Мореходство

Мореходность или мореходные качества являются мерой того, насколько хорошо судно приспособлено к условиям во время движения. Корабль или лодка , обладающие хорошими мореходными качествами , считаются очень мореходными и способны эффективно действовать даже в условиях открытого моря .

Мера

В 1976 году Сен-Дени ^[1] предложил четыре основных термина, необходимых для описания мореходных качеств. Это:

Миссия : то, что корабль должен выполнить. Роль корабля в море.
Окружающая среда : условия, в которых работает судно. Это можно описать как состояние моря , скорость ветра, географический регион или некоторую их комбинацию.
Реакция корабля : реакция корабля на условия окружающей среды. Реакция зависит от окружающей среды и характеристик судна.
Критерии мореходности : установленные пределы реакций судна. Они основаны на движении судна и испытываемых ускорениях и включают критерии комфорта, такие как шум, вибрация и морская болезнь , значения, основанные на характеристиках, такие как непроизвольное снижение скорости, и наблюдаемые явления, такие как погружение носа судна в воду.

Буровое судно и паром выполняют разные задачи и работают в разных условиях. Критерии эффективности также будут другими. Оба могут считаться мореходными, хотя и по разным причинам, основанным на разных критериях.

Фон

При проектировании корабля важно заранее определить поведение корабля или плавучей конструкции при воздействии волн. Это можно рассчитать, найти с помощью испытаний физической модели и в конечном итоге измерить на борту судна. Расчеты могут быть выполнены аналитически для простых форм, таких как прямоугольные баржи, но для любого корабля реалистичной формы их необходимо рассчитывать на компьютере. Результаты некоторых из этих расчетов или модельных тестов представляют собой передаточные функции , называемые операторами амплитуды отклика (RAO). Для плавучей конструкции их необходимо будет рассчитать для всех шести движений и для всех относительных направлений волн.

Движения судна важны для определения динамической нагрузки на экипаж, пассажиров, компоненты судовых систем, закрепленный груз и элементы конструкции. Чрезмерные движения судна могут помешать судну выполнить свою задачу, например, развертывание и подъем небольших лодок или самолетов. Мерой способности человека выполнить конкретную задачу на борту движущегося корабля является количество прерываний, вызванных движением ^[2] (MII). Это дает представление о количестве событий, в которых стоящий человек будет искать опору, чтобы сохранить равновесие. MII измеряется в событиях в час.

Движение судна оказывает физиологическое воздействие на пассажиров и команду судна. Величина и ускорение движений судна (особенно качки, крена и тангажа ) оказывают неблагоприятное воздействие на пассажиров и бортовой персонал. Морская болезнь окажет негативное влияние на способность экипажа выполнять задачи и сохранять бдительность и, очевидно, причинит беспокойство пассажирам. Важным показателем при оценке морской болезни является заболеваемость морской болезнью ^[3] (MSI). Наиболее важное исследование MSI было опубликовано О'Хэнлоном и Макколи в журнале Aerospace Medicine в 1974 году, в котором были установлены общие субъективные пороги толерантности к MSI. MSI измеряется в процентах людей, испытывающих морскую болезнь в течение определенного времени воздействия. Общепринятым пределом MSI является 20% случаев морской болезни в течение четырехчасового периода воздействия. Небольшой процент людей очень подвержен морской болезни и заболевает даже при малейших обстоятельствах, в то время как другие люди редко заболевают морской болезнью, несмотря на тяжелые условия. Также было показано, что большинство людей приспосабливаются к движению корабля в течение примерно четырех дней, но некоторые вообще никогда не акклиматизируются.

Мореходность напрямую влияет на конструкцию судна. Движения корабля учитываются при определении основных размерений корабля и при разработке общего устройства внутренних помещений корабля. Например, на большинстве судов дальние передние части судна испытывают наибольшую качку и обычно неприемлемы для стоящих у швартовки пассажиров или экипажа. В исключительных случаях, когда движения судна представляют угрозу для экипажа, конструкций или механизмов или когда движения судна мешают выполнению его миссии, тогда в конструкцию необходимо внести изменения, чтобы уменьшить движения судна.

Факторы

Ряд факторов влияет на мореходность и правильность реакции корабля.

Размер : более крупный корабль обычно имеет меньшие движения, чем меньший. Это связано с тем, что относительный размер волн меньше.
Водоизмещение : более тяжелый корабль обычно имеет меньшую подвижность, чем более легкий. Учитывая, что энергия волны одинакова для каждого судна и обеспечивает возбуждающую силу, то судно с большей массой будет иметь меньшее ускорение.
Стабильность : стабильное судно будет стремиться следовать за профилем волны более точно, чем менее стабильное. Это означает, что более устойчивый корабль обычно будет иметь более высокие ускорения, но меньшую амплитуду движения.
Надводный борт : чем больше надводный борт судна, тем меньше вероятность погружения палубы. Погружение палубы часто является критерием мореходности, поскольку оно влияет на работоспособность ряда кораблей.
Человеческий фактор : Часто наиболее важными факторами в мореплавании, особенно на небольших судах, являются опыт и навыки экипажа в экстремальных ситуациях. В дополнение к этому следует избегать морской болезни, достаточно спать, есть и пить, а также избегать травм во время экстремальных явлений.
Состояние моря , спектр волн и относительное направление. На некоторых частотах могут возникнуть нежелательные резонансы. Крен и крен могут достигать опасных амплитуд, если собственная частота корпуса совпадает с частотой падения волн и демпфирование недостаточно. Курс и скорость судна оказывают большое влияние на частоту возникновения волн.
Демпфирование тангажа и крена противодействует резонансным движениям. Иногда изменение момента инерции путем смещения балласта может привести к расстройке резонанса.
Курсовая устойчивость или устойчивость по рысканью, которая влияет на поддержание курса, особенно в носовом и четвертном волнении, а также в обгоняющем море, когда скорость потока за рулем направления может значительно упасть или стать отрицательной, в то время как погружение носовой части может одновременно увеличиваться, перемещая центр руля направления. боковая область вперед.

Реакция конкретного корпуса на данные морские условия может значительно различаться в зависимости от загрузки, свободной поверхности танков, развесовки, скорости и направления движения.

Смотрите также

Корпус (водное судно) - водонепроницаемый плавучий корпус корабля или лодки.
Мореходность (закон) - морская концепция меры пригодности судна для безопасной эксплуатации на ходу.
Движение судна - термины, связанные с шестью степенями свободы движения.
Черепаха (парусный спорт) – переворачивание лодки вверх дном.

Библиография

Браун, Дэвид К. (1988). «Мореходность по замыслу». Военный корабль Интернешнл . XXV (4): 341–352. ISSN 0043-0374.

дальнейшее чтение

CA Марчай (2007). Мореходность: забытый фактор. ISBN 978-1-888671-09-4.
ARJM Ллойд (1998). Мореходное дело: поведение корабля в ненастную погоду. Амазонка. ISBN 0-9532634-0-1.

Внешние ссылки

Факторы мореходности