7/22/2019 Curs Teoria Navei.pdf

1/13

CURS TEORIA NAVEI

STABILITATEA INIIALANAVEI

7/22/2019 Curs Teoria Navei.pdf

2/13

STABILITATEA INITIALA A NAVEI

n poziia iniialde echilibru, nava se gsete pe plutirea WL0 iasupra sa acioneaz:

- fora de greutate (n centrul de greutate G) W

- fora de mpingere ( n centrul de carenB0) iF

k y

G

W

B

Fi

z

7/22/2019 Curs Teoria Navei.pdf

3/13

STABILITATEA INITIALA A NAVEI

Sub aciunea unui moment exterior (Mext) nava se nclintransversal cu unghiul , noua plutire fiind WL1. Dupnclinare,volumul carenei navei rmne constant (volumul ongletului imers,vi , este egal cu volumul ongletului emers, ve) dar forma carenei semodific. Centrul de carense deplaseazpe curba centrelor decaren, ntr-o nou poziie B1, direcia forei de mpingerefiind perpendicularpe noua plutire.

WL1

Mext

w

G

v

WL0

WL1

k

B

WL0

e

vi

01B

iF

y

ls

7/22/2019 Curs Teoria Navei.pdf

4/13

STABILITATEA INITIALA A NAVEI

Forele de greutate i mpingere, egale ca mrime, orientate nsens contrar i avnd direcii paralele, vor genera un cuplu, alcrui moment este dat de relaia

MS = gls

- dacmomentul de stabilitate este pozitiv (se opune momentuluiexterior de nclinare) nava revine n poziia iniialde echilibru.

- dac

momentul de stabilitate este negativ, nclinarea navei seaccentueazi nava se afln echilibru instabil.

Aprecierea stabilitii navei prin valoarea i semnul momentului deredresare caracterizeazstabilitatea static.

Aprecierea stabilitii dinamice a navei poate fi fcutpe bazalucrului mecanic al momentului de redresare, definit cu relaia

LS =

0

MSd

7/22/2019 Curs Teoria Navei.pdf

5/13

STABILITATEA INITIALA A NAVEI

n general, stabilitatea depinde de poziia relativa centrelor degreutate i de caren, precum i de forma carenei. Stabilitatea naveise mrete daccentrul de greutate se gsete mai aproape de planulde baz(braul momentului de redresare crete).

La corpurile complet imersate (cum sunt submarinele), pentru oricenclinare, forma carenei nu se modific. Centrul de careneste unpunct fix, ca i centrul de greutate. Corpurile complet imersate suntn echilibru stabil daccentrul de greutate se aflsub centrul de

caren. Modificarile apar in cazul manevrelor de imersare sau deiesire la suprafata.

G

Mext

B

Ms

7/22/2019 Curs Teoria Navei.pdf

6/13

STABILITATEA INITIALA A NAVEI

Stabilitatea longitudinala navei este mult mai mare n comparaiecu stabilitatea transversal. Pentru o navaflatpe plutirea deechilibru WL0, avnd centrul de greutate Gi centrul de carenB0, lao nclinare longitudinalizocarende unghi , deplasarea centrului

de careneste mare, deci momentul de stabilitate este ntotdeaunapozitiv i mult mai mare dect momentul de stabilitate transversal.

WL1

l

y

s

WL0 WL0

WL1

01BB

G

k x

Fi

W

z

7/22/2019 Curs Teoria Navei.pdf

7/13

STABILITATEA INITIALA A NAVEI

= SS lgM > 0

SM >> SM

Navele de suprafase pot rsturna longitudinal, printr-o inundareextensivla una din extremiti, ca urmare a unei avarii.

n cazul submarinelor aflate n imersiune, rsturnarea pe direcietransversala sau longitudinaleste posibilatunci cnd centrul degreutate se afldeasupra centrului de caren, ntruct momentele

exterioare longitudinale sau transversale, care pot producersturnarea, sunt comparabile ca mrime.

7/22/2019 Curs Teoria Navei.pdf

8/13

STABILITATEA INITIALA A NAVEI

7/22/2019 Curs Teoria Navei.pdf

9/13

STABILITATEA INITIALA A NAVEI

Dacstudiul stabilitii navei se realizeazn ipoteza cunghiurile de nclinare transversalsunt mici, atunci se studiaz

stabilitatea iniial sau stabilitatea la unghiuri mici de nclinare.

Unghiurile mici de nclinare sunt acelea pentru care se poateconsidera ipoteza verticalitatii bordurilor si pentru care exista

relaia aproximativ

sin tg [rad] cand practic < 58

Cauzele mai frecvente care pot produce nclinarea navei sunt:- aciunea valurilor, curentlui i vntului, independent sau cuplate;- deplasarea maselor la bordul navei;- gira

ia navei;

- contactul cu fundul marin (euarea navei).

7/22/2019 Curs Teoria Navei.pdf

10/13

STABILITATEA INITIALA A NAVEI

TEOREMA EULERConsiderm o navaflatn poziie de echilibru, asupra creia

acioneazo cauzexternde nclinare.nclinrile care au loc cu pstrarea constanta volumului carenei

navei se numescnclinri izocarene, iar plutirile corespunztoarese numesc plutiri izocarene.

Douplutiri izocarene (corespunztoare unei nclinri

infinit mici a navei) se intersecteazdupo dreaptcare trece prin centrele de greutate ale suprafeelorambelor plutiri.

La o nclinare infinit mic, de unghi d, forma carenei semodific, datoritapariiei ongletelor imers i emers, devolume vii respectiv ve.

7/22/2019 Curs Teoria Navei.pdf

11/13

STABILITATEA INITIALA A NAVEI

x

x

S1S2

A-A

dS

A A

dSy

ve

y

iv

WL0

k

z

WL1

d

S1 este poriunea suprafeei plutirii WL0 corespunztoare ongletuluiimers i respectiv,S2 este poriunea suprafeei plutirii WL0 corespunztoare ongletuluiemers.

7/22/2019 Curs Teoria Navei.pdf

12/13

STABILITATEA INITIALA A NAVEI

Volumul ongletului imers se calculeazprin integrarea pe suprafaaS1 a unui volum elementar prismatic avnd nlimea ydi aria dS

=1S

i dSdyv

Analog, volumul ongletului emers se determincu relaia

=2S

e dSyd v

Pentru o nclinare izocaren, existegalitateavi = ve

Integrala din stnga este momentul static al ariei suprafeei S1nraport cu dreapta de intersecie a plutirilor izocarene, iar integraladin dreapta este momentul static al ariei suprafeei S

2fade aceeai

dreapt.

==1 2 1 2S S S S

dSydSydSyddSyd

7/22/2019 Curs Teoria Navei.pdf

13/13

STABILITATEA INITIALA A NAVEI

Exista relaia echivalent =1 2S S

0dSydSy

Se observ

c

semil

imile suprafeei S

2sunt negative.

Notnd S1+S2 = S, obinem cmomentul static al ariei suprafeeiplutirii izocarene considerate, calculat n raport cu dreapta deintersecie a plutirilor izocarene, este nul

=S

0dSy

n consecin, dreapta de intersecie a plutirilor izocarenecorespunz

toare unei nclin

ri infinit mici, trece prin centrul de

greutate al suprafeei plutirii WL0 , fiind o axcentralde nclinare.Un calcul analog, conduce la concluzia cdreapta de intersecie

trece i prin centrul de greutate al suprafeei plutirii WL1i teorema luiEuler este astfel demonstrat.