Stabilitás lebegő testek

Home | Rólunk | visszacsatolás

Az a képesség, az úszó test disequilibrium visszatérés az egyensúlyi helyzet miközben kiküszöböli a okait az eltérés, az úgynevezett lebegő ellenállás szervek.

A koncepció a stabilitás lehet alkalmazni, hogy két szerv, teljesen elmerül a folyadék (ahol a víz alatti helyzetben), és a szervek úszó a folyadék felszínén.

A test a folyadékban, a gravitációs erő és a hidrosztatikus (archimedesi) felhajtóerő a folyékony. gravitációs erő az alkalmazás helyétől - a súlypont. Felhajtóerő az a pont, a nyomás középpontja D. nyomás középpontja általában nem esik egybe a súlypont a test C. A nyomás központ - a súlypont a folyadék térfogata által kiszorított belemerítjük a folyékony része a test. Álláspontját alakjától függ a víz alatti testrész. A súlypontja az úszótest függ a megoszlása ​​a tömegek ott. Abban az esetben, navigáció a hajó súlypontja határozza meg a teljes súlya a hajótestet, a felépítményeket, a csomagok súlya, az üzemanyag és az embereket. Változó helyét a berendezés vagy rakomány, meg lehet változtatni a helyzetét a súlypont a hajó.

Határozzuk meg a feltételeket a fenntartható búvárkodás szervek.

Vegyük azt az esetet búvár szervek (ábra. 2,14).

Az egyensúlyi helyzetben (ld. 2.14.a) a nyomás középpontja és a központ C D gravitációs ugyanazon függőleges.

Abban az esetben, megsértése az egyensúlyi helyzet a lebegő test stabilitását függ a relatív helyét a nyomás középpontja és tömegközéppont:

· D Ha a nyomás központ felett található a súlypont C (. Ábra 2.14.b), a felhajtóerő és a gravitációs erő létrehozásához egy pillanatra a erőhatástól, hogy visszatérjen a test egyensúlyi helyzetbe; Ezért, az egyensúly a test lesz stabil;

· D Ha a nyomás központ alatt található a súlypont C (. Ábra 2.14.v) erőpárt létrehoz egy pillanatra, hogy növeli az eltérés a test az egyensúlyi helyzetből (billentő nyomaték); stabilitás hiányzik;

· Ha a pont, amelyre a felhajtóerő és a gravitáció egybeesik (ábra. 2.14.g), a nyomaték nem fordul elő, a szervezet továbbra is abban a helyzetben, közömbös egyensúlyi, de nem tért vissza az eredeti helyére.

Így ellenállás búvár szervezet csak abban az esetben, ha a test súlypontja alatt helyezkedik nyomás középpontja.

A szervek (hajók) lebeg a folyadék felszínén, megkülönböztetni hosszirányú és oldalirányú stabilitást. A különbség abban rejlik, hogy a síkban való eltérések az egyensúlyi helyzet: a hosszanti rezisztencia erek vissza az egyenes helyzetbe eltérések előforduló hosszanti átmérő síkjában, azaz a trim ... oldalirányú stabilitást, amikor eltérések előfordulnak a keresztirányú középvonala hajók visszatért a egyenes helyzetben a tekercs.

Tekintsük a keresztirányú stabilitási feltételek. Azt feltételezzük, hogy a rakomány a hajó fedélzetén vannak rögzítve, így ha roll a helyzete annak súlypontja a testéhez képest változatlan marad. Ez eltér a nyomás középpontja. Emlékezzünk, hogy a nyomás középpontja - ez a súlypont a folyadék térfogatának által kiszorított elmerül a folyékony rész a test, annak helyzetét függ az alak a víz alatti része a test. Amikor a hajó sarkú változtatja az alakját a víz alatti rész és rendre a helyzet a nyomás középpontja (ábra. 2,15).

Amint az ábrából látható. 2.15.a döntésekor merülésvonalhoz AB hajó helyzetbe mozog. Ebben az esetben, egy ék alakú kötet, amely a hajótest mozog a süllyesztett helyzetben a felszínen, és az összeg egyenlő megy a víz felszíne alatt. A teljes mennyiséget kiszorított folyadék nem változik, de a jobb (merített) házfél most kiszorítja több folyadékot, mint a bal, a szimmetria van törve. Ezért, a nyomás középpontja eltolódik a D tengely irányába süllyesztett rész (egy pont). A kis tekercs szögek (10 ° - 15 °) a nyomás központeltolódásának fordul elő oly módon, mintha a nyomás középpontja mentén mozgatjuk a körív központ M. feküdt a tengelye a test hajó.

Ezt a pontot nevezzük metacentres. A kis dőlésszöget metacenter helyzetben metszése által meghatározott hatóirányának felhajtóerő P a szimmetriatengelye a ház.

Ha a súlypont alatt található központjában nyomástartó edény C D (ábra. 2.15.a), amikor a hajó sarkú gravitáció és felhajtóerő erők alkotnak egy pár, amely hajlamos arra, hogy visszatérjen az egyensúlyi helyzet a hajó, a hajó stabil.

Ha a súlypont nem fölött található a központ a nyomás, de a fenti metacentrikus (ábra. 2.15.b) gravitáció és a felhajtóerő párt alkotnak, amelynek célja, hogy kapcsolja be a hajót. A stabilitási feltételek nem teljesülnek.

Ha a súlypont a hajó felett található a nyomás középpontja, de az alatt metacentrikus (ábra. 2.15.v) kialakított tekercs pár visszatér a hajó eredeti helyzetébe, és stabil.

Így a következő feltételek szükségesek, hogy biztosítsák a stabilitást a hajó, a hajó súlypontja kell elhelyezni az alábbi metacentrikus.

A tényleges hajó normál üzemi körülmények között, feltéve, hogy az esetben, ha a súlypont központja felett a nyomás, de az alatt metacentrikus.

Közötti távolság metacentres és rm (ábra. 2.15.v) a nyomás középpontja az úgynevezett metacentrikus sugár meghaladó feletti metacentrikus a súlypont a HM hajó úgynevezett metacentrikus magasság. Emlékezzünk (képlet (2,14)), hogy a távolság a súlypont és nyomás középpontja az úgynevezett nyomás E excentricitásának.

Ezután a feltétele a hajó stabilitásának felírható:

t. e. nyomás excentricitása kisebbnek kell lennie metacentrikus sugara. Más szóval,

metacentrikus magasság legyen pozitív értéket.

Ismerve a metacentrikus magasság és az elmozdulás a tartály (meghatározott érték felhajtóerő P) lehetséges az egyes kis tekercs szögek, hogy meghatározzuk a mennyiségét nyomaték, ami visszaadja a hajó egy egyensúlyi helyzetben:

ahol - a dőlésszög - metacentrikus pont.

Mert nagy dőlésszöget dőlés 15 ° használva ez a képlet nem lehet, mert nagy szög metacentrikus többé nem fekszik a szimmetria tengelye az út. Függés metacentrikus pillanatban a tekercsről meghatározott szög nagy empirikusan, és képviseli, mint egy grafikon.

Abban az esetben, hosszirányú stabilitás, t. E. visszatérése úszó hajók a függőleges helyzetben a berendezés úgy tűnik, hogy a metacentrikus sugár rm mindig nagy, így a hosszanti stabilitása úszó hajók mindig biztosított.