Основною характеристикою остійності судна є діаграма статичної остійності.

На діаграмі статичної остійності по осі абсцис відкладають кути крену, по осі ординат – плечі поновлюючих моментів. Типова діаграма статичної остійності показана на рисунку 2.4.

Рисунок 2.4 – Типова діаграма статичної остійності

Вимоги Міжнародної морської організації (ІМО)* до діаграми статичної остійності:

- площа під позитивною частиною діаграми статичної остійності повинна бути не менше, ніж 0,055 м×радіан до кута крену 30º;

- площа під позитивною частиною діаграми статичної остійності повинна бути не менше, ніж 0,09 м×радіан до кута крену 40º;

- площа під позитивною частиною діаграми статичної остійності між кутами крену 40º і 30º повинна бути не менше, ніж 0,03 м×радіан ;

- максимальне плече діаграми статичної остійності l_max повинно бути не менш ніж 0,25 м для суден довжиною L≤80 м і 0,20 м для суден довжиною L≥105 м;

- максимальне значення плеча діаграми статичної остійності повинно бути при куті крену Θ_м ≥30º:

- границя позитивної статичної остійності (захід діаграми) Θ_v ≥ 60º.

Побудова діаграми статичної остійності – це розрахунок плечей поновлюючих моментів.

Плече поновлюючого моменту

l = l_ф – z_g Sinθ – Δl,

де l_ф – плече остійності форми,

z_g – апліката центра маси судна ,

θ - кут нахилу судна,

Δl – поправка на вплив вільних поверхонь рідких вантажів.

Плече остійності форми l_ф – це відстань від осі ОХ до вертикальної площини, яка проходить через центр сил підтримки (центр величини С) судна при нахиленому судні.

Значення плечей остійності форми l_ф залежать тільки від водотоннажності Δ,диференту tі кута крену θ судна і знаходяться по таблицях, які є в «Інформації про остійність» кожного судна.

В «Інформації про остійність» суден, які побудовані 20 і більше років тому назад, замість таблиць можна знайти криві плечей остійності, які називають пантокаренами.

Поправку на вплив вільних поверхонь рідких вантажівчастіше всьоговизначають по формулі

Δl = Δh Sinθ ,

де Δh – поправка до метацентричної висоти на вплив вільних поверхонь рідких вантажів.

* Міжнародна морська організація (ІМО) .Заснована в 1959 році. Основне призначення – забезпечення надійності і безпеки судноплавства при міжнародній торгівлі та запобігання забрудненню навколишнього середовища з суден.

Плечі поновлюючих моментів зручніше всього обраховувати в формі таблиці.

Площа діаграми статичної остійності s – це робота поновлюючих моментів при нахилі судна. Обчислення площі діаграми статичної остійності sнеобхідне, щоб визначити, чи задовольняються перші три вимоги до остійності ІМО.

В «Інформації про остійність» суден, які побудовані 20 і більше років тому назад, може бути універсальна діаграма статичної остійності, де плечі безпосередньо (без обчислень) знімаються з діаграми в залежності від метацентричної висоти та водотоннажності судна.

Приклад 2.6

Розрахувати плечі і площі діаграми статичної остійності суховантажного судна “TIMBER NAVIGATOR” з однорідним вантажем щільністю 0,685т/м³ і 100% запасів.

В прикладі 2.2 водотонажність судна Δ = 11123 т, zg =6,51 м, вільні поверхні ΣγІх =842 тм.

Поправка до метацентричної висоти на вільні поверхні рідких вантажів

Δh = = м.

Плечі остійності форми lф для Δ = 11123 т взято з таблиці А.5.

Розрахунок плечей і площ діаграми статичної остійності виконано в табиці 2.4.

Таблиця 2.4 – Розрахунок плечей і площ діаграми статичної остійності

Діаграма статичної остійності побудована на рис. 2.5

Плечі і площі діаграми статичної остійності відповідають вимогам ІМО:

площа діаграми до 30˚ S30 = 0,069 м×радіан > 0,055 м×радіан;

площа діаграми до 40˚ S40 = 0,129 м×радіан > 0,090 м×радіан;

площа діаграми між 30˚і 40˚ S30-40 = 0,060 м×радіан > 0,030 м×радіан;

максимальне плече діаграми lmax = 0,420 м > 0,20 м;

кут крену з максимальним плечем Θм =50˚ > 30˚;

границя позитивної статичної остійності (захід діаграми) Θ_v > 60º.

Критерій погоди

Критерій погодив резолюції ІМО називаєтьсякритерієм сильного вітру і хитавиці.Цей критерійхарактеризує і є показником динамічної остійності. Динамічна остійність –це остійністьсудна в штормових умовах

Порядок його визначення згідно з вимогами Міжнародної морської організації (ІМО), приведений в «Інформації про остійність» кожного судна.

Вважається, що судно розташоване лагом до хвиль і хитається зі значною амплітудою. Коли судно досягне крайнього положення і почне вертатися назад, налітає шквал. І судно при цьому не повинно перекинутися. Момент, який може перевернути судно, повинен бути більшим, ніж максимально можливий .

Вихідні дані для розрахунку критерію погоди:

- геометричні характеристики, водотоннажність і осадка судна;

- метацентрична висота;

- діаграма статичної остійності;

- площа і апліката центра парусності;

- район плавання судна.

Площа і апліката центра парусності для конкретного завантаження судна береться з «Інформації про остійність» або розраховується по силуету судна.

Зручніше всього визначати критерій погоди в табличній формі .

Приклад 2.7

Розрахувати критерій погоди суховантажного судна “TIMBER NAVIGATOR” з однорідним вантажем щільністю 0,685т/м³ і 100% запасів.

Таблиця 4.9- Розрахунок критерію погоди

Додатково для суховантажних суден типу «ріка – море» визначається критерій прискорення

К* = ,

де a _розр = 1,1×10^-3×В×m²×θ_r – розрахункове значення прискорення;

m = m_o/ √h_o – нормована частота власних коливань судна;

m_o – коефіцієнт, що визначається за табл. 3.12.3 [1] залежно від ;

h_o – поперечна метацентрична висота без урахування вільних поверхонь рідких вантажів;

θ_r – розрахункова амплітуда хитавиці, що визначається відповідно до вказівок 2.1.3 і 3 12.5 [1], град.;

V – водотонажність судна, м³.