Мореходность

Мореходность или мореходность — это мера того, насколько хорошо судно подходит к условиям во время плавания. Судно или лодка , которые имеют хорошую мореходность, считаются очень мореходными и способны эффективно работать даже в условиях сильного волнения на море .

Мера

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

Миссия : для чего предназначен корабль. Роль корабля в море.
Окружающая среда : условия, в которых работает судно. Это может быть описано как состояние моря , скорость ветра, географический регион или некоторая комбинация этого.
Реакции судна : реакция судна на условия окружающей среды. Реакции являются функцией окружающей среды и характеристик судна.
Критерии мореходных характеристик : установленные пределы для реакций судна. Они основаны на движениях судна и испытываемых ускорениях и включают критерии комфорта, такие как шум, вибрация и морская болезнь , значения, основанные на эксплуатационных характеристиках, такие как непроизвольное снижение скорости, и наблюдаемые явления, такие как погружение носа.

Буровое судно и паром имеют разные миссии и работают в разных условиях. Критерии производительности также будут разными. Оба могут считаться мореходными, хотя и по разным причинам, основанным на разных критериях.

Фон

При проектировании судна важно заранее определить поведение судна или плавучей конструкции, когда она подвергается воздействию волн. Это можно рассчитать, найти с помощью тестирования физической модели и в конечном итоге измерить на борту судна. Расчеты можно выполнить аналитически для простых форм, таких как прямоугольные баржи, но для любого реалистичного судна их необходимо рассчитать на компьютере. Результаты некоторых из этих расчетов или модельных испытаний представляют собой передаточные функции, называемые операторами амплитуды отклика (RAO). Для плавучей конструкции их необходимо рассчитать для всех шести движений и для всех относительных направлений волн.

Качения 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 миссию, такую как развертывание и подъем небольших лодок или самолетов. Мерой способности человека выполнять определенную задачу на борту движущегося судна являются прерывания, вызванные движением ^[2] (MII). Они дают представление о количестве событий, в которых стоящий человек будет искать опору, чтобы сохранить равновесие. MII измеряется в случаях в час.

Движение судна оказывает физиологическое воздействие на пассажиров и экипаж судна. Величина и ускорение движения судна (особенно качка, бортовая и килевая качка ) оказывают неблагоприятное воздействие на пассажиров и персонал судна. Морская болезнь отрицательно влияет на способность экипажа выполнять задачи и сохранять бдительность и, очевидно, будет вызывать у пассажиров стресс. Важным показателем при оценке морской болезни является заболеваемость морской болезнью ^[3] (MSI). Самое важное исследование MSI было опубликовано в Aerospace Medicine О'Хэнлоном и Макколи в 1974 году, в котором были установлены общие субъективные пороги переносимости MSI. MSI измеряется в процентах людей, которые испытывают морскую болезнь в течение определенного периода времени воздействия. Общепринятый предел MSI составляет 20% случаев морской болезни в течение четырехчасового периода воздействия. Небольшой процент людей очень восприимчивы к морской болезни и заболевают даже при самых незначительных условиях, в то время как другие люди редко заболевают морской болезнью, несмотря на тяжелые условия. Также было показано, что большинство людей приспосабливаются к качке корабля в течение примерно четырех дней, но некоторые вообще не приспосабливаются.

Мореходность напрямую влияет на конструкцию судна. Качки судна учитываются при определении основных размеров судна и при разработке общих компоновок внутренних помещений судна. Например, на большинстве судов самые передние части судна испытывают наихудшие качки и обычно неприемлемы для размещения пассажиров или экипажа. В исключительных случаях, когда качки судна представляют угрозу для экипажа, конструкции или оборудования, или когда качки судна мешают судну выполнять свою миссию, то конструкция должна быть изменена таким образом, чтобы качки судна были уменьшены.

Факторы

На мореходность и правильность реагирования судна влияет ряд факторов.

Размер : Более крупное судно, как правило, будет иметь меньшие движения, чем меньшее. Это происходит из-за того, что относительный размер волн меньше.
Водоизмещение : Более тяжелое судно, как правило, будет иметь меньшие движения, чем более легкое. Учитывая, что энергия волны одинакова для каждого судна и обеспечивает возбуждающую силу, судно с большей массой будет иметь меньшие ускорения.
Устойчивость : Устойчивое судно будет стремиться следовать профилю волны более точно, чем менее устойчивое. Это означает, что более устойчивое судно, как правило, будет иметь более высокие ускорения, но более низкие амплитуды движения.
Freeboard : Чем больше надводный борт судна, тем меньше вероятность погружения палубы. Погружение палубы часто является критерием мореходности, поскольку оно влияет на способность выполнять миссию на ряде судов.
Человеческий фактор : Часто наиболее важными факторами в мореходстве, особенно на малых судах, являются опыт и навыки экипажа в экстремальных ситуациях. С ними связаны избежание морской болезни, получение достаточного количества сна, еды и питья и избежание травм в течение экстремального события.
Состояние моря , спектр волн и относительное направление. На некоторых частотах могут быть нежелательные резонансы. Килевая и бортовая качка могут возбуждаться до опасных амплитуд, если собственная частота корпуса совпадает с частотой падения волн и недостаточное демпфирование. Курс и скорость судна оказывают большое влияние на частоту падения волн.
Демпфирование тангажа и крена противодействует резонансным движениям. Иногда изменение момента инерции путем смещения балласта может расстроить резонанс.
Путевая устойчивость или устойчивость к рысканию, которая влияет на удержание курса, особенно при волнении носом и кормой, а также при обгоне, когда скорость потока за рулем может значительно упасть или стать отрицательной, в то время как погружение носа может одновременно увеличиться, смещая центр боковой поверхности вперед.

Реакция корпуса судна на заданные морские условия может значительно различаться в зависимости от загрузки, свободной поверхности танков, распределения веса, скорости и направления движения.

Смотрите также

Корпус (судна) — водонепроницаемый плавучий корпус судна или лодки.
Мореходность (право) – морское понятие, обозначающее меру пригодности судна к безопасной эксплуатации на ходу.
Движение судна – Термины, связанные с шестью степенями свободы движения.
Черепаха (парусный спорт) – переворачивание лодки вверх дном.

Связанные темы

Летная годность — мера пригодности самолета к безопасному полету.
Ударопрочность – параметр транспортного средства
Кибербезопасность — способность постоянно обеспечивать желаемый результат, несмотря на неблагоприятные киберсобытия.
Железнодорожная пригодность
Пригодность к эксплуатации – транспортное средство соответствует приемлемым стандартам безопасного вождения.
Космическая пригодность – мера качества космического корабля.

Ссылки

↑ Льюис, Принципы корабельной архитектуры , том III, раздел 7, стр. 137 (Показатели эффективности).
^ Грэм, 1990
↑ О'Хэнлон и МакКоли, 1974 г.

Библиография

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

Дальнейшее чтение

CA Marchaj (2007). Мореходность: забытый фактор. ISBN 978-1-888671-09-4.
ARJM Lloyd (1998). Мореходность: поведение судна в штормовую погоду. Amazon. ISBN 0-9532634-0-1.

Внешние ссылки

Факторы мореходности