Δυναμική Ευστάθεια Πλοίου

Abstract

Στόχος του βιβλίου είναι, αφενός η κατανόηση, από τον σπουδαστή, των βασικών εννοιών και μεθόδων που αφορούν το ευρύτερο επιστημονικό πεδίο της δυναμικής ευστάθειας πλοίου και αφετέρου η εμβάθυνση στα ζητήματα σχεδίασης και λειτουργίας που συναρτώνται με τον κίνδυνο ανατροπής ενός πλοίου. Η εισαγωγή των βασικών εννοιών της στατικής και δυναμικής ευστάθειας πλοίου πραγματοποιείται στο ιστορικό τους πλαίσιο. Καλύπτεται τόσο η θεωρητική σκοπιά, ξεκινώντας από τη γενική θεώρηση της ευστάθειας δυναμικού συστήματος, όσο και η σκοπιά της επιστημονικής βάσης και ερμηνείας των κανονισμών. Αναλύονται, βάσει της δυναμικής του θεωρούμενου συστήματος, οι θεμελιώδεις μηχανισμοί που μπορούν να οδηγήσουν ένα πλοίο το οποίο λειτουργεί εν μέσω υψηλών κυματισμών σε μεγάλες γωνίες εγκάρσιας κλίσης ή ακόμα και σε ανατροπή. Αναλύονται, επίσης, η παραμετρική αστάθεια, η αυθεντική απώλεια ευστάθειας, ο μη γραμμικός συντονισμός σε εγκάρσιους κυματισμούς και η λεγόμενη αστάθεια broaching-to. Προτείνονται σχεδιαστικές και λειτουργικές επιλογές για την αποφυγή της αστάθειας. Αναλύεται, με κριτική σκοπιά, το λεγόμενο "κριτήριο καιρού", που αποτελεί το βασικό κριτήριο ευστάθειας που εφαρμόζεται στην πράξη. Μελετώνται, τόσο η ευστάθεια του πλοίου στην άθικτη μορφή του, όσο και μετά από βλάβη, και αναλύεται η εφαρμoγή πιθανοθεωρητικών μεθόδων για την εκτίμηση του επιτευχθέντος επιπέδου ασφάλειας.

The aim of this book is, on the one hand, to help students understand the basic concepts and methods relating to the broader scientific field of ship stability dynamics and, on the other hand, to provide an in-depth study of the design and operational issues associated with the risk of a ship capsizing. The basic concepts of ship static and dynamic stability are introduced in their historical context. Both the theoretical perspective, starting from a general consideration of the stability of dynamic systems, and the scientific basis and interpretation of regulations are covered. The fundamental mechanisms, based on the dynamics of the system under consideration, that can lead a ship operating in high waves to large angles of heel or even capsize are analyzed. Parametric instability, authentic loss of stability, nonlinear resonance in transverse waves, and the so-called broaching-to instability are analyzed. Design and operational options for avoiding instability are proposed. The so-called "weather criterion," which is the basic stability criterion applied in practice, is critically analyzed. Both the stability of the ship in its intact form and after damage are studied, and the application of probabilistic methods for estimating the achieved safety level is analyzed.