Καμπύλη ευστάθειας
| Αυτό το λήμμα χρειάζεται μορφοποίηση ώστε να ανταποκρίνεται στις προδιαγραφές μορφοποίησης της Βικιπαίδειας. |
| Το λήμμα παραθέτει τις πηγές του αόριστα, χωρίς παραπομπές. |
Από της ναυπήγησής τους όλα τα πλοία και ιδιαίτερα τα φορτηγά πλοία εφοδιάζονται και με ειδικά σχεδιαγράμματα που αφορούν την ευστάθειά τους, τις λεγόμενες καμπύλες ευσταθείας, που ανταποκρίνονται σε διάφορες χαρακτηριστικές συνθήκες φόρτωσης αυτών.
Τα σχεδιαγράμματα αυτά, που είναι ιδιαίτερα χρήσιμα στην απεικόνιση των ορίων της ευστάθειας του πλοίου, χαράσσονται εξ υπολογισμού επί συστήματος αξόνων, εκ των οποίων ο κάθετος παριστά τιμές του μοχλοβραχίονα ανόρθωσης GZ, ο δε άλλος τις τιμές θ των διαφόρων γωνιών κλίσης. Έτσι εκ της καμπύλης αυτής βρίσκονται οι αντίστοιχες τιμές του GZ σε διάφορες γωνίες κλίσης, ενώ το γινόμενο του εκτοπίσματος επί GZ εκφράζει σε ποδοτόνους τη καλούμενη στατική ευστάθεια (statical stability).
Καμπύλη Α:Καμπύλη ευστάθειας βαρύ φορτίου
Καμπύλη Β:Καμπύλη ευστάθειας φορτίου μέσου βάρους
Καμπύλη C:Καμπύλη ευστάθειας ελαφρύ φορτίου.
Από τις κορυφές των καμπυλών και εκτός αυτών (δεξιότερα) οι γωνίες έχουν μηδενική ευστάθεια.
Στις μικρές γωνίες κλίσης όπου και αντιστοιχεί η καλούμενη αρχική ευστάθεια (initial stability) ο GZ (μοχλοβραχίονας), αυξάνεται πολύ αργά και εξαρτάται κυρίως από το GH ή GM (μετακεντρικό ύψος), του οποίου και είναι υποπολλαπλάσιο, λόγω της μικρής τιμής και της αργής μεταβολής του ημιτ.θ. Περαιτέρω όμως ο GZ αυξάνει ταχύτερα και λαμβάνει τη μέγιστη τιμή σε γωνία κλίσης που ονομάζεται γωνία μεγίστης ευστάθειας (angle of maximum stability). Αντίθετα η γωνία κλίσης στην οποία ο GZ μηδενίζεται, ονομάζεται γωνία μηδενικής ευστάθειας (angle of vanishing stability). Με μια τέτοια γωνία κλίσης θα μηδενισθεί προφανώς και το GM λόγω της σχετικής θέσης των κέντρων βάρους - άντωσης.
- Έτσι η καμπύλη ευστάθειας καταδεικνύει σαφώς ότι η τιμή του GM παραμένει αξιόλογος για μεγάλες γωνίες κλίσης του πλοίου.
Στο σχεδιάγραμμα που περατίθεται διαφαίνονται οι μεταβολές των στοιχείων της ευστάθειας του ίδιου πλοίου σε περιπτώσεις φόρτωσης βαρύ και ελαφρού φορτίου. Οι ακραίες αυτές συνθήκες επιφέρουν σημαντική καθ΄ ύψος μετατόπιση του κέντρου βάρους επιφέροντας αντιστοίχως αύξηση ή μείωση του GM, επομένως και της ευστάθειας του πλοίου. Σημειώνεται ότι οι καμπύλες περικλείουν τους ανάλογους τομείς ασφάλειας κλίσεων, συνεπώς από τις κορυφές των καμπυλών και δεξιότερα εκτός αυτών η κλίση πλοίου θεωρείται επισφαλής, με κίνδυνο ανατροπής. Το τέλος των καμπυλών επί του άξονα των κλίσεων παρουσιάζει το μέγιστο όριο ευστάθειας. Η μαύρη καμπύλη στο σχέδιο δεικνύει τον τρόπο υπολογισμού, του ασφαλούς μέσου όρου των ροπών των μεταφερομένων φορτίων.
Από τα ναυπηγικά χαρακτηριστικά του πλοίου που επηρεάζουν αμέσως την ευστάθεια αυτού είναι το ύψος εξάλων και το πλάτος του. Το μεν ύψος εξάλλων έχει σχέση με τη γωνία μέγιστης ευστάθειας, που σημαίνει ότι όσο μεγαλύτερο είναι αυτό, τόσο μεγαλύτερη, εντός ορίων, θα είναι και η γωνία κλίσης, στη οποία και παρατηρείται η μεγαλύτερη ευστάθεια. Όσον αφορά το πλάτος του πλοίου στην ίσαλο, αυτό επηρεάζει τη θέση του μετάκεντρου αυτού.
Σε κλίση πλατύτερου πλοίου, το κέντρο άντωσης απομακρύνεται περισσότερο από το κέντρο βάρους με συνέπεια το μετάκεντρο ν΄ ανέρχεται.