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稳性问题简要解析-舰艇静力学与快速性

时间:2023-09-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:关于稳性,有以下几点需要说明。而舰艇在纵倾条件下的上述能力称为纵稳性。研究水面舰艇纵稳性的目的主要是确定纵倾角。初稳性只能说明舰艇在平衡位置的最初特性,或者说受到外界小扰动情况下的稳性。全面表征舰艇在某一平衡位置的横稳性的则是大角稳性,所以大角稳性当然包括初稳性在内。特别是涉及舰艇是否会倾覆等问题时,不能仅根据初稳性做出判断,必须考察其大角稳性。

稳性问题简要解析-舰艇静力学与快速性

关于稳性,有以下几点需要说明。

1.稳性是舰艇处于平衡位置时的特性

稳性是针对舰艇的某一平衡位置(或装载状态)而言的,是舰艇处于平衡位置时的一种固有属性,是用来描述各平衡位置之间的区别的特征量。同一艘舰艇在不同平衡位置(不同的装载状态)有不同的稳性,舰艇在非平衡位置则无从讨论稳性问题。

2.稳性与稳度

稳性是指外力作用消失后舰艇自行回复到原来的平衡位置的能力。对某个平衡位置而言,当使舰艇偏离平衡位置的外力作用消失后,舰艇能重新自行回到平衡位置时,称该平衡位置是稳定的,否则是不稳定的。舰艇有无回到原平衡位置的能力是稳性问题,也即平衡位置稳定与否的问题;而舰艇回到原平衡位置能力的大小,则是稳定程度的问题,即稳度问题。所以,一般首先应当判断舰艇的平衡位置是否稳定,然后再衡量稳定程度的大小。

3.横稳性与纵稳性

舰艇在外力作用下而偏离平衡位置,可能有各种各样的情况,但概括起来,无非是沿铅垂轴和水平轴的平移,或是绕铅垂轴和水平轴的转动。有实际意义的是舰艇绕水平轴的转动:舰艇的横倾,即向左舷或右舷一侧的倾斜;舰艇的纵倾,即向船艏或船艉的倾斜。对于水面舰艇,尤其值得注意的是绕纵向水平轴的转动,也就是横倾,因为翻船通常发生在横向。(www.xing528.com)

舰艇在横倾条件下重新回到原来平衡位置的能力称为横稳性。而舰艇在纵倾条件下的上述能力称为纵稳性。研究水面舰艇纵稳性的目的主要是确定纵倾角。

4.初稳性与大角稳性

根据舰艇偏离平衡位置程度的不同,把稳性分为初稳性(小角稳性)和大角稳性。初稳性适用于横倾角不大于15°(或上甲板不入水,舭部不露出水面)的情况。舰艇横倾角为10°,20°,…,90°时舰艇回到原平衡位置的能力,则属于大角稳性的范畴。一般大角度倾斜只发生在横倾时,所以大角稳性研究只分析横倾的情形。至于纵倾,通常倾角都很小,仅在初稳性研究中考虑。

初稳性只能说明舰艇在平衡位置的最初特性,或者说受到外界小扰动情况下的稳性。它不能反映后续的、偏离较大的条件下舰艇的稳性。全面表征舰艇在某一平衡位置的横稳性的则是大角稳性,所以大角稳性当然包括初稳性在内。特别是涉及舰艇是否会倾覆等问题时,不能仅根据初稳性做出判断,必须考察其大角稳性。

将大角稳性和初稳性分开讨论研究,是因为小角度倾斜时,可以采用一些简化假设,得到简单的数学关系式,这样在处理实际问题时比较方便。其次在舰艇的服役过程中,要确定载荷分布左右不对称(包括人员的走动、一舷舱室破损进水等造成的载荷分布不对称情况)、不大的风压长期作用等情况下横倾角的大小,只需要知道初稳性的规律即可。特别是舰上装载的变动(包括载荷增加、减少、移动)而引起的浮态和稳性的改变,在日常使用、改装、维修等过程中大量出现,而在许多情况下往往只要估计舰艇初稳性的变化就行了,所以初稳性的研究具有实用的意义。

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