03. hydrostatics

8/16/2019 03. Hydrostatics

1/80

3. ΥΔΡΟΣΤΑΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑΠΛΟΙΟΥ

Πλωτάρχης (Μ) Γ. Γκουγκουλίδης ΠΝ


2/80

Περιεχόμενα

Βασικές έννοιες – μεγέ η !δροστατικά "ιαγράμματα

#αμ$%λες &' *+#έντρο Βάρους (,-) Μετακίνηση#έντρου ΒάρουςΝ/μοι Πλευστ/τητας#έντρο 0ν1σεως (,&)Μετάκεντρο Μετακεντρικ2 0κτίνα(ΒΜ)


3/80

Βασικά Μεγέ !

Μέγε "# Σ$μ%"&"

Τ$'"# Μ"νά(ε#)*

Μ"νά(ε#*+,- /01

Π2κνό !α

ρ

Ει(ικό%άρ"#

γ

Ει(ικ4%αρ$ ! α

)5 α(ιάσ α"

α(ιάσ α"

Μέγε "# Σ$μ%"&"

Τ$'"# Μ"νά(ε#)*

Μ"νά(ε#*+,- /01

Π2κνό !α

ρ

Ει(ικό%άρ"#

γ

Ει(ικ4%αρ$ ! α

)5 α(ιάσ α"

α(ιάσ α"

• 1 slug = 32.174 lb m = 14.594 kg• 1 kg = 2.2046 lb m = 6.8521x10 -2 slugs


4/80

Βασικά Μεγέ !

Ρε2σ ό ρ 6)*7 ρ 6*+,- /017 γ 6)*7 γ6*+,- /017

8&2κόνερό

9::: 9;


5/80

Π2κνό ! α Cερ"$ D ΑέραEF Aερμ"κρασGα


6/80

Κα ασ άσει# H"ρ IσεJ#

K Ε2σ ά εια ενό# '&"G"2 2'"&"γGLε αι για(ιάM"ρε# κα ασ άσει# M"ρ IσεJ#6εNαρ ά αι α'ό " ν!"γνIμ"να '"2ακ"&"2 εG " σχε(ιασμό# "2 '&"G"27. 8ια

!# HO8 . ΥΔΡΑP3' 4565' 78 9 :'+4*4 45;* 63' 4565' 7?8 @+AE 'E> ' 45;* 63' 4565' P8 QA+5 5 B =AE5;* 45;* 6


7/80

ΠGνακα# Υ(ρ"σ α ικIνΧαρακ !ρισ ικIν

0 0V 1 1E 1A 2 2E 3 6

Εκτόπισμα 2952 3047 3250 3116 3324 3478 3543 3306 3290

ΜέσοΒύθισμα

3,8 3,95 4,14 4,20 4,21 4,31 4,37 4,18 4,19

Διαμήκηςκλίση

0,96 0,41 0,137 0,118 0,077 0,336 0,324 0,288 0,047

K 6,433 6,283 6,121 6,200 6,003 5,989 6,065 6,057 6,127

! 1,101 1,151 1,219 1,122 1,313 1,307 1,214 1,280 1,195


8/80

Υ(ρ"σ α ικάΔιαγράμμα α

0$/ τα υδροστατικά διαγράμματα εν/ς$λοίου είναι δυνατ2 η ε%ρεση $ολλ1νγεωμετρικ1ν στα ερ1ν αυτο% με σκο$/την εRαγωγ2 χρ2σιμων συμ$ερασμάτωνγια την ευστά εια του $λοίου.

Sα υδροστατικά διαγράμματα$αρουσιάTονται σε διάUορες μορUές

/$ως8 !δροστατικές καμ$%λες"ιαγράμματα Vυ ισμάτωνΠίνακες


9/80


Wκτ/$ισμα σε αλασσιν/ νερ/Wκτ/$ισμα σε γλυκ/ νερ/#ά ετη έση του κέντρου αντ1σεως (#Β)"ιαμ2κης έση του κέντρου αν1σεως(X3&)WμVαδ/ν ε$ιUανει1ν ισάλων

"ιαμ2κης έση κέντρου $λευστ/τητας


10/80


S/νοι για V% ιση CY (2 C =>) (QZ[ QZ3)WμVαδ/ν μέσης τομ2ς $λοίου"ιάγραμμα μέσης τομ2ς $λοίου

\]ος μετάκεντρου (#Μ)"ιαμ2κης μετακεντρικ2 ακτίνα (ΒΜX)^ο$2 για αλλαγ2 διαγωγ2ς CY (2 C =>)

"ι/ρ ωση εκτο$ίσματος για έμ$ρυμνηδιαγωγ2 C_6


11/80

Υ(ρ"σ α ικέ# Καμ'$&ε#

Δ"Μ

"Β

#$% Μ&1 '%('%)


12/80

17

1615

14

13

1211

800 4000

3500

3000

2550

750

700650

600550

AFTERDRAFTMARKS

(FT)

MOMENT TO ALTER TRIM

ONE INCH(FOOT-TONS) DIS LACEMENT(TONS)

22!222!322!422!522!622!7

22!8

TRANSERSEMETACENTER

A"O#E "OTTOMOF KEEL (FT)

2829

30

31

32

3354321

1234

51112

13

14

1516

17

TONSER

INCH(TONS$IN)

LON%IT&DINALCENTER OF"&O'ANC'

(FEET)

FOR ARDDRAFTMARKS

(FT)

C&R#E OF CENTER OF FLOTATION

30 20 10

L *+ " . * D/ M / 397 0

DRAFT F D 14 FT 6 INDRAFT AFT 16 FT 3 IN

( 7

3850 TONS

KM T I LC" LCF MT1

M T 1 5

778 FT-TONS$IN

K M

22!28 FT

T I

32!7 TONS$IN

L C "

3!5 FT AFT

L C F

24 FT AFT

"ιαγράμματα Βυ ισμάτων


13/80

0$οτελο%ν μία σειράκαμ$υλ1ν σε διάUορεςεγκάρσιες τομές του$λοίου (συν2 ως σεστεγανές Uρακτές) α$//$ου είναι δυνατ2 ηε%ρεση του εμVαδο% τηςVυ ισμένης ε$ιUάνειαςΜε τη χρ2ση των

καμ$υλ1ν αυτ1ν είναιδυνατ2 ο$ροσεγγιστικ/ςυ$ολογισμ/ς τουVυ ισμένου /γκουμεταR% δ%ο Uρακτ1ν.

Καμ'$&ε# QRST-0S


14/80

Καμ'$&! Ε'ιMανειIνΕγκαρσGJν Τ"μIν


15/80

Δ2νάμει# Π"2 Ασκ"$ν αι Σε ΣIμαΒ2 ισμέν" Σ ! Aά&ασσα

:;< =>?@

B; ; G J > J P(Q : J ; < @ <( @ ; :JQ GG;>

: )

U J V : J W ; @X ;< ; : J ; Q YJ@ Z>;; ; @X ;< @ ; :

BX< ;G; W J

B; : W J Z> :; Q :; < Z> :; >?@ <

:;< =>?@

B; ; G J > J P(Q : J ; < @ <( @ ; :JQ GG;>

: )

U J V : J W ; @X ;< ; : J ; Q YJ@ Z>;; ; @X ;< @ ; :

BX< ;G; W J

B; : W J Z> :; Q :; < Z> :; >?@ <


16/80

Μ"νά(ε# Μέ ρ!σ!# Βάρ"2# σ !Cα2'!γGα

C >*6A5= 6 (DQ) ` C777 aBC :' B 6 (XQ) ` C7CP aB

C ;H'A6 6 (bQ) ` c7d aBC DQ ` MM7e.P :fC XQ ` MMe7 :fC bQ ` M777 :f


17/80

Υ'"&"γισμό# Βάρ"2# Π&"G"2

@ >;GJ Q :;< >J ; Q :;< [ : @Y ; Q :;<

S \ ]+ ( ST )

O^ ] ]+ ( OT)

M _ ]* /` ]+ ( OT)

]+ M /+]* (R)

L]+ S ]a ]+ ( L)

`\ b ( LO)

F^ \ ]+ ( F)

/ c] ] * ]+ ( R)

C/ . ]+ ( CR )

D b. ]+ (D T)

" \\ / ("L)


18/80

Κέν ρ" Βάρ"2#

gς κέντρο Vαρ%τητας (2 Vάρους)ορίTουμε το σημείο στο ο$οίοεUαρμ/Tεται η συνιστάμενη δ%ναμη /λωντων ε$ιμέρους Vαρ1ν $ου ε$ιδρο%ν στο$λοίο μας.

Sο κέντρο Vάρους μετατο$ίTεται σε κά ε

$ρ/σ εση αUαίρεση 2 μετατ/$ιση Vάρους$ου λαμVάνει χ1ρα στο $λοίο.


19/80

G κινείται προς την πρόσθεση βάρους

Κιν4σει# Κέν ρ"2Βάρ"2#


20/80

20

%

K%

%1

K%1


21/80


G κινείται μακριά από την αφαίρεση βάρους



22/80

22

%%%%%%

%1

K%1K%

%


23/80


G κινείται μακριά από την αφαίρεση βάρους

G κινείται στην κατεύθυνση της μετακίνησηςτου βάρους



24/80

24

% %2


25/80

Κα ακόρ2M! Α&&αγ4U.5.

CL

BL

G o

Bo

K

Υπολογισμός νέου κέντρου βάρους κατά την

πρόσθεση – αφαίρεση – μετακίνηση βάρους


26/80

CL

BLK

G o

• Αλλαγή στο VCG (ή KG)

KG new

•

g

Αλλαγή στο βάρος (είτε προσθετική είτε α αιρετική) θα προκαλ!σει αλλαγή"τ# θ!σ# το$ G% το κ!&τρο βάρο$ς το$ πλοίο$

G1

• Αλλαγή στο 'CG

'CG

B:; G @ < GG P@ ; J < C% (LC%),

GG Y @ W Y

: :


27/80

BL

d > Z> Q :;< BefghijkhUi , ; C% J> JBefg ;:;@ JYZ >; Q :;< @ Y ; C% ; G; ; J ; _+ ; Q :; <

CL

K

G o

• g

G 1


28/80

CL

BLK

G 1

d > Z> Q :;< UlUiekihUi , ; C% J> JmUneiU ;J:; >; Q :;< @ Y ; C% ; G; ; J ; _+ ; Q :; <

• g

G0


29/80

CL

BLK

G0• g

g : ?@ mkhUniopgpg ; Q :; JmUneiU ; J:; >; Q :;Z YZ@

• g

G2


30/80

30

CL

BLK

• g

Ας θε ρήσο$ ε *τι !&α βάρος προστίθεται πά& στ#& +en,e-./ne

G0

0 1ροκαλ2&τας αλλαγή στ#& 3Α4Α356789 απ*στασ# ή KG

KG :.;

G1

Α$τ* θα προκαλ!σει τ#& ετατ*πισ# το$ CG 165" το βάρος


31/80

CL

BLK

• g

G0

KG :.;

G1

KG new

9 ακριβής απ*στασ# πο$ το CG αλλά=ει θα βρεθεί θε ρ2&τας π ς #

ροπή γ>ρ απ* τ#& τρ*πι?α% Σ @A % ικα&οποιείται<

Μnew

@:.;

D @E;;


32/80

CL

BLK

G0

G1

1ρ2τα% γρά ο$ ε τι εί&αι Fροπή H

@ I7JΑ 9 Α15"4Α"9

• g

• 5ι F?$&ά εις εί&αι MwN για το προστιθ! ε&ο βάρος% και ∆ O για το εκτ*πισ α

KG new KG :.;

• 5ι Fαποστάσεις εί&αι KG :.; και KG new για το βάρος το$ πλοίο$ προ και ετάτ#& αλλαγή το$ βάρο$ς

Kg

•

3αι Kg για τ#& απ*στασ# το$ βάρο$ς απ* τ#& τρ*πι?α


33/80

CL

BLK

G0

G1

• g

KG new D wE;; r Kg

∆ Onew

∆ O:.; r KG :.;

Μnew @ :.; D @E;;

KG new

∆ Onew r KG new

KG :.;

∆ O:.; r KG :.;

Kg

D wE;; r Kg

"9 PQR"9S∆ Onew ∆ O:.; D w


34/80

CL

BLK

G1

G 0

• g

KG new T wE;; r Kg

∆ Onew

∆ O:.; r KG :.;

KG :.; KG new

Kg

∆ Onew r KG new ∆ O:.; r KG :.; T wE;; r Kg

Pί&αι το ί?ιο στ#& α αίρεσ# βάρο$ς% αλλά σU α$τή& τ#& περίπτ σ#Α8ΑQ657 P τ# ροπή


35/80

CL

BLK

• g

• g

KG :.;KG new

G0

G1

Kg

Kg W

"ε ια επα&ατοποθ!τ#σ# το$ βάρο$ς% το βλ!πο$ ε σα& Α8ΑQ6P"9 ε&*ςβάρο$ς% και 165"XP"9 ε&*ς και&ο>ριο$ βάρο$ς<

∆ Onew r KG new ∆ O:.; r KG :.; T w r Kg D wW r Kg W


36/80

∆ Onew r KG new ∆ O:.; r KG :.; T w r Kg D wW r Kg W

"ε α$τή τ# ο&α?ική περίπτ σ#% ∆ Onew και ∆ O:.; εί&αι τα QIQΑS• w και wW εί&αι επίσ#ς τα ί?ιαS• 4ο βάρος ετακι&ήθ#κε *&ο% ?ε& α αιρ!θ#κε•

5π*τε% πορο> ε &α Yα&αγράZο$ ε τ# σ[!σ#H

∆ O KGnew ∆ O r KG :.; T w r Kg D w r Kg W

KG new wr (Kg W T 3g )

∆ OKG :.; D


37/80

KG !" # $%&' * KG %&' ( ") * K*

) $%&' ( " )

ΠΡΟΣΟΧKPΜε την ανωτέρω σχέση υ$ολογίTεται μ/νο η αλλαγ2 στη

έση του κέντρου Vάρους κατά τον κατακ/ρυUο άRονα

Κα ακόρ2M! Α&&αγ4 σ " U5


38/80

Με ακGν!σ! Κέν ρ"2 Βάρ"2#55V

Γενικά ισχ%ει8


39/80

8ενικό# Τ$'"# 55V


40/80


41/80

\ή α H "[ε?ιά=ο$ ε το πρ*βλ# αS

CL

BLK

G1

G 0

]

L' ^U_θισ α ab,• cρ#σι οποιο> ε το $?ροστατικ* ?ιάγρα α για ια ddG• Απ* τ#& κα π>λ# % βρίσκο$ ε τ#& το ή w ab,

∆ O fa L'

∆ O ff L'


42/80

\ή α H hρά ο$ ε τ#& hPJQ39 σ[!σ#

KGnew

D Σ w/ r Kg

/

∆ Onew

∆ O:.;

r KG:.;

\ή α fH Α&τικαθιστο> ε τις τι !ς στ#& γε&ική σ[!σ#

KG new ff L' _


43/80

KG new i^i_] L'Tb,

f]^ L'

KG new _< ] b,

PjPhc5"H k[ει &*# α α$τή # απά&τ#σ#l

JΑQS 4ο CG ετακι&είται προς το προστιθ! ε&ο βάρος% [α #λ*τερα απ* το αρ[ικ* CG


44/80

Ανακρέμασ! H"ρ G"2 α'ό8ερανό

έ ό


45/80

Ανακρέμασ! H"ρ G"2 α'ό8ερανό


46/80

Cόμ"ι Π&ε2σ ό ! α#

Αρχή Αρχιμήδη: κά ε σ1μα $ου Vυ ίTεται σευγρ/ χάνει τ/σο α$/ το Vάρος του /σο είναι τοVάρος του υγρο% $ου εκτο$ίTει.

Cος Ν/μος Πλευστ/τητας8 #ά ε αντικείμενο $ουε$ι$λέει διακατέχεται α$/ την αρχ2 της αν1σεως(0ρχιμ2δη).

Mος Ν/μος Πλευστ/τητας8 #ά ε αντικείμενο $ουε$ι$λέει εκτο$ίTει /γκο υγρο% Vάρους ίσο με τοVάρος του.


47/80

knhfBigmU

00



48/80

knhfBigmU

04

(



49/80


knhfBigmU

09

(


50/80

knhfBigmU

16

(



51/80

knhfBigmU

20

(



52/80

Wίναι το σημείο στο ο$οίο εUαρμ/Tεται η άνωση0$οτελεί το γεωμετρικ/ κέντρο του Vυ ισμένου /γκου

Κέν ρ" ΑνIσεJ#


53/80

"

ATERLINE



54/80

54

(

+' +'



55/80

55

+ '

+ '

(



56/80

56

(



57/80

57

(



58/80

58

( 1

(



59/80

"

igUsfgklkteinp BskughfhphU

ΕMε(ρικ4 Π&ε2σ ό ! α

n στεγαν/ς /γκος του ε$ι$λέοντοςαντικειμένου άνω εν της ισάλου γραμμ2ς


60/80

Τ$'"# "2 WRR /FX

Προσεγγιστικ/ς τ%$ος$ροσδιορισμο% του #Β

Τ ` V% ισμαV ` Vυ ισμένος /γκος ` ε$ιUάνεια ισάλου


61/80

CL

M

%

"

K

Μετάκεντρο

#έντρο

Βαρ%τητας

#έντρο0ν1σεως

Sρ/$ιδα

Σ!μεGα ΑναM"ρά# Ε2σ ά εια#


62/80


63/80

Με άκεν ρ"

gς προμετάκεντρο ορίTεται το στιγμιαίο κέντροκαμ$υλ/τητας κά ε α$ειροστο% τμ2ματος της καμ$%ληςτου γεωμετρικο% τ/$ου των κέντρων άντωσης τουVυ ισμένου τμ2ματος του $λοίου σε διάUορες γωνίες

κλίσης.n γεωμετρικ/ς τ/$ος των $ρομετάκεντρων ονομάTεται

μετακεντρική καμπύλη .

oε μικρές εγκάρσιες γωνίες κλίσης (7 – d ο) η οριακ2 έσητου $ρομετάκεντρου είναι ένα στα ερ/ σημείο το ο$οίοVρίσκεται ε$ί του διαμ2κους ε$ι$έδου συμμετρίαςκαλο%μενο μετάκεντρο .


64/80

64

CL

m


65/80

65

C L

20

m

m 20


66/80

66

C L

m

m 20

m45

20 45


67/80

67

C L

20

45

m

m 20

m45

m70

70


68/80

68

CL

m 20m45

m70

m9020

45

70

90

m

Π^nΜWS0#WΝS^0

Μ

ΜM7

Μel

Μd7

Μc7

Μετακεντρικ2#αμ$%λη


69/80

69

Με άκεν ρ"

ΜΕ& "Ε & /


70/80

70

ΜΕ&, Ε-&./

mkhUniopgp

Με ακιν4σει# "2


71/80

Με ακιν4σει# 2Με άκεν ρ"2

Sο Μετάκεντρο μετατο$ίTεται στονκατακ/ρυUο άRονα /ταν μεταVάλλεταιτο εκτ/$ισμα του $λοίου

+ , + ,

-μπειρικός .ανόνας


72/80


73/80

Με α%"&4 Jν QW; YW; YQ


74/80

Με ακεν ρικό Διάγραμμα

ΠΛΟΙΟ ΤΕΤΡΑ8ZCΙΚKΣΔΙΑΤΟΜKΣ

ΠΛΟΙΟ ΤΡΙ8ZCΙΚKΣΔΙΑΤΟΜKΣ


75/80

Υ'"&"γισμό# ΒΜ

ό


76/80

Υ'"&"γισμό# ΒΜ


77/80

ΠερG&![! Με ακεν ρικ"$


78/80

ΠερG&![! Με ακεν ρικ $Διαγράμμα "#

Τ$'"# '&"G"2 Κ&Gσ!καμ'$&!#ΚΒ

Σχ4μακαμ'$&!#ΚΜ

Α&&αγ4 "2 ΒΜμε !ν α$N!σ!

"2 %2 Gσμα "#

Sετραγωνικ2ςδιατομ2ς

7.l ΠαραVολικ2 Μει1νεται

#ανονικ2ςδιατομ2ς

p 7.lII ΠαραVολικ2 Μει1νεται

Sριγωνικ2ςδιατομ2ς

7.PPd Wυ εία 0υRάνεται

Παρα(εGγμα α Π&"GJν "2


79/80

Παρα(εGγμα α Π& GJν 2ΠCΤ$'"# '&"G"2 Π&4ρε#

εκ ό'ισμα6\S7

Τ6+7

]6+7

YQ6+7

Y56+7

YW6+7

SΠ# ?';


80/80

M

%

"

M

%

"

%

M

"

M1

" 1

%

M

"

M1

" 1

%

M

"

M1

" 1

%

M

"

M1

" 1

03. hydrostatics

Documents