JoVE Science Education

Mechanical Engineering

A subscription to JoVE is required to view this content.

English

יציבות של כלי שיט צפים

Overview

מקור: אלכסנדר ס. רטנר וקווין ראו לי המחלקה להנדסה מכנית וגרעינית, אוניברסיטת פנסילבניה, פארק האוניברסיטאות, הרשות הפלסטינית

מטרת הניסוי הזה היא להדגים את תופעת היציבות של כלי שיט צפים - היכולת ימינה-עצמית כאשר הם מגולגלים לצד על ידי כוח חיצוני כלשהו. תכנון זהיר של צורות גוף הספינה וחלוקת מסה פנימית מאפשר לכלי שיט להיות יציבים עם טיוטות נמוכות (עומק שקוע של גוף הספינה), שיפור יכולת התמרון של כלי השיט והפחתת הגרירה.

בניסוי זה, תחילה תשונה סירה לדוגמה כדי לאפשר התאמה של מרכז המסה שלה (המייצג עומסי מטען שונים) ומעקב אוטומטי אחר זווית הגליל שלה. הסירה תונח במיכל מים, ותוטה לזוויות שונות בגבהים שונים של מרכז המסה שלה. לאחר שחרורו, ההתהפכות (התהפכות) או התנועה המתנדנדת של הסירה יהיו במעקב באמצעות מצלמה דיגיטלית ותוכנת ניתוח וידאו. התוצאות עבור זווית הגליל היציבה המרבית ותדירות התנודה יושוו לערכים תיאורטיים. חישובי יציבות יבוצעו באמצעות תכונות גיאומטריות ומבניות של הסירה שנקבעו בסביבת תכנון בסיוע מחשב.

Procedure

1. מדידת זווית היציבות המרבית

  1. בחר סירה קטנה. מומלץ גוון פשוט יחסית לצמצם את מורכבות הניתוח בסעיפים 3 ו-4.
  2. חבר תורן אנכי קל משקל בצבע בהיר לסירה (מומלץ כחול). קוד MATLAB שסופק עוקב אחר מיקום התורן בסרטון על-ידי חיפוש פיקסלים כחולים בהירים בתמונה. אם נעשה שימוש בתורן צבע אחר, יהיה צורך להתאים את קוד ניתוח התמונה בהתאם.
  3. הדביקו עניבת כבלים לתורן כדי לשמש כתחנה למשקל. החלק משקל(למשל,אגוז צימוד) ע

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

מסה כוללת
(m, קילוגרם)
מרכז המסה
(Hס"מ,מ')
מרכז הציפה
(
Equation 8 , מ ')
רגע האינרציה
(Izz, ק"ג2)
0.08...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

ניסוי זה הדגים את תופעות היציבות של כלי שיט צפים וכיצד ספינות יכולות להישאר זקופות גם עם מוקדי מסה גבוהים יחסית. לדוגמה, בתוצאות הייצוגיות, סירה מדגם קטן עם מרכז מסה (Hcm = 5.3 ס"מ) הרבה מעל קו המים(קו מים H~ 1 - 2 ס"מ) יכול לחזור למקומו זקוף לאחר שהיטה לזווית ~ 25 °. בניסויים נמדדה...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

We use cookies to enhance your experience on our website.

By continuing to use our website or clicking “Continue”, you are agreeing to accept our cookies.

Learn More