STRUKE:

stabilnost

ilustracija
STABILNOST – uzdužna stabilnost zrakoplova
ilustracija1ilustracija2

stabilnost (prema stabilan < latinski stabilis: čvrst), svojstvo nekoga fizikalnog sustava da održava ili uspostavlja ravnotežno stanje nakon prestanka djelovanja uzroka koji je ravnotežu poremetio. Tako se npr. mehanika bavi stabilnošću položaja ili gibanja tijela, a tehnika stabilnošću građevina, vozila, zrakoplova, brodova, elektroenergetskih sustava, odvijanja tehnoloških procesa i dr.

Statička stabilnost svojstvo je održavanja ravnoteže, a dinamička stabilnost je proces vraćanja u ravnotežno stanje, obično titranjem oko položaja ravnoteže sa sve manjim amplitudama. Mjera statičke stabilnosti je promjena vrijednosti povratne (stabilizirajuće) sile, momenta ili neke druge fizikalne veličine po jedinici otklona od ravnotežnoga položaja, a mjere dinamičke stabilnosti su frekvencija i brzina prigušivanja oscilacija.

U primijenjenoj mehanici proračunava se ravnoteža tijela, primjerice stabilnost položaja vitkih elastičnih elemenata konstrukcija (štapova), uzdužno opterećenih tlačnom silom. Oni su stabilni sve dok vanjska sila ne prijeđe kritičnu vrijednost (Eulerova kritična sila) i izazove izvijanje. Promjena oblika elemenata i preraspodjela sila može dovesti do gubitka stabilnosti i oštećenja cijele konstrukcije. Zbog toga se u proračunima građevnih i strojarskih konstrukcija (rešetkasti nosači, dizalice, štapni mehanizmi i dr.) posebno promatraju tlačno najopterećeniji elementi kao mogući izvori trajnih velikih deformacija, odn. gubitka stabilnosti.

Stabilnost kosine tla ili stijene sposobnost je održavanja ravnoteže unatoč djelovanju mehaničkih poremećaja (npr. promjena razine podzemne vode, dodatno opterećenje, promjena čvrstoće izazvana puzanjem) koji bi izazvali rušenje ili klizanje slojeva. Izražava se faktorom sigurnosti Fs, koji je omjer čvrstoće tla ili stijene te stvarnoga posmičnoga naprezanja na kliznoj plohi, pa kosina može biti stabilna (Fs > 1), nestabilna (Fs < 1), ili u labilnoj ravnoteži (Fs = 1). Faktor sigurnosti izračunava se za niz pretpostavljenih kliznih ploha.

Pri stabilnom gibanju uspostavlja se prvotni oblik gibanja nakon prestanka djelovanja vanjske poremećajne sile. Kod letjelica je to npr. udar vjetra, nagla promjena atmosferskoga tlaka, kod plovila djelovanje valova, vjetra, prodor vode u trup, a kod cestovnih i tračničkih vozila nailazak na neravninu ili zapreku. Na zrakoplov u stabilnom letu osim vlastite težine (G), vučne sile (S) i otpora (w), na krilo i rep djeluju sile uzgona (N i P). Ako kod horizontalnoga leta kratkotrajni vanjski uzrok promijeni kut zrakoplova, promijenit će se krakovi momenata sila uzgona, što vraća zrakoplov u stabilni položaj (uzdužna stabilnost zrakoplova). Stabilnost broda je održavanje uspravnoga položaja u svim okolnostima plovidbe. Zbog različitih uzroka brod se u plovidbi ili na vezu nagiba oko neke osi. Najosjetljivije je nagibanje broda oko uzdužne osi, jer brod najviše izlaže pogibelji od prevrtanja. Moment statičke stabilnosti suprotstavlja se nagibanju, a čine ga spreg sila: uzgon, sila koja se zbog oblika trupa pomiče i uspravlja brod, i težina, sila koja naginje brod. Početna statička stabilnost za manje nagibe veća je što je veća tzv. metacentarska visina, a težište broda niže. Metacentarska visina ovisi o obliku trupa broda i čini točku u kojoj smjer sile uzgona presijeca uzdužnu simetralnu ravninu brodskoga trupa. Dinamička je stabilnost broda rad momenta statičke stabilnosti do nagiba broda, do kojega dolazi kada se izjednači rad momenta statičke stabilnosti i momenta nagibanja broda pod dinamičkim djelovanjem vanjskih sila. (→ metacentar)

U elektroenergetskom sustavu stabilnost je vezana uz održavanje frekvencije, odn. sinkronizma sinkronih generatora i sinkronih elektromotora. Do gubitka sinkronizma može doći zbog malih i sporih promjena (statička stabilnost), odn. velikih i naglih promjena (prijelazna stabilnost). Održavanje stabilnosti sustava olakšava sinkronizacijska sila kojom se strojevi međusobno vuku u sinkronizam. Gubitak sinkronizma može dovesti do raspada elektroenergetskoga sustava. Za održavanje stabilnosti služe stabilizatori.

I u drugim ljudskim djelatnostima i životu rabi se pojam stabilnosti kao otpor otklonu od ustaljenoga. Tako se govori o ekonomskoj stabilnosti, političkoj stabilnosti, stabilnosti meteoroloških stanja (vremena) i dr.

stabilnost. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 21.10.2018. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=57664>.