Остойчивость судна.

Это способность судна, выведенного из положения равновесия внешними силами, вновь возвращаться в это положение после прекращения действия сил. Различают поперечную остойчивость, противодействующую крену судна на борт, и продольную остойчивость, которая препятствует дифференту на нос или корму. О важности этого свойства говорит хотя бы то, что почти все несчастные случаи на воде начинались опрокидыванием судна. Для почти всех туристских судов неприемлема догма большого флота — «корабль должен тонуть не переворачиваясь». Как раз наоборот, туристские суда, переворачиваясь неоднократно, не должны тонуть — они должны быть приспособлены к опрокидыванию, а их экипажи — иметь опыт ликвидации таких аварий. Знание основных теоретических закономерностей и осмысленный на этой базе опыт позволяют уменьшить вероятность переворота судна и, что еще более важно, вероятность неожиданных опрокидываний, когда авария как раз и может перерасти в катастрофу.

Статическая остойчивость рассматривается, когда силы, вызывающие наклонение судна, действуют, не создавая заметной угловой скорости, как, например, при перемещении твердых грузов. Под начальной остойчивостью понимают остойчивость в пределах малых углов наклонения (когда величины угла в радианах и его синуса численно примерно одинаковы).

У самодельных туристских судов, центр тяжести которых расположен выше центра величины, остойчивость обусловлена перемещением точки ЦВ, где приложена поддерживающая сила Р, в сторону наклонения (рис. 1,6). Такое перемещение точки приложения силы плавучести происходит вследствие изменения формы части корпуса, которая погружена в воду (остойчивость формы). Напомним, что точка ЦБ совпадает с центром тяжести объема воды, вытесненной судном. Поскольку положение центра тяжести судна (точка ЦТ) при наклонениях не изменяется, то возникают силы Р и G, образующие восстанавливающий момент, или момент остойчивости т:

m = PL = Phφ,

где Р — поддерживающая сила (плавучести), равная силе тяжести G судна, L — плечо остойчивости — расстояние между линиями действия сил Р и G, h — поперечная метацентрическая высота, φ — угол крена судна в радианах.

В качестве мер начальной остойчивости в судостроении для однокорпусных судов (помимо восстанавливающего момента) приняты:

—    коэффициент остойчивости Ph — это величина восстанавливающего момента, приходящаяся на каждую единицу угла наклона; он позволяет оценить сопротивление, которое оказывает судно усилиям, выводящим его из положения равновесия;

—    метацентрическая высота h — это расстояние между центром тяжести и метацентром судна МЦ, который расположен в точке пересечения линии действия поддерживающей силы Р (при наклонении) с линией действия силы тяжести  G (на ровном киле). Для устойчивого равновесия судна его метацентрическая высота должна быть положительна, т. е. метацентр должен располагаться выше центра тяжести. По величине метацентрической высоты сравнивают остойчивости   разных   судов    между собой.

Поперечная остойчивость, обусловленная   изменением формы погруженной в воду части корпуса, будет незначительной у однокорпусных килеватых судов с округлым поперечным сечением (какой, например, была первая модель промышленной надувной байдарки «Ласточка»). Существенно больше будет плечо момента поперечной остойчивости у плоскодонных судов со значительной шириной корпуса В/Т, а сильно разнесенные в ширину поплавки катамаранов создают им исключительно высокую начальную поперечную остойчивость. У последних даже незначительный креп вызывает сильное смещение поддерживающей силы к борту, что и создает большое плечо восстанавливающего момента, который у них пропорционален площади сечения поплавка по ватерлинии и квадрату расстояния между осями В₀. Так, если ширину катамарана В —1,8 м уменьшить до 1,2 м, т. е. в 1,5 раза, то (при ширине поплавка Б_к=0,4 м) величина поперечного восстанавливающего момента упадет в 3 раза. Этот пример как раз показывает реальное соотношение поперечной остойчивости обычных четырехместных катамаранов с канойными веслами и более узких двухместных, на которых работают байдарочными веслами.

Продольная остойчивость характеризуется своим восстанавливающим моментом, его плечом, коэффициентом остойчивости и метацентрической высотой, которые определяются аналогичным образом при дифференте на нос или корму,

У водоизмещающих однокорпусных судов продольная метацентрическая высота всегда значительно больше, чем поперечная, и соответственно их продольная остойчивость больше обычно на порядок. Поэтому, если однокорпусное судно имеет хорошую поперечную остойчивость, то оно считается остойчивым вообще.

Предыдущая страница        К оглавлению      Следующая страница