Page 1
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 1/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
PPOOMMOORRSSKKII FFAAKKUULLTTEETT –– SSPPLLIITT
PPR R EEDD A A V V A A NN J J A A -- V V J JEEŽŽBBEE
ČIMBENICI KOJI UTJEČU NA OBLIK
KRIVULJE STATIČKE STABILNOSTI
Nastavnik:
Capt. Goran Belamarić, mag.ing.naut., Master Mariner
Viši predavač
Pripremio: Kap.Goran Belamarić, mag.ing.naut., Viši predavač
SPLIT, ožujak 2014.
1
Page 2
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 2/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Sadržaj
1 UVOD ....................................................................................................................................... 3
2 CILJEVI ...................................................................................................................................... 4
3 ČIMBENICI KOJI UTJEČU NA OBLIK KRIVULJE STATIČKE STABILNOSTI .................................... 5
3.1 Učinak promjene KG ............................................................................................................ 5
3.1.1 Izračunavanje porasta/smanjenja GZ kao posljedice promjene KG ............................ 5
3.1.2 Učinak promjene KG na krivulju statičke stabilnosti ................................................... 7
3.2 Učinak poprečnog pomaka težine (Naginjanje broda) ...................................................... 10
3.2.1 Uzroci nagiba ............................................................................................................. 10
3.2.2 Izračunavanje smanjenja GZ kao posljedice poprečnog pomicanja .......................... 11
3.2.3 Učinak naginjanja na krivulju statičke stabilnosti...................................................... 12
3.3 Učinak promjene nadvodnog dijela broda (nadvođa) ....................................................... 16
3.3.1 Uzroci promjene nadvodnog dijela broda ................................................................. 16
3.3.2 Učinak promjene nadvođa na širinu broda, gaz i KG. ............................................... 17
3.3.3 Učinak povećanja nadvođa na krivulju statičke stabilnosti ....................................... 17
3.4 Usporedba stabilnosti broda u uvjetima manje ili veće natovarenosti............................. 18
3.4.1 Učinak povećanja širine broda na konstantni gaz i nadvođe .................................... 21
3.4.2 Učinak povećanja širine na krivulju statičke stabilnosti ............................................ 22
3.4.3 Praktična primjena efektivnog povećanja širine ....................................................... 23
3.5 Učinak trima na krmi (UZDUŽNA STABILNOST BRODA) ................................................... 24
Usporedba istog gaza na pramcu i krmi s većim gazom na krmi (pretegom na krmi) na
karakteristike stabiliteta (uzdužni stabilitet broda) ...................................................................... 24
3.5.1 Učinak pretega na krmi na krivulju statičke stabilnosti ............................................. 25
4 Zaključak ................................................................................................................................ 26
5 Literatura ............................................................................................................................... 27
2
Page 3
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 3/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
1 UVOD
Oblik i površina ispod krivulje statičke stabilnosti ovisi o načinu utovara broda;
osnovno je da osoba/osobe odgovorne za utovar razumiju svaki od čimbenika koji može
utjecati na njen oblik, površinu i GZ. U ovom dijelu svaki od čimbenika zasebno će se
detaljno obraditi, no mora se imati na umu da u praksi velik broj tih čimbenika djeluje na
krivulju kumulativno u bilo kojem trenutku kada dođe do promjene uvjeta utovara.
Pravila utovara broda kojih se moramo pridržavati uključuju:
Kroz cijelo vrijeme utovara brod mora zadovoljavati minimum kriterija intaktne
stabilnosti. Brod ne smije biti prekomjerno krut (što izaziva pretjeranu stabilnost) niti
previše mekan (u ovom slučaju brod je stabilan no ima premali stabilitet što dovodi do
prevelikog kuta naginjanja kod ljuljanja broda)
Važno je znati kako poboljšati stabilnost broda kako bi se popravilo odstupanje
od minimalnih kriterija intaktne stabilnosti.
Posljedice promjena koje se događaju za vrijeme putovanja, kao što su potrošnja
goriva koje se nalazi u donjem dijelu broda, pojava slobodnih tekućih površina,
pomicanje tereta itd. moraju se također uzeti u obzir prema krivulji stabilnosti da bi se
spriječio neprihvatljiv gubitak stabilnosti.
Svrha ovog odlomka je dodatno upoznavanje čitatelja s krivuljom stabilnosti da bi
on bio sposoban donijeti ispravne odluke u situacijama neadekvatne stabilnosti broda.
3
Page 4
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 4/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
2 CILJEVI
Po završetku ovog odlomka čitatelj će ostvariti slijedeće:
1. Razumjeti učinak promjene KG (visina gravitacijskog centra broda iznad kobilice)
na krivulju statičke stabilnosti;
2. Razumjeti učinak poprečnog pomaka tereta (naginjanje broda) na krivulju
statičke stabilnosti;
3. Razumjeti učinak promjene nadvođa (okomita udaljenost od plovne vodne linije
do gornjeg ruba opločenja palube) na krivulju statičke stabilnosti;
4. Shvaćati razliku u stabilnosti broda u uvjetima manjeg ili većeg opterećenja
teretom;
5. Razumjeti utjecaj glavnog rebra broda na krivulju statičke stabilnosti;
6. Razumjeti učinak trima broda (preteg broda - razlika gaza na pramcu i krmi) na
krivulju statičke stabilnosti;
4
Page 5
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 5/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
3 ČIMBENICI KOJI UTJEČU NA OBLIK KRIVULJE STATIČKE STABILNOSTI
3.1 U činak promjene KG
KG broda se može promijeniti uslijed sljedećeg:
1. Utovar, istovar ili premještanje glavnih dijelova tereta;
2. Punjenje, pražnjenje ili pretakanje balasta, goriva ili ulja za podmazivanje;
3. Povećanje KG uslijed dizanja tereta pomoću brodske opreme nakon čega
slijedi njegov utovar, istovar ili premještanje;
4. Promijene za vrijeme putovanja:
potrošnja goriva, svježe vode i uskladištenih stvari;
pojava momenata slobodne površine uslijed slabljenja strujanja u rezervoaru;
apsorpcija vlage koju upijaju drveni ili slični dijelovi tereta;
nastanak leda na palubi;
nakupljanja vode na palubi te u teretu koji se nalazi na palubi;
vertikalna komponente premještanja krutih tereta tipa pšenice
5. ulazak vode uslijed oštećenja trupa
Gore opisani učinci mogu se prikazati kao pojam smanjenja ili povećanja
vrijednosti poluge stabilnosti (GZ ) kao što je detaljnije prikazano u poglavlju 3.1.21.
3.1.1
Izračunavanje porasta/smanjenja GZ kao posljedice promjene KG
Uzmimo za primjer naginjanje broda uslijed djelovanja vanjske sile do nekog nagiba
(manjeg ili većeg kuta) (slika 3.1).
Slika 3.1
5
Page 6
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 6/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Ako se poveća G (poveća se i KG), GZ će se smanjiti i brod će postati
nestabilniji. Ako se smanji G (smanji se i KG), GZ će se povećati i brod će postati
stabilniji.
Povećanje ili smanjenje GZ pri određenom kutu nagiba može se jednostavno
izračunati.
Razmotrite sliku 3.2.
Slika 3.2
Ako se G poveća do G1 a brod je nagnut pod istim kutom:
GX= gubitak poluge stabilnosti
U trokutu GG1X:
Ako se G smanji do G2 a brod ostane nagnut pod istim kutom:
G2Y= povećanje poluge stabilnosti
U trokutu GG2Y:
6
Page 7
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 7/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Ako KG mijenja učinak na GZ pri bilo kojem kutu nagiba promjena se može izračunati iz
izraza:
GUBITAK/POVEĆANJE
Gdje je θ kut nagiba za koji se računa gubitak ili povećanje GZ .
Napomena:
Uvijek provjerite da se korekcija primjenjuje na originalnu GZ vrijednost na pravilan
način !
3.1.2
Učinak promjene KG na krivulju statičke stabilnosti
U svrhu primjera, pretpostavimo da brod ima raspon stabilnosti 90°, a KG se poveća
pomicanjem tereta unutar broda prema naprijed.
Povećanjem G (poveća se KG), a gubitak GZ pri bilo kojem kutu nagiba može se
izračunati iz:
Gubitak
Buduću da vrijedi možemo zaključiti:
GUBITAK GZ ĆE SE POVEĆATI S POVEĆANJEM KUTA NAGIBA
Učinak na krivulju stabiliteta prikazan je na slici.
Slika 3.3
7
Page 8
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 8/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Učinci povećanja KG su slijedeći:
• Početni GM je smanjen (zbog količine jednake GGV);
• Sve GZ vrijednosti u rasponu stabilnosti su smanjene, posebno pri većim
kutevima nagiba;
•
Dinamička stabilnost (površina ispod krivulje) se smanjuje, a time se brod slabije
opire promjeni nagiba uzrokovanog vanjskim silama;
• Raspon stabilnosti se smanjuje;
• Kut pri kojem dolazi do potapanja ruba palube (točka infleksije krivulje – nije
prikazano na slici) ostaje nepromijenjen kao što se nadvođe nije promijenilo
• U praksi, većina aspekata stabilnosti se pogoršava !
Ako se G snizi tako da uzrokuje smanjenje KG tada sve vrijednosti GZ se povećaju.
Početni GM se povisi, a većina aspekata stabilnosti se popravlja!
Primjer 1.
M.V. Almar ima deplasman od 23 000 tona i KG 8.34 m.
a) Nacrtajte krivulju statičke stabilnosti za ovaj primjer.
b) 1240 tona tereta se premješta s mjesta skladištenja(Kg 3,70 m) na palubu (Kg 16,70
m). Korekcijom originalne GZ vrijednosti nacrtajte krivulju stabilnosti za nove
uvjete i odredite promjene vrijednosti slijedećeg:
i. GM
ii. Raspon stabilnosti
iii. Maksimalan GZ i kut naginjanja pri kojem je GZ maksimalan
Rješenje:
a)
Unesite hidrostatičke podatke s deplasmanom od 23 000 t i izračunajte KM.
Izračunajte efektivan GM.
KM 9,398
KG 8,340
GM 1,058
8
Page 9
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 9/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Koristeći KN vrijednost izračunajte vrijednosti GZ za zadane vrijednosti.
Nagib 10 20 30 40 60 80
KN 1,650 3,340 5,150 6,720 8,230 8,220
KG*sin nagiba 1,448 2,852 4,170 5,361 7,223 8,213
GZ 0,202 0,488 0,980 1,359 1,007 0,007
Nacrtajte krivulju statičke stabilnosti (prikazano na slici 3.4). Izračunajte GGV
uzrokovan premještanjem tereta.
Koristeći: izračunajte korekciju koju ćete primijeniti na
početnu GZ te iz toga izračunati konačni GZ. Nacrtajte krivulju stabilnosti za konačno
stanje.
Nagib 10 20 30 40 60 80
Početni GZ 0,202 0,488 0,980 1,359 1,007 0,007
GGV sin stupanj 0,122 0,240 0,350 0,451 0,607 0,690
Konačni GGV 0,080 0,248 0,630 0,908 0,400 -0,683
Obje krivulje prikazane su na slici 3.4
Slika 3.4
9
Page 10
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 10/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Rješenje:
b) i) početni GM 1,058 m
GGV (prema gore) 0,701 m
Konačni GM 0,357 m
ii) Iz nacrtanih krivulja, raspon stabilnosti se smanjio otprilike s 0°do 80° na
0°do 67°
iii) Početni maksimalni GZ je bio otprilike 1,48 m pri 48°. Konačni maksimalni
GZ je otprilike 0,97 m pri 47°.
3.2
Učinak poprečnog pomaka težine (Naginjanje broda)
3.2.1
Uzroci nagiba
Naginjanje broda može nastati kao posljedica:
1. Utovar, istovar i premještanje glavnog tereta oko glavne linije;
2. Punjenje, pražnjenje ili premještanje balasta, goriva ili ulja za podmazivanje oko
glavne linije;
3. Poprečno prebacivanje G uslijed dizanja tereta izvan palube pomoću brodske
opreme nakon čega slijedi njegov utovar, istovar ili premještanje oko glavne
linije;
4. Promjene za vrijeme putovanja;
potrošnja goriva, svježe vode i uskladištenih stvari na dijelovima
udaljenim od glavne linije;
apsorpcija vlage koju upijaju drveni ili slični dijelovi tereta na
dijelovima udaljenim od glavne linije;
nesimetričan nastanak leda na palubi;
nakupljanja vode na palubi te u teretu koji se nalazi na palubi na
dijelovima udaljenim od glavne linije;
horizontalna komponenta premještanja krutih tereta tipa pšenice ili
poprečno premještanje bilo kakvog tereta u teškim vremenskim
uvjetima.
5. Ulazak vode uslijed oštećenja trupa.
10
Page 11
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 11/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
3.2.2
Izračunavanje smanjenja GZ kao posljedice poprečnog pomicanja
Uzmimo brod, početno u uspravnom položaju s G na glavnoj liniji; koji se naginje zbog
vanjske sile pod nekim kutom q (mali ili veliki), s teretom w na jednoj strani (slika 3.5).
Poluga stabiliteta je GZ .
Slika 3.5
Teret se tada premješta preko palube na drugu stranu te izaziva pomicanje G
paralelno i u istom smjeru s pomicanjem tereta u GH.
Slika 3.6 prikazuje sada naginjanje broda pri istom kutu kao i ranije.
Slika 3.6
Poluga stabiliteta se smanjuje sa GZ na GHZ1 kao posljedica poprečnog pomicanja
tereta.
Smanjenje GZ pri određenom kutu nagiba može se lako izračunati.
GX= gubitak poluge stabilnosti
11
Page 12
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 12/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
U trokutu GGHX:
Ako se brod nagne gubitak GZ pri bilo kojem kutu se može odrediti prema:
Gubitak
gdje je kut nagiba za koji se računa gubitak GZ .
3.2.3
Učinak naginjanja na krivulju statičke stabilnosti
Uzmimo za primjer, da brod ima raspon stabilnosti od 90°
Ako se G pomakne s glavne linije do GH gubitak GZ pri bilo kojem kut u nagiba može se
izračunati pomoću:
Gubitak
Budući da je slijedi:
GUBITAK GZ ĆE SE SMANJITI KAKO SE POVEĆAVA KUT NAGIBA, tj. NAJVEĆI GUBITAK
GZ BITI ĆE U USPRAVNOM POLOŽAJU BRODA. (Brod dolazi u stanje mirovanja u mirnim
uvjetima vode pri kutu nagiba gdje GGH predstavlja negativnu vrijednost GZ, a brod je u
uspravnom položaju!)
Učinak na krivulju stabiliteta prikazan je na slici.
12
Page 13
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 13/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Slika 3.7
Učinak naginjanja je slijedeći:
• Početni GM je nepromijenjen (budući da samo vertikalni pomaci G uzrokuju ovu
promjenu)
• Sve vrijednosti GZ u rasponu stabilnosti se smanjuju, posebice pri malim
kutovima nagiba (kad je brod uspravan GGH djeluje kao poluga prevrtanja, koja
uzrokuje naginjanje broda do kuta naginjanja;
• Dinamička stabilnost (površina ispod krivulje) je smanjena. Budući da je brod već
nagnut, potreban je manji rad vanjskih sila da se brod nagne do opasnih kutova
nagiba na nagnutoj strani!
• Raspon stabilnosti se smanjuje (na oba kraja raspona za brod kojem je početni
raspon bio manji od 90°).
• Kut nagiba kod kojeg dolazi do uranjanja palube ostaje nepromijenjen no
potreban je manji rad vanjskih sila da bi došlo do uranjanja palube na nagnutoj
strani.
13
Page 14
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 14/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Napomena:
IMO i M.S.(Load Line) međunarodni propisi o kriterijima intaktne stabilnosti i
utovaru ne specificiraju da brod uvijek mora biti u uspravnom položaju. Trebalo bi
biti očito da naginjanje ima štetan učinak na stabilnost broda gdje površina ispod GZ
krivulje pri malom kutu nagiba može biti znatno smanjena; to može rezultirati
naginjanjem broda do opasnih kutova nagiba na nagnutoj strani broda. Međunarodni
kodeks o sigurnom prijevozu žitarica u rasutom stanju (IMO- engl. International
grain code) prihvaća ovu činjenicu i da bi minimalizirao posljedice premještanja
pšenice (rasutog tereta) obavezno je da kapetan osigura uspravan položaj broda
prije isplovljavanja. Treba uvijek imati na umu da u ekstremnim uvjetima može doći
do premještanja tereta, što dalje može značajno smanjiti stabilnost već nagnutog
broda.
Primjer 2
M.V. Almar ima deplasman od 26 000 tona i KG 8,86 m
a) Nacrtajte krivulju stabilnosti za ove uvjete.
b)
324 tone tereta na palubi se premjesti poprečno na udaljenost od 6,0 m u lošim
vremenskim uvjetima. Korigirajući početni KG nacrtajte krivulju stabilnosti za nove
uvjete i odredite slijedeće:
i) Kut naginjanja;
ii) Promjenu u rasponu stabilnosti;
iii) Promjenu vrijednosti maksimalnog GZ te kut nagiba pri kojem je GZ
maksimalan.
c) Usporedite početne i konačne vrijednosti momenta uspravljanja pri kutu naginjanja
od 20°.
Rješenje:
a) Unesite hidrostatičke vrijednosti s deplasmanom od 26 000 t i odredite KM
vrijednost. Izračunajte efektivni GM.
14
Page 15
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 15/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
KM 9,310
KG 8,860
GM 0,450
Koristeći KN vrijednost izračunajte vrijednosti GZ za zadane uvjete.
Nagib 10 20 30 40 60 80
KN 1,640 3,300 5,040 6,500 8,060 8,140
KG*sin nagiba 1,539 3,030 4,430 5,695 7,673 8,725
GZ 0,101 0,270 0,610 0,805 0,387 -0,585
Nacrtajte krivulju statičke stabilnosti (pogledajte sliku 3.8) Izračunajte GGH uzrokovan
poprečnim premještanjem tereta na palubi.
Koristeći: Gubitak izračunajte korekcije koje se odnose na
početnu vrijednost GZ da bi izračunali konačni GZ. Nacrtajte graf krivulje stabilnosti za konačne uvjete.
Nagib 10 20 30 40 60 80
Početni GZ 0,101 0,270 0,610 0,805 0,387 -0,585
GGH cos stupanj 0,074 0,070 0,065 0,057 0,037 0,013
Konačni GGH 0,028 119,000 0,545 0,748 0,350 -0,598
Zapamtite da gubitak GZ pri 0°nagiba=GGH=0,075 m, pa je nova vrij ednost GZ pri 0°sada -0,075 m.
Slika 3.8
15
Page 16
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 16/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Rješenje:
b)
i) Približni kut naginjanja kao posljedica premještanja tereta je 7
ii) Raspon stabilnosti se reducira s 0°do 68° , na otprilike 7 do 67°
iii) Početni maksimum GZ je 0,82 m pri otprilike 43°. Konačni maksimalan GZ je
0,77m pri otprilike 44°.
c) Deplasman = 26 000 t
Pri kutu nagiba od 20º heel početni GZ = 0,270 m
Početni moment ispravljanja pri kutu nagiba 20º = 0.270 × 26000 = 7020 t -mNakon poprečnog premještanja tereta GZ pri nagibu od 20º = 0,199 m
Konačan moment ispravljanja pri nagibu od 20º = 0,199 × 26000 = 5174 t -m
(Ovo je nova vrijednost momenta ispravljanja ako bi se brod nagnuo iznad kuta
naginjanja od 7 nagnutoj strani).
3.3
Učinak promjene nadvodnog dijela broda (nadvođa)3.3.1
Uzroci promjene nadvodnog dijela broda
Do promjena nadvođa može doći uslijed:
1. Utovara i istovara tereta što mijenja gaz broda;
2. Punjenja i pražnjenja balasta, goriva i ulja za podmazivanje
3. Nastanka leda (posebice na malim plovilima) i apsorpcija vlage na teret na palubi
4.
Ulaska vode uslijed oštećenja
5. Zapljuskivanja mora na palubu uslijed teških vremenskih uvjeta.
16
Page 17
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 17/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
3.3.2
Učinak promjene nadvođa na širinu broda, gaz i KG.
Uzmimo dva broda sličnih karakteristika koji imaju istu širinu broda, gaz i KG ali jedan
ima veće nadvođe, kao što je prikazano.
Slika 3.9
Kod kutova naginjanja broda koji su skoro kao kut pri kojem se rub palube uranja
u vodu kod manjih plovila krivulja statičke stabilnosti je jednaka.
Kod kutova naginjanja iznad kuta kod kojeg dolazi do uranjanja ruba palube kod
brodova s malim nadvođem, vrijednosti GZ biti će veće za veću vrijednost nadvođa
budući da se strmost krivulje povećava prema većem kutu naginjanja, tj. kut infleksije
koji se podudara s uranjanjem palube će se dogoditi kod većeg kuta naginjanja. To je
posljedica kontinuiranog povećanja veličine vodene površine što rezultira većom BM
vrijednošću.
3.3.3
Učinak povećanja nadvođa na krivulju statičke stabilnosti
Slika3.10
17
Page 18
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 18/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Učinci povećanja nadvođa su slijedeći:
• Početni GZ je nepromijenjen (budući da samo vertikalni pomaci G uzrokuju
promjenu)
•
GZ vrijednost će se promijeniti pri kutu naginjanja iza kuta naginjanja pri kojem
dolazi do uranjanja palube u vodu za brodove manjeg nadvođa;
• Dinamička stabilnost (površina ispod krivulje) se povećava kako raste kut nagiba
iznad kuta pri kojem dolazi do uranjanja ruba palube;
• Raspon stabilnosti se povećava
Ako dolazi će doći do smanjenja nadvođa doći će i do smanjenja GZ.
3.4
Usporedba stabilnosti broda u uvjetima manje ili veće natovarenosti
Slika 3.11 pokazuje metacentrički dijagram za M.V.Almar brod koji je progresivno
utovarivan od lakog utovara (gaz 2,33 m) do uvjeta ljetnog utovara (10,20 m). KM se
smanjuje (s laganim porastom koji se događa kod gaza od 8,60 m naviše).
Slika 3.11
18
Page 19
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 19/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
KB se očito povećava s povećanjem gaza, dok se BM smanjuje kao sto je dolje objašnjeno.
Razmotrite sliku 3.12.
Slika 3.12
Pomicanje B pri bilo kojem kutu nagiba se može izračunati koristeći:
gdje je:
v= volumen premještenog klina;
bb1 =duljina kroz koju se premjestio centroid klina;
V =volumen pomaka broda
Kod ukrcajnog gaza (pomaka broda) volumen premještenog klina uzgona (v)
predstavlja manji dio sveukupnog volumena pomaka broda (V) koji bi se dogodio pri
malom gazu u blagim uvjetima (pomak).
Iz toga:
BM se smanjuje kako se povećava gaz. Za normalan raspon operabilnog gaza
broda KM se obično smanjuje kako se gaz povećava, s manjim porastom ponovno pri
najdubljem gazu kao što pokazuje metacentrički dijagram za M.V. Almar (slika
3.11).Slika 3.13 uspoređuje krivulje statičke stabilnosti za M.V. Almar u blagim uvjetima
i uvjetima punog utovara s pretpostavkom konstantne vrijednosti KG (plava krivulja).
Crvena krivulja je za manje vrijednosti KG koje će osigurati stabilnije uvjete utovara (kao
što je preporučeno za uvjete utovara u knjizi stabiliteta na kojoj se zasniva M.V.Almar).
19
Page 20
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 20/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Slika 3.13
Prema uvjetima zasebnih vrijednosti GZ, za danu vrijednost KG brod će postati manje
stabilan što je natovareniji, iako:
MOMENT ISPRAVLJANJA (t -m) UKUPNA TEŽINA TERETA(DEPLACEMENT) (t)
Krivulja momenta ispravljanja pokazuje da dodatni teret utovarenog broda zahtijeva
više rada vanjskih sila da bi se brod nagnuo do određenog kuta nagiba (slika 3.14).
Slika 3.14
20
Page 21
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 21/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Prema uvjetima momenta ispravljanja, s pretpostavkom da brod ima
zadovoljavajuću vrijednost KG u uvjetima kad je natovaren nego u stvarnosti dati će
veću stabilnost kako treba više rada da bi se brod nagnuo do određenog kuta što je
posljedica povećanog pomaka.
3.4.1
Učinak povećanja širine broda na konstantni gaz i nadvođe
Slika 3.15 prikazuje dva broda oblika kutije, jedan uzak, a drugi širok, koji imaju
jednaki gaz i KG te nagib pod malim kutom.
Slika 3.15
Kako se bilo koji od ova dva broda nagne, pomak centra uzgona prema van može se
izračunati iz izraza:
gdje je: v= volumen pomaka klina uzgona;
bb1 je duljina kroz koju je prošao centroid pomaka klina;
V je volumen pomaka broda
Za širi brod volumen klina uzgona (v) i duljina kroz koju se pomakne (bb1) su veći, pa je
pomak prema van od B do B1 veći. To stvara veću vrijednost KM (i GM), pa je početna
stabilnost veća za šire plovilo.
Porast pri početnoj stabilnosti korigira se prema ranijem kutu nagiba, pri kojem dolazi
do uranjanja ruba oplate palube šireg plovila.
21
Page 22
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 22/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Slika 3.16
3.4.2
Učinak povećanja širine na krivulju statičke stabilnosti
Slika 3.17
Učinak povećanja stabilnosti je kao što slijedi:
* Početni GM se povećava kao posljedica povećanja BM.
* Vrijednost GZ se početno povećava.
* Dinamička stabilnost (površina ispod krivulje) se početno povećava.
* Kut pri kojem se rub oplate palube uranja se smanjuje.
* Raspon stabilnosti se može smanjiti ili povećati. To će ovisiti o početnom nadvođu i
povećanju širine za promatrano nadvođe. Što je manje nadvođe i biti će veće povećanje
širine i daljnje smanjenje kuta nagiba pri kojem dolazi do uranjanja ruba oplate, to može
uzrokovati smanjenje raspona. Ako je nadvođe znatnije, bilo koje povećanje širine
rezultirati će povećanjem stabilnosti.
22
Page 23
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 23/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
3.4.3
P raktična primjena efektivnog povećanja širine
Modifikacije za poboljšanje stabilnosti broda mogu biti potrebne u slučaju potrebe
dodavanja tereta pri konverziji ili kao način kompenzacije za nedostatnu stabilnost kada je brod
po završetku nagnut.
Poboljšanja mogu biti:
• povećanje KM;
• povećanje vrijednosti velikog kuta poluge ispravljanja;
• povećanje raspona pozitivne stabilnosti ili ;
Sve navedeno sa svrhom povećanja stabilnosti.
Poboljšanja mogu biti neophodna s obzirom na poremećenu stabilnost, vjerojatno kao
rezultat donesenih zakonskih promjena.
Kada je potrebna veća promjena u stabilnosti, opcija je postavljanje vanjskih
tankova smatraju brodski arhitekti. Takvi tankovi se stavljaju da bi se povećala efektivna
širina (i veličina vodene površine) za raspon operativnog gaza broda da bi se povećao
BM (i KM) kao što je već bilo opisano.
Da bi se izbjegle nagle promjene stabiliteta, pri većim kutevima nagiba, vanjski
tankovi moraju biti na nekoj udaljenosti ispod optimalne razine vode. To osigurava da
tankovi ne izađu iz vode pri naginjanju broda (da se ne izgube prednosti dobivenedodavanjem tankova).
Kriterij dizajna dodavanja trebao bi biti takav da vanjski tank ostane uronjen u
vodu kada je brod pri minimumu operabilnog gaza i nagnut na 5-10°.
Mjesto gornjeg ruba vanjskog tanka biti će postavljeno ovisno o tome postavlja li se
da bi povećao GM ili još dodatno uz GM i raspon stabilnosti. Slika 3.18 pokazuje raspored
vanjskih tankova koji se mogu staviti na pučinsko plovilo kada se postoji potreba da se
oprema nalazi na bočnoj strani broda ili kao dodatak na palubnoj dizalici kojom seupravlja na moru, gdje se mogu pojaviti problemi sa stabilitetom kao posljedica
premještanja tereta.
23
Page 24
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 24/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Slika 3.18
Slika 3.18 Vanjski tankovi dodani na pučinsko plovilo. Niži tank povećava KM ipočetnu stabilnost; manji gornji tank povećava vrijednost GZ pri većim kutovima nagiba
i poboljšava raspon stabilnosti.
3.5 Učinak trima na krmi (UZDUŽNA STABILNOST BRODA)
Usporedba istog gaza na pramcu i krmi s većim gazom na krmi (pretegom nakrmi) na karakteristike stabiliteta (uzdužni stabilitet broda)
U mirnoj vodi brod koji je zatežan na krmi (preteg na krmi) može se očekivati da
ima veći GM nego kad je gaz jednak na pramcu i krmi (ravna kobilica). To je rezultat
normalno većeg KM u slučaju pretege. Ta veća vrijednost KM djelomično proizlazi iz
povećanog KM i povećanog BM (uzrokovan povećanjem efektivne duljine vodene
površine).
Slika 3.19 Povećanje uzdužnog KM uzrokovano pretegom na krmi
24
Page 25
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 25/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
U uvjetima pretega na krmi KB je lagano povećan zbog oblika podvodnog
volumena,a BM je lagano povišen zbog povećanog momenta inercije (I) vodene površine.
Kao posljedica toga povećava se KM za bilo koju vrijednost KG, vrijednosti GM i GZ su
povećane pri manjim kutovima nagiba.
Inicijalno poboljšana stabilnost (pri malim kutovima nagiba) je bolja od izbočenja
i činjenice da je smanjen gaz na krmi. Kada pri ravnoj kobilici i nagibu pod kutom pri
kojem dolazi do uranjanja oplate palube u vodu, takvog da je uranjanje duž cijelog
bočnog dijela (zanemarujući učinak krivulje trima broda i nadgrađa broda koji se
smatraju rezervnim uzgonom). Ako je brod pretegnut na pramcu, a zatim nagnut tako da
najprije uranja krmena paluba (pri sličnom kutu nagiba) rezultat je smanjena vrijednost
GZ u srednjem rasponu GZ krivulje.
3.5.1
Učinak pretega na krmi na krivulju statičke stabilnosti
Učinak je prikazan na slici 3.20 u pretjeranim uvjetima zbog potreba ilustracije.
Slika 3.20
Učinak pretega na krmi je slijedeći:
• Početni GM je povećan kao posljedica povećanog KB i BM.
• Vrijednosti GZ se početno povećavaju.
• Dinamička stabilnost (površina ispod krivulje) se početno povećava.
• Kut pri kojem dolazi do uranjanja oplate broda se smanjuje uslijed ranijeg
uranjanja krme.
• Raspon stabilnosti se vjerojatno smanjuje kao sto će početni porast vrijednosti
GM i GZ pri malim kutovima biti minimalan.
25
Page 26
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 26/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
Dosada dana objašnjenja su dosta pojednostavljena, ali mogu biti dostatna za
objašnjavanje osnovnih problema koji se povezati uz ovu tematiku.
Za podrobnije razumijevanje ove teme trebalo bi detaljnije proučiti literaturu.
4 Zaključak
Transportni i teretni brodovi na svojim rutama često su izloženi raznim utjecajima iz okoliša,
ponajviše vremenskim uvjetima koji nisu pod našom kontrolom ali mogu uzrokovati ozbiljne havarije
brodova. Da bi se povećala sigurnost broda i minimizirali čimbenici koji bi tu sigurnost mogli ugroziti
važno je poznavati aspekte stabilnosti broda. Stabilnost broda jedan je od čimbenika koji uslijed
nedovoljnog poznavanja teorije može vrlo lako, ne samo u lošim vremenskim uvjetima, nego i kod
uobičajenih operacija poput utovara i istovara dovesti do prevrtanja broda i šteta velikih razmjera.
Iz tog razloga bitno je da osobe ove struke budu dobro upoznate s čimbenicima koji mogu
narušiti stabilnost broda, da budu svjesne ravnotežnih zakonitosti koje bi tu stabilnost mogle narušiti
jer posljedično ugrožavaju sigurnost broda a time i sigurnost članova posade. Poznavanje zakonitosti
statičke stabilnosti jedna je bitnih komponenti za odgovorno obavljanje poslova i dužnosti ove
struke.
26
Page 27
7/26/2019 Oblik krivulja stabilnosti
http://slidepdf.com/reader/full/oblik-krivulja-stabilnosti 27/27
Čimbenici koji utječu na krivulju statičke stabilnosti C apt. Goran Belamarić
5 Literatura
1. Rhodes MJ. Ship Stability for Mates/Masters: Seamanship International Ltd; 2003.
2. http://www.pomorci.com/Edukacija/80-100/STABILITET%20BRODAII.pdf
3. http://seaworm.narod.ru/2/Stab1.pdf