momentelor aplicate static sau dinamic.Din analiza curbei se observa ca la actiunea momentelor de inclinare nava se inclina progresiv si opune un moment de redresare a carei actiune are variatie moderata si ajunge cu greu la valoarea sa maxima.Ruliul acestei nave este moderat cu actiune minima asupra navei
Curba C caracterizeaza o nava cu stabilitate redusa.GM are o valoare mica care inca mai raspunde criteriilor de stabilitate.Momentul de redresare inregistreaza pe ordonata variatii mici intr-un interval larg de variatie a lui 0.Limita ss data de unghiul de apunere al diagramei este rezonabila dar rezerva de sd este foarte mica.
O astfel de nava se poate afla in situatie critica daca asupra sa actioneaza indelungat momente de inclinare aplicate dinamic.Perioada de ruliu este mare cu efect negativ asupra echipajului si incarcaturii.O nava caracterizata de curba C poate ajunge la sfarsitul calatoriei in situatie critica gratie consumului de combustibil sau a depunerilor de gheata.
Curba D caracterizeaza o nava cu stabilitate initiala negativa.Nava este canarisita cu un unghi ceea ce determina o reducere substantiala a rezervei de stabilitate dinamica.In consecinta si unghiul de apunere a diagramei este redus
O nava cu stabilitate initiala negativa este instabila in pozitie dreapta si prin urmare ea se va inclina sub actiunea momentului M0 =D(-GH).pe timpul inclinarii B se deplaseaza spre bordul imersat pana ajunge pe aceeasi verticala cu G.In aceasta pozitie nava este in echilibru>Nava va rula in jurul unghiului de canarisire in fiecare bord.La o astfel de nava chiar momente de inclinare mici pot provoca bandarea navei peste unghiurile critice
Din analiza curbelor de stabilitate se poate observa ca,cu cat panta initiala a CSS este mai mare cu atat va fi mai mare valoarea initiala a momentelor de redresare si cu atat mai mare domeniul ss initiala
Intrucat sd este reprezentata de aria delimitata de CSS si abscisa rezulta ca domeniul de actiune a sd se extinde pana la unghiul de resturnare 0r determinat de intersectia CSS cu abscisa.CSD care reprezinta grafic variatia lucrului mecanic efectuat de cuplul de redresare
are un punct de inflexiune in dreptul 0max(la maximul CSS ) iar maximul acestei diagrame are loc in dreptul unghiului de rastunare
|
