2. Tính ổn định
2.7 Điều kiện ổn định tĩnh
Dưới tác động ngoại lực tàu luơn cĩ cách phản ứng. Giả sử dưới tác động của momen do giĩ gây từ mạn phải, tàu sẽ bị nghiêng sang bên trái. Tàu bị nghiêng đến giới hạn nào đĩ khi momen chống nghiêng của bản thân tàu cĩ thể thắng momen ngoại lực. Chúng ta biết momen phục hồi tàu làm được việc chống lại momen nghiêng do ngoại lực gây ra song cũng cĩ thể làm cho tàu nghiêng thêm. Trường hợp momen phục hồi phụ hoạ với ngoại lực nghiêng tàu đến mức nguy hiểm sẽ là hiểm hoạ với tàu. Một trường hợp ngoại lệ là tàu chở gỗ trên boong cĩ thể chịu đưng được trường hợp xấu vừa kể. Với các tàu cĩ GM >= 0, momen phục hồi trong giai đoạn đầu luơn tham gia vào qui trình chống nghiêng từ phía ngoại lực. Nếu momen phục hồi cĩ thể cầm cự nổi trước sự tấn cơng của momen ngoại lực, nĩ sẽ đưa tàu lại vị trí cân bằng ban đầu khi momen ngoại lực khơng cịn tác động. Điều kiện để momen phục hồi cĩ thể làm điều đĩ phải như sau.
Giả sử tàu phải chịu tác động của momen nghiêng với cường độ khác nhau như thể hiện bằng momen nghiêng I, II, III trên hình 2.22.
Dưới tác động của momen nghiêng I tàu bị nghiêng chừng nào Mng > Mph. Trong giai đoạn tính đến 1 momen I luơn lớn hơn Mph, do vậy dưới tác động của I tàu phải nghiêng từ 0đến1. Sau gĩc này momen I khơng lớn bằng Mph do vậy tàu khơng thể nghiêng tiếp tục về phía mà trước đĩ nĩ vẫn thực hiện.
Nhờ Mph > Mng trong đoạn này, tàu nghiêng ngược lại, từ hướng3 về đến 1. Qua khỏi gĩc này Mng > Mph do vậy tàu phải quay trở
lại1. Trong trường hợp này gĩc1 được xét như một gĩc ổn định tĩnh. Giả sử bằng một cách nào đĩ, dưới tác động cũng của momen nghiêng I tàu bị xơ đến tận gĩc 2. Tại vị trí này Mphđạt giá trị như Mng.Sau 2 cĩ thể quan sát được, Mngkhơng đổi nhưng lớn hơn momen phục hồi. Dưới tác động của momen nghiêng I tàu bị nghiêng đến gĩc lớn hơn và nguy cơ sẽ đến là điều khĩ tránh. Tuy tại1 và 2momen phục hồi cĩ giá trị bằng momen nghiêng, song2 khơng được coi như một gĩc mà tại đĩ sẽ cĩ sự cân bằng bền. Từ đĩ cĩ thể thấy, điều kiện ổn định tĩnh gồm hai phần, điều kiện cần và điều kiện đủ như sau:
(1) Mph = Mng (2.85) (2) d d (M ph- Mng) > 0 (2.86) hay là: d dM d dMph ng
Quay lại hình 2.22 chúng ta cịn thấy hai đường biểu diễn momen nghiêng II và III. Đường II tiếp xúc với Mph tại một điểm C, ứng vớim. Tại đây Mph= Mng, xuất hiện điều kiện cần cho ổn định tĩnh, song qua khỏi mđường Mphđã chúc xuống, điều kiện đủ nêu trên khơng thỏa mãn tạim, do vậy đây khơng phải gĩc ổn định tĩnh. Momen nghiêng II đĩng vai trị của momen giới hạn. Tàu chỉ cĩ thể chịu được tác động của momen ngoại lực làm nghiêng tàu chừng nào momen đĩ chưa bằng hoặc vượt qua momen giới hạn II.
Đường Mngđánh số III lớn hơn đường II, do vậy nếu III tác động lên tàu thì con tàu ấy hết phương chống đỡ.
Hình 2.22
cong: hoi phuc thang: nghieng