A06. STABILITATEA INITIALA A NAVEI . CALCULUL COTEI METACENTRULUI TRANSVERSAL KM

A07. CALCULUL SI CORECTAREA INALTIMII METACENTRICE TRANSV. GM

Stabilitatea navei este capacitate navei de a reveni la pozitia initiala de echilibru dupa incetarea actiunii fortelor care au provocat scoaterea ei din aceasta pozitie.Alaturi de flotabilitate stabilitatea reprezinta una din calitatile nautice definitorii ale navei.

Stabilitatea navei poate fi studiata atat in plan transvarsal cat si in plan longitudinal.Dat diind raportul dintre lungimea si latimea na 12312o141m velor se poate considera ca acestea au suficienta stabilitate longitudinala in orice conditii de incarcare neimpunandu-se un studiu asupra elementelor stabilitatii longitudinale.

Studiul stabilitatii transversale incepe cu calcularea inaltimii metacentrice initiale care caracterizeaza stabilitatea initiala a navei,adica comportarea ei la unghiuri mici de inclinare.Unghiurile de inclinare mici se considera pana la 15-20º

In cazul inclinarilor transversale mici ale navei se poate considera ca centrul de carena se deplaseaza pe un arc de cerc si in consecinta metacentrul transversal se mentine intr-un punct fix.de asemenea se poate considera ca intersectia a doua plutiri izocarene se face dupa o dreapta care trece prin centrul de greutate al acestora(teorema lui Euler)

Compararea inaltimii metacentrice initiale calculate cu inaltimea metacentica critica obtinuta din documentatia tehnica de incarcare si stabilitate a navei va da o imagine asupra comportarii navei la unghiuri mici de inclinare transversala.In cazul in care inaltimea metacentrica initiala calculata nu corespunde criteriilor de stabilitate ale navei se va proceda la modificarea planului de incarcare initial sau la redistribuirea greutatilor lichide de la bord in sensul modificarii CG al navei incarcate

La intocmirea planului de incarcare initial sau la distribuirea greutatilor lichide de la bord se va urmari o repartizare cat mai uniforma si simetrica a acestora fata de planul diametral astfel ca nava sa pluteasca in pozitie dreapta.Tot printr-o repartizare uniforma a greutatilor la bord in plan transversal se urmareste reducerea la minim a momentelor de torsionare in structura de rezistenta a navei

Repartizarea neuniforma a greutatilor la bord in plan transversal poate avea drept urmare canarisirea navei cu efect negativ asupra stabilitatii transversale

Metacentrul transversal este punctul de intersectie a directiei de actiune a fortei de flotabilitate a navei cu planul ei diametral la inclinari transversale

In studiul SST la unghiuri mici de inclinare se poate considera ca centrul de carena B care este punctul de aplicatie al fortei de flotabilitate se deplaseaza pe un arc de cerc si deci metacentrul transversal M se mentine in pozitie constanta.La unghiuri mari de inclinare aproximatia aceasta nu mai poate fi facuta datorita erorilor pe care le introduce in calcule si trebuie luata in considerare deplasarea reala a lui B care se face pe o curba de raze variabile denumita evoluta metacentrica.

Cota metacentrului transversal KM este distanta masurata pe vertivala in planul transversal al cuplului maestru intre planul de baza si metacentru.Pe aceeasi verticala se masoara si raza metacentrica BM ca distanta intre centrul de carena si metacentrul transversal.

KM se scoate din table aflate in documentatia navei ca:

1. Diagrama pentru cota metacentrului transversal unde se intra cu deplasamentul navei
2. Diagrama de carene drepte functie de Tm,

sau se calculeaza cu ajutorul unor formule empirice

KM=KB+BM= 0.53Tm + 0.08B / Tm

CALCULUL SI CORECTAREA INALTIMII METACENTRICE TRANSVERSALE GM

Inainte de a trece la incarcarea navei pe baza planului de incarcare initial se impune verificarea stabilitatii transversale initiale realizata prin calculul inaltimii metacentrice transversale GM,corectarea acesteia pentru suprafete libere si compararea cu GMcr

Inaltimea metacentrica initiala GM este distanta masurata pe verticala in planul transversal

al navei intre metacentrul M si CG.Cunoscandu-se cota metacentrului transversal KM si cota centrului de greutate KG se afla inaltimea metacentrica GM

GM=KM-KG

Valoarea lui GM constituie criteriul principal de apreciere a stabilitatii transversale initiale

Coeficientul de stabilitate k = D*GM

Valorile inaltimii metacentrice initiale pot caracteriza trei situatii redate ilustrativ mai jos:

1. GM > 0 cuplul de redresare va aduce nava in pozitia initiala
2. GM = 0 M si G au aceeasi pozitie si nava nu va reveni la pozitia initiala dupa incetarea actiunii fortei care a determinat-o
3. GM < 0 asupra navei va actiona un moment de rasturnare si se va canarisi pana cand M va ajunge in aceeasi pozitie cu G

Corectarea inaltimii metacentrice se face ori de cate ori nava are tancuri partial umplute si consta in determinarea corectiei care trebuie aplicata inaltimii metacentrice calculate ca urmare a actiunii suprafetelor libere de lichid asupra stabilitatii.

Existenta acestor suprafete libere duce la o diminuare a bratului de stabilitate statica ca urmare a deplasarii centrului de greutate.daca nava se va inclina cu un unghi oarecare suprafata lichidului din tanc va cauta sa ia o pozitie paralela cu suprafata noii plutiri iar centrul lui de greutate se va muta din b in b1 ceea ce va determina o deplasare a CG al navei din G in G1 ceea ce conduce la micsorarea bratului GH care devine G1H1

Corectia pentru suprafetele libere se calculeaza pe baza momentului suplimentar de inclinare transversala creat de lichid si va avea formula

corGM = - r l b³/ 12V

unde r este raportul intre densitatea lichidului din tanc g1 si a lichidului in care pluteste nava g2 , l si b sunt dimensiunile tancului si V volumul carenei

Corectia are intotdeauna valori negative si nu depinde de cantitatea de apa din tanc ci de forma acestuia si de suprafata libera de lichid.

Prin urmare suprafetele libere actioneaza negativ asupra stabilitatii navei in sensul reducerii inaltimii metacentrice transversale si implicit in sensul reducerii momentului de redresare al navei