Период килевои качки

/ v+A/_v

Ту = 2ж I Пу, = 2ж^ ^У_рн^У ■ (7-16)

Частоты и периоды качки на тихой воде называются собственными часто­тами и собственными периодами качки судна.

Из выражений (7.14)-(7.16) видно, что в процессе эксплуатации судна суще­ственное влияние можно оказывать только на период бортовой качки. Для обеспе­чения плавности качки необходимо увеличить ее период. С этой целью стремятся разместить грузы по высоте таким образом, чтобы, удовлетворяя требованиям ос­тойчивости, достичь возможно меньшей метацентрической высоты, а разнося гру­зы по ширине, увеличить момент инерции масс судна относительно продольной оси. Оба этих приема могут заметно отразиться на плавности бортовой качки. В

значительно меньшей степени можно влиять на период продольной качки, изменяя момент инерции масс относительно поперечной оси распределением грузов по длине и соответствующей балластировкой. Здесь, однако, возможность ограничи­вается условием обеспечения общей продольной прочности судна. Период верти­кальной качки при заданной осадке вообще не может быть изменен.

7.2.2. Приближенное определение периодов качки

Непосредственное использование формул (7.14)—(7.16) для определения собственных периодов качки встречает затруднения, связанные с необходимо­стью вычисления моментов инерции масс судна и присоединенных масс воды. В связи с этим для практических целей пользуются приближенными выражениями, основанными на ориентировочных оценках величин, входящих в формулы(7.14)- (7.16).

Используя экспериментальные данные по присоединенной инерции воды, а также статистические материалы о продольном моменте инерции масс судна, для периодов получим следующие простые выражения: для вертикальной качки

Г^«2, 5л/Г; (7.17)

Для килевой качки

Г^«2, 4л/Г; (7.18)

Где Т - осадка судна, м.

Из этих выражений видно, что периоды вертикальной и килевой качки близки между собой, что подтверждается и практикой мореплавания.

Приближенная формула для периода бортовой качки получается, если мо­мент инерции массы судна и присоединенной инерции воды относительно про-

дольной оси представить в форме /_х + Д/_х = Dr£, где г_х - радиус инерции, кото-

В „

рыи выражается в долях полуширины судна: r_x = cq —. Подставляя эти величины в формулу (7.15), получим:

TQ = 2ят_х / yfgh =сВ/4h. (7.19)

Размерный коэффициент с может быть принят в соответствии со следую­щими данными (табл. 7.1).

Формулой (7.19) иногда пользуются для оценки остойчивости, если имеется возможность определить период качки. Для малых судов период качки находят из опыта раскачивания. Такой опыт обычно проводят перебежками команды с борта на борт в наиболее широком и открытом месте палубы.

Число людей принимается из расчета 1 чел. на 50 т водоизмещения. Перебежки производятся по сигналу, подаваемому с таким расчетом, чтобы команда всегда перемещалась к поднимающемуся борту в такт с качаниями судна. После достижения амплитуды 4-5° подается сигнал, по которому все останавли­ваются в диаметральной плоскости, и при помощи секундомера измеряется про­должительность шести-семи размахов (наклонений с одного борта на другой). Тогда период собственных колебаний найдется из формулы Тд - 2/_сум /я, где

/_сум - суммарное время п размахов, а метацентрическая высота определится из

формулы (7.19): h = с² В² /Тд. Коэффициент с может быть принят по приведен­ным выше рекомендациям или по судну-прототипу. Однако наиболее точное его значение может быть получено, если для одного и того же состояния нагрузки судна период качки измерить раскачиванием судна: а метацентрическую высоту -

из опыта кренования. Тогда коэффициент с найдется из выражения, c = T_e4h/B, которым в дальнейшем можно пользоваться уже для других состояний нагрузки.

Для судов больших размерений собственный период качки может быть оце­нен измерением среднего времени качания с большой амплитудой при положении судна лагом к волнению.

Для некоторых типов судов собственные периоды бортовой и килевой кач­ки приведены в табл. 7.2.

7.2.3. Влияние сил сопротивления.