Продольная и поперечная остойчивость корабля

M.Gotovchitz> Переборки в цистернах тоже перфорированные, но с задачей справляются.
M.Gotovchitz> Скуловые кили работают аналогично автомобильному амортизатору: их главная задача - погасить инерцию бортовой качки.

В данном случае осмелюсь предположить, что этот дырявый киль не имеет никакого отношения к гидродинамике. По этой же причине, скорее всего отверстия и размещены в шахматном порядке, чтобы сохранить эффективную площадь.

А вот прочнисты в этом случае могут сказать свое "ФЭ". После аварии танкера Курдистан Германский ллойд ввел требование перфорации скуловых килей с целью прекращения в этих районах образования трещин. Иначе, они рискуют распространиться через подошву киля на корпус, а это уже хреновее.

Как говорит учебник по судовой прочности, треугольные кили, используются в Германии на фрегатах. В этом случае очень много внимания обращают на то, чтобы подошва киля варилась в районе набора, не образуя т.н. "жестких точек". Иначе напряжения от киля при ударе о грунт или при столкновении могут передаться на обшивку, которая их заведомо не удержит.

Возможно, что эта перфорация во-первых уменьшает жесткость киля и исключает его из состава "глобального продольного набора" (Global longitudinal structure), что заведомо облегчает рассчет продольной прочности. Во-вторых, при ударе, такой киль, вероятно, деформируется сам быстрее, чем просто треугольник и сработает как своеобразный демпфер. Т.е. киль этот ИМХО достаточнго прочен для ледового плавания (прочнее обычного полособульба, или как по-русски называют HP?), но не слишко прочен, чтобы не сдать в случае слишком сильного удара.

D.B.S.> Во-вторых, при ударе, такой киль, вероятно, деформируется сам быстрее, чем просто треугольник и сработает как своеобразный демпфер. Т.е. киль этот ИМХО достаточнго прочен для ледового плавания (прочнее обычного полособульба, или как по-русски называют HP?)
Своими идеями проектант не поделился. Да и поздновато было бы - в день спуска Хотя я против использования скуловых килей на гидрографических (лоцмейстерских) судах.
Первую причину уже приводили - легко повреждаются и оказывают повышенное сопротивление при плавании во льдах. Особенно при малой осадке - а тут именно такой случай.
Второе - это то, что кили оказываются в районе рабочей палубы и за них "легко" цепляются бридели буев. Кили могут повреждаться, выбирать цепь труднее, а при дрейфе судна на цепь, что не всегда можно исключить цепь перегибается на киле и может оборваться.
Ну, и третье - то, что затрудняется постановка забортного (мягкого) пластыря - а это все-таки единственный радикальный способ справиться с течью в подводной части. Возмутило то, что проектант проигнорировал требование нанести маркировку концов киля (предусмотренную Регистром!)
Все-таки вопросы умерения качки для судов специфического назначения надо решать другим способом. Для того проектант и инженер чтобы "найти другое решение".

D.B.S.> А вот прочнисты в этом случае могут сказать свое "ФЭ". После аварии танкера Курдистан Германский ллойд ввел требование перфорации скуловых килей с целью прекращения в этих районах образования трещин. Иначе, они рискуют распространиться через подошву киля на корпус, а это уже хреновее.

Хотелось бы знать кто так безграмотно спроектировал и построил несчастный танкер "Курдистан" и когда это было? Почему Германский ллойд это допустил? Нам в корабелке об этих проблемах говорили 35 лет назад. Это азы судостроения, как и требование исключения образования "жестких точек" - конценртаторов напряжений. В качестве примера привожу фрагменты чертежа скуловых килей буксира 04983 - 70-80 годы прошлого века. Здесь, кстати, показан лист утолщения обшивки в месте притыкания скулового киля.

Еще фрагмент

И последний фрагмент

AndreyG> Хотелось бы знать кто так безграмотно спроектировал и построил несчастный танкер "Курдистан" и когда это было? В качестве примера привожу фрагменты чертежа скуловых килей буксира 04983 - 70-80 годы прошлого века.

Курдистан огреб 15 апреля 1979 года.

А насчет правил. Сам дивлюсь, когда слышу с каким скрипов вносятся отдельные правила, которые даже непрофессионалу сразу понятны.

Казалось бы, после Титаника каждому стало ясно, что водонепроницаемые переборки нужно вести до высоты Freeboаrd, но этому сопротивлялись, пока аналогичным образом не потонуло другое судно. Подписали конвенцию, кажется только между мировыми войнами.

Андреа Дориа была толчком для внедрения рассчетов Damage stability и появления IMO, Британская Колумбия (все по памяти) привела к SOLAS 90, Эстония к SOLAS 2000, свои причины были у SOLAS 2009 и актуального 2010, по какой-то причине были внедрены двухкорпусные танкеры, стокгольмские договоры и т.д. За все плачено жизнями моряков и просто людей.

Вот и сидишь потом с раскрытым ртом на лекции и не веришь своим ушам, когда слышишь про истоки Deterministic и Probabilistic damage stability calculation и про политику за ними.

П.С. Германский ЛЛойд - это не тот, который в 70-х до нефтяного кризиса до конца ломался с внедрением новых рассчетов для супертанкеров, пока они не начали ломаться на спокойной воде прямо в портах и у достроечных стенок? Так появился Finite Elements Method, к внедрению которого, очень серьёзно приложил руку профессор Леманн (и сейчас на пенсии в возрасте за 70 он все еще читает нам лекции)

AndreyG>>
Так и хочется сказать, что ослабление скулового киля в месте крепления к корпусу было всегда - другого не видел

А на фото специфического киля отверситя явно не из соображений прочности - это по-другому решается.
Скорее всего, это именно гидродинамика - увеличение коэффициента демпфирования за счет турбулентности протока через отверстия при качке.
насколько это эффективно - нужно смотреть результаты испытаний.
Но, вряд ли это совершенно убедительное преимущество - иначе было бы широко распространено.

AndreyG> И последний фрагмент

Сейчас примерно так:

sam7> насколько это эффективно - нужно смотреть результаты испытаний.
Вот-вот.... а каких испытаний? Надо было брать два одинаковых судна, отличающиеся только этим и проводить сравнительные испытания. А на самом деле не делали даже определения периода свободных колебаний на одном судне. Дескать потом при случае, если сделаете... нам сообщите...

607ОДНГС> Вот-вот.... а каких испытаний? Надо было брать два одинаковых судна, отличающиеся только этим и проводить сравнительные испытания.

Такие испытания проводятся на моделях.
При одинаковой площади и ширине килей вариант с отверстиями будет иметь бОльший коэфф. демпфирования очевидно, даже объяснять не надо. Учитывая, что протяженность килей влияет гораздо меньше, чем их ширина (доказано испытаниями), можно полагать, что отверстия дают какое-то преимущество.
Таких результатов испытаний не видел, но не думаю, что эффективность намного выше, учитывая еще усложнение конструкции.
Опять же, было бы явно лучше - все бы делали.

sam7> При одинаковой площади и ширине килей вариант с отверстиями будет иметь бОльший коэфф. демпфирования очевидно, даже объяснять не надо.

Хоть одну ссылку. Слово очевидно - не доказательство

sam7> Такие испытания проводятся на моделях.
Точнее сказать - такие испытания можно провести на моделях. Я бы добавил, что результаты таких испытаний хоть один раз надо сравнить с натурными... для корректности. Но все упирается во одно НО - модельных испытаний тоже не было...

matelot> Хоть одну ссылку. Слово очевидно - не доказательство
Да доказательство
Представьте себе обтекание килей равной ширины и одинаковой площади сплошной части, Одни с отверстиями, другие без. Где будет больше сопротивление?
Здесь корабелом быть не надо, достаточно только школьной физики.

607ОДНГС> Но все упирается во одно НО - модельных испытаний тоже не было...

Если корабль построен в соответствии с правилами Классификационного общества, модельные испытания были. Правда, не на качку.
Ну, может они поэкспериментировать захотели.
Или считают, на основе логики, что так лучше. Не совсем инженерный подход

sam7> Представьте себе обтекание килей равной ширины и одинаковой площади сплошной части, Одни с отверстиями, другие без. Где будет больше сопротивление?
sam7> Здесь корабелом быть не надо, достаточно только школьной физики.

Не смешите насчет школы . Это не очевидно.
Может быть при определенных условиях. Но моделировать надо. Кстати если делать скуловые кили эластичными, это могло бы работать лучше.

Может тогда и рули на пл с дырками делать?

matelot> моделировать надо.
matelot> Может тогда и рули на пл с дырками делать?
Бросьте, совешенно понятно - при одинаковой ширине и длине сплошной части.
Общая длина при этом отличается в 1.5-2 раза.
А вот с рулями - хороший пример - совершенно не очевидно, что при одинаковых размерах (длине и ширине) отверстия дадут эффект - увеличение сопротивления за счет турбулентности протока через отверстия, но уменьшение площади=уменьшение сопротивления.
Без результатов испытаний совершенно неочевидно и бессмысленно спорить.
Давайте согласимся - приведенное решение - неочевидно выгодное.

sam7> Если корабль построен в соответствии с правилами Классификационного общества, модельные испытания были. Правда, не на качку.
Естественно были. И естественно не на качку. Всем же понятно. Одно дело испытание для получения кривой буксировочного сопротивления и совсем другое - все остальное - ледовый бассейн, волновой индуктор, испытание самоходной модели на управляемость и проч. - все это опции, на которых так приятно экономить. А эксплуатационники пусть потом разбираются.

sam7> Ну, может они поэкспериментировать захотели.
Эксперимент хорош при наличии контроля результатов.

sam7> Или считают, на основе логики, что так лучше. Не совсем инженерный подход
Согласен

Упражнение по теме

Что больше влияет на остойчивость корабля - начальная метацентрическая высота или высота надводного борта?

sam7> Что больше влияет на остойчивость корабля - начальная метацентрическая высота или высота надводного борта?
Остойчивость широкое понятие. Начальная метацентрическая высота однозначно самый "влиятельный" параметр, когда речь идет о малых наклонениях. А вот если мы начинаем говорить об остойчивости на больших углах и особенно об угле максимума диаграммы, а также о весьма важном практическом параметре остойчивости корабля - угле входа палубы в воду, - то тут безусловно начальная метацентрическая высота может играть сугубо вторичную роль, а вот высота надводного борта наоборот отодвигать угол входа палубы в воду и повышать тем самым остойчивость корабля в практическом смысле слова. Только тут надо еще учесть, что высота надводного борта может здорово поднять центр масс корабля и тогда "дело может не выгореть, а прогореть...".

J.F.> Начальная метацентрическая высота самый "влиятельный" параметр, когда речь идет о малых наклонениях. А на больших углах высота надводного борта

Дискуссии не получилось

(Цитату сократил, чтобы легче читался ответ)

Есть более дискуссионный вопрос: а есть ли практический смысл в понятии продольной остойчивости? Где-то в литературе встречал такое мнение, что на практике корабль не может потерять продольную остойчивость в принципе, так как задолго до "опрокидывания" через оконечность он либо опрокинется через борт от потери поперечной остойчивости из-за уменьшения площади действующей ватерлинии, либо просто потеряет плавучесть и затонет, погружаясь одной из оконечностей. С другой стороны, есть же примеры, когда корабли в момент гибели "вставали" свечкой и уходили под воду так, что оконечность погружалась вертикально. Вопрос в том, каков механизм этого последнего вертикального ухода под воду - или это опрокидывание корабля, приводящее к гибели, или же это все таки "кувыркание" уже почти утонувшего корпуса.

J.F.>
Честно говоря, не увидел дискуссию...
Первой частью Вы ответили на вторую.
Или я не уловил дилеммы...

У вас речь же шла в основном о поперечной остойчивости? Я понял именно так. А про продольную остойчивость написал, чтобы новую дискуссию начать.

J.F.> Вопрос в том, каков механизм этого последнего вертикального ухода под воду - или это опрокидывание корабля, приводящее к гибели, или же это все таки "кувыркание" уже почти утонувшего корпуса.
Муру Этот процесс называет именно "потеря продольной остойчивости", но подчеркивает кавычки Т.е. к потери остойчивости процесс отношения не имеет. Рост дифферента приводит к росту аварийных напоров на переборки, они не выдерживают - затопляются следующие отсеки, это ведет к росту дифферента, растут аварийные напоры и т.д. по нарастающей... корабль уходит в воду оконечностью... Что интересно, в числе кораблей, затонувших таким образом Муру указывает "Титаник", хотя ранее отдает должное "классической" версии Крылова о переливании воды через верх переборок...
См. книгу "Непотопляемость надводного корабля" в 2-х томах