تحليل استقرار السفن باستخدام معادلات التوازن الطولي والجانبي, تطبيق على السفينة الليبية "أنوار أفريقيا"

حمزة مفتاح رجب; بالقاسم محمد   الأعوج; عبدالسلام رمضان  دلف

doi:10.59743/jmset.v10i2.184

المؤلفون

حمزة مفتاح رجب
بالقاسم محمد الأعوج
عبدالسلام رمضان دلف

DOI:

https://doi.org/10.59743/jmset.v10i2.184

الكلمات المفتاحية:

الاستقرار، التوازن الجانبي ، الطفو، ناقلات النفط، هيكل السفينة

الملخص

تُعد مسألة توزيع الحمولة داخل السفن ولا سيما ناقلات النفط، من العوامل الأساسية التي تؤثر بشكل مباشر على استقرارها وسلامة إبحارها، خصوصًا في ظل التغيرات المستمرة في أنماط الشحن والتصاميم البحرية الحديثة، ورغم وجود معايير تنظيمية عامة إلا أن الحوادث البحرية لا تزال تُشير إلى وجود فجوات في فهم العلاقة الدقيقة بين توزيع الكتلة الطولية والعرضية ومدى تأثيرها على الاستقرار الديناميكي والثابت للسفن. وانطلاقًا من هذه الإشكالية هدفت هذه الدراسة إلى تحليل استقرار السفن البحرية من خلال الاعتماد على النمذجة الرياضية لمعادلات التوازن الطولي والعرضي، وتطبيق ذلك على ناقلة النفط الليبية "أنوار أفريقيا" كنموذج واقعي. يُعد كل من معامل الاستقرار (GM) وذراع الاستعادة (GZ) من أهم المؤشرات المستخدمة لتقييم قدرة السفينة على مقاومة الميل والانقلاب تحت تأثير القوى البحرية المختلفة. تم استخدام البيانات الفعلية للسفينة لتقدير الحجم المغمور وعزم القصور الذاتي العرضي، مما أتاح حساب نصف قطر الطفو ومعامل GM عند ظروف تحميل متعددة. وقد أظهرت النتائج أن السفينة تكون غير مستقرة عندما يرتفع مركز الثقل بشكل كبير فوق مركز الطفو، بحيث يقع أعلى من النقطة المتريّة (M)، مما يؤدي إلى قيمة سالبة لمعامل GM، مما يزيد من احتمالية أكبر للانقلاب، خاصة عند زوايا ميل التي تتجاوز 15°. وفي المقابل يؤدي خفض مركز الثقل إلى مستويات مناسبة إلى تحسن ملحوظ في الاستقرار، مع بقاء ذراع الاستعادة GZ ضمن الحدود الآمنة. وتخلص الدراسة إلى أهمية التحكم الدقيق في توزيع الأحمال، والاستفادة من أنظمة التوازن الديناميكية، خاصة في السفن ذات البنية الطولية والغاطس العميق، كما تؤكد على فاعلية النمذجة الرياضية في دعم القرار الهندسي أثناء التصميم والتشغيل..

التنزيلات

تنزيل البيانات ليس متاحًا بعد.

المراجع

• الجبالي، م. ع. (2019 .(الاستقرار البحري وتصميم السفن. الإسكندرية: الأكاديمية العربية للعلوم والتكنولوجيا والنقل البحري.

• الحسن، س. ع. (2020). دليل المهندس البحري: المفاهيم الأساسية في استقرار السفن. القاهرة: الهيئة المصرية العامة للنقل البحري.

• الشيباني، ع. (2015). مدخل إلى علم بناء السفن وتحليل مراكز القوى. طرابلس: منشورات جامعة قاريونس.

• الفرجاني، إ. (2016.( الهندسة البحرية والاستقرار الطولي والعرضي للسفن. طرابلس: دار الرواد للنشر البحري.

• الناظوري، ح. م. (1990). اتزان السفن للربابنة وضباط الملاحة. الإسكندرية: منشأة المعارف.

• أبو عيسى، أ. (2014). أسس توازن السفن في المياه العميقة. بيروت: مركز دراسات النقل البحري.

• Sakuma, S., & Naruse, T. (2015). On the optimization among the ships’ breadth, draft and the height of center of gravity. Journal of the Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers, 22(0), 229–233. https://doi.org/10.2534/jjasnaoe.22.229.

• Abankwa, N. O., Bowker, J., Ossont, S. J., Scott, M., & Cox, S. J. (2018). Estimating the longitudinal center of flotation of a vessel in waves using acceleration measurements. IEEE Sensors Journal, 18(20), 8334–8340. https://doi.org/10.1109/JSEN.2018.2865463

• Rosén, A., Ruponen, P., Shigunov, V., Schreuder, M., & Terada, D. (2019). An overview of the current research on stability of ships and ocean vehicles. Ocean Engineering, 186, 106134. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2019.106134

• Pérez‑Canosa, J. M., Orosa, J. A., Galdo, M. I. L., & Barros, J. J. C. (2022). A new theoretical dynamic analysis of ship rolling motion considering navigational parameters, loading conditions and sea state conditions. Journal of Marine Science and Engineering, 10(11), 1646. https://doi.org/10.3390/jmse10111646

• Yuliana, N., Hidayat, R., & Syamsuri, S. (2024). Static and dynamic stability analysis of liftnet fishing vessel. International Journal of Marine Engineering Innovation and Research, 8(1), 1–9. https://www.researchgate.net/publication/391873799

• Splash Maritime Training. (2023). Ship stability and ballast systems. Retrieved from https://www.splashmaritime.com.au/Marops/data/less/Shipk/Stab/Longitudinal.htm .

• Biran, A. (2003). Ship hydrostatics and stability. Butterworth-Heinemann.

• Lewis, E. V. (Ed.). (1989). Principles of naval architecture. Society of Naval Architects and Marine Engineers.

• Muckle, W. (2017). Naval architecture for marine engineers. Institute of Marine Engineering, Science and Technology.

• Papanikolaou, A. (2014). Ship design: Methodologies of preliminary design. Springer.

• Rawson, K. J., & Tupper, E. C. (2001). Basic ship theory (5th ed.). Butterworth-Heinemann.