• Просмотров: 6256

Продольная остойчивость подводной лодки определяется теми же зависимостями, что и поперечная. Под воздействием внешнего дифферентующего момента Mдиф подводная лодка, плавающая в положении равновесия на ровном киле (ватерлиния ВЛ), наклоняется в продольной плоскости на угол φ (ватерлиния B1Л1, рис. 5). Перемещение центра величины вследствие изменения формы погруженного объема обеспечивает появление продольного восстанавливающего момента Mφ = P GK, где GK — плечо продольной остойчивости. Точка М является продольным метацентром, возвышение продольного метацентра над центром тяжести — продольной метацентрической высотой Н, а расстояние между продольным метацентром и центром величины — продольным метацентрическим радиусом R.

Начальная продольная остойчивость подводной лодки
Рис. 5. Начальная продольная остойчивость подводной лодки

Продольный восстанавливающий момент при малых углах дифферента определяется по формулам: Mφ = PH sin φ,  Mφ  = РН φ, которые называются метацентрическими формулами продольной остойчивости. Эти зависимости для продольного восстанавливающего момента справедливы при yглах дифферента до 0,5—1,0°, поэтому продольная остойчивость рассматривается как начальная только в пределах таких углов дифферента.

При малых продольных наклонениях подводной лодки плоскости ватерлиний ВЛ и B1Л1 пересекаются по линии, перпендикулярной диаметральной плоскости и проходящей через центр тяжести F площади действующей ватерлинии. Поскольку подводная лодка несимметрична относительно миделя, то эта линия, являющаяся осью продольного наклонения, не лежит в плоскости мидель-шпангоута, а смещена в нос или в корму от нее.

Продольный метацентрический радиус определяется по формуле



где: Iyf — момент инерции площади действующей ватерлинии относительно поперечной оси, проходящей через ее центр тяжести F, м4.

Продольная метацентрическая высота выражается зависимостями:

H = zM — zg,

H = zc + R – zg

H = R — a

а метацентрическая формула продольной остойчивости в развернутом виде получается так же, как формула (1),

Мφ = γ Iyf sin φ — Pa sin φ                                             3)

Таким образом, продольный восстанавливающий момент состоит из момента остойчивости формы Мф = γ Iyf sin φ и момента остойчивости веса Мв = — Pa sin φ.

Сравнивая моменты остойчивости формы и веса при поперечных и продольных наклонениях по формулам (2) и (3), нетрудно убедиться, что остойчивость веса и в том и в другом случае одинакова (при условии θ = ψ), чего нельзя сказать о моментах остойчивости формы. Продольный момент остойчивости формы значительно больше поперечного, поскольку Iyf  примерно на два порядка больше Ix. Это объясняется тем, что момент инерции площади ватерлинии относительно продольной оси Ix пропорционален квадрату ширины этой площади, а момент инерции площади ватерлинии относительно поперечной оси Iyf пропорционален квадрату длины этой площади. Так, если представить площадь ватерлинии в виде эллипса, то момент инерции его площади S относительно продольной оси симметрии Ix = 0.25Sb2, а относительно поперечной оси симметрии Iyf = 0.25Sa2, где а — большая полуось, а b — его малая полуось. Длина подводной лодки в 8—10 раз больше её ширины, поэтому R » r и Н »h.

Если величина поперечной метацентрнческой высоты составляет десятые доли метра, то продольная метацентрическая высота подводной лодки в крейсерском положении находится в пределах H = (0,8 — 1,5) L, где L —длина подводной лодки, м.

Относительная роль моментов остойчивости формы и веса в обеспечении поперечной и продольной остойчивости подводной лодки неравнозначна. Момент остойчивости веса при наклонениях в поперечной плоскости, действуя и сторону наклонения, составляет значительную долю от момента остойчивости формы. Поэтому поперечный вocстанавливающий момент составляет ≈ 30% от момента остойчивости формы. При наклонениях в продольной плоскости момент остойчивости веса составляет всего лини. 0,5−1,0% от момента остойчивости формы, поэтому можно считать, что продольный восстанавливающий момент практически равен моменту остойчивости формы.

Коэффициент продольной остойчивости Кψ и момент дифферентующий подводную лодку на один градус M1˚  определяются по формулам:

Kψ = Mψ΄dψ = PH

которые могут использоваться для определения yгла дифферента подводной лодки при известном дифферентующем моменте.

Подводная лодка в надводном положении имеет большую продольную остойчивость, но это не исключает возможности её потери и опрокидывания в продольной плоскости. Продольная остойчивость резко уменьшается при уменьшении площади действующей ватерлинии, то есть при плавании с дифферентом и при уменьшении запаса плавучести. Поэтому в случаях значительного уменьшения площади действующей ватерлинии как при нормальной эксплуатации подводной лодки (погружение, всплытие, создание больших дифферентов), так и в аварийной oбстановке (при поступлении воды внутрь прочного корпуса и при заполнении цистерн главного балласта) необходимо всегда внимательно контролировать продольную остойчивость, бороться за ее сохранение и восстановление.

Рассмотренные наклонения в поперечной и продольной плоскостях являются с точки зрения величины остойчивости предельными. При наклонениях в поперечной плоскости подводная лодка имеет наиболее низко расположенный метацентр, наименьший метацентрический радиус и наименьшую метацентрическую высоту. При продольных наклонениях метацентрический радиус и метацентрическая высота имеют наибольшие величины. При наклонениях подводной лодки в любых других плоскостях, отличных от поперечной и продольной, величины метацентрических радиусов и метацентрических высот (а, следовательно, и остойчивость) имеют промежуточные значения между максимальной и минимальной, соответствующих продольным и поперечным наклонениям.

Поделиться

Добавить комментарий

Ваши комментарии не должны содержать призывов к насилию, разжиганию межнациональной розни и экстремизму, оскорблений, нецензурной лексики, а также сообщений рекламного характера. Все комментарии, не отвечающие этим требованиям, будут модернизироваться или удаляться.
Войдите через социальные сети:
             
или заполните:
Обновить
Защитный код

Самое читаемое

  • Изображение по умолчанию

    Управление подводной лодкой при вывеске

    Для сохранения основного условия равновесия подводной лодки Р = γV при ее погружении необходимо, чтобы объем цистерн главного балласта был равен объему запаса плавучести, то есть VЦГБ = W, где Р-…

  • Состав изолирующего дыхательного аппарата ИДА-59М

    Изолирующий дыхательный аппарат ИДА-59М

    Устройство ИДА-59М Изолирующий дыхательный аппарат ИДА-59М (рис. 9) предс­тавляет собой автономный дыхательный аппарат регенеративного типа с замкнутым циклом дыхания. Аппарат изолирует органы…

Новости

RSS поток Podlodka.info

В этот день

Сегодня нет мероприятий!
Rambler's Top100