Морехідні якості судна

Здатність судна триматися на плаву, чи не перевертатися і не йти на дно при затопленні характеризується його морехідні якості. До них відносяться: плавучість, остійність і непотоплюваність.

плавучість

Плавучість - це здатність судна триматися на поверхні води, маючи задану осадку при певній кількості вантажу і людей на борту.

На судно, що перебуває на спокійній воді, постійно діють дві сили: сила тяжіння (ваги) і сила підтримки (виштовхування). Судно тримається на плаву завдяки тому, що сили тяжіння, спрямовані вниз (на дно), врівноважуються виштовхує силами води, які виникають в результаті гідростатичного тиску на корпус судна. Рівнодіюча сил тяжкості судна (D), яке знаходиться на рівному кілі (рис. 12), прикладена в точці, яка називається центром тяжіння (ЦТ), а точка прикладання рівнодіючої виштовхують сил (сила - С) називається центром величини (ЦВ).

Мал. 12. Сили тяжкості і підтримки. підтримки

Щоб судно знаходилося в рівновазі, сили тяжіння і підтримки повинні бути рівні за величиною і спрямовані в протилежні сторони по одній вертикалі. У разі течі в корпусі або пробоїни, а також потрапляння води під час штормової погоди всередину судна, збільшується його маса. Тому судно повинно мати запас плавучості.

Запас плавучості - це непроникний (для води) обсяг корпусу судна, що знаходиться вище за діючу ціну ватерлінії. При відсутності запасу плавучості судно потоне. Необхідний для безпечного плавання судна запас плавучості забезпечується наданням судну в процесі проектування достатньої висоти надводного борту, а також наявності водонепроникних закриттів і перегородок між відсіками. При відсутності таких перегородок будь-яка пробоїна підводної частини корпусу призводить до повної втрати запасу плавучості і загибелі судна.

Запас плавучості залежить від висоти надводного борту - чим вище надводний борт, тим більше запас плавучості. Цей запас нормується мінімальною висотою надводного борту, в залежності від величини якої для конкретного маломірного судна встановлюються район плавання і допустиме віддалення від берега. Однак слід знати, що надмірне (довільне) збільшення висоти надводного борту негативно впливає на не менш важливе інше якість судна - остійність.

остійність

Остійність - це здатність судна протистояти силам (вітер, хвиля, переміщення пасажирів і ін.). викликає його нахил, а після припинення дії цих сил повертатися в початкове положення рівноваги.

Розрізняють два види остійності: поперечну і подовжню. Поперечна остійність проявляється при крен судна, тобто при наклонениях його на борт. Якщо сили, що викликають нахил судна, діють повільно, то остійність називають статичної, а якщо швидко, то динамічної. Розглянемо дію сил, нахиляється судно (рис. 13).

Мал. 13. Сили тяжкості і підтримки.

Центр тяжіння (ЦТ) при способі залишається на місці, але центр величини (ЦВ) через зміну форми підводної частини переміститься в нову точку ЦВГ Сили ваги D і підтримки С = γV тепер уже діють не на одній прямій, а утворюють відновлює момент, рівний Мв = DI, який прагне повернути судно в початкове положення. При цьому крен буде збільшуватися до тих пір, поки не настане рівність крениться і відновлює моментів (Мкр = Мв). Якщо це рівність збережеться, то судно буде мати постійний крен. Наприклад, такий стан можна спостерігати при русі йде під вітрилом човни при стійкому бічному вітрі. Але варто тільки змінитися силі вітру або його напрямку, або пасажирам пересісти ближче до борту, як негайно зміниться і крен човни. При збільшенні крену величина відновлює моменту спочатку збільшується, досягає максимального значення, а з входом палуби в воду починає зменшуватися. Коли Мв = 0, судно втрачає остійність, тобто перекидається. З огляду на, що у формулі Мв = DL, величина D залишається незмінною, момент перекидання настає за умови, що величина плеча остійності L досягає нуля і далі змінює свій знак на мінус (негативна остійність). Для порівняння остійності суден недостатньо знати остійності воно чи ні, потрібно вміти виміряти це властивість кількісно.

Точка перетину лінії дії сили підтримки (С) з діаметральної площиною судна (D П) називається метацентром (точка М). Плече остійності буде показником остійності судна, але цим показником користуються тільки при великих кутах крену. При малих кутах крену (Ө = 10-15 °) для визначення так званої початковій остійності користуються метацентрической висотою h. Плече остійності залежить від метацентрической висоти (h) і від кута крену (Ө), але при малих кутах крену відновлює момент (Мв) збільшується пропорційно кутку крену, тому мета центрическая висота при малих кутах буде мірою початкової остійності.

У кільових маломірних суден початкова метацентрическая висота дорівнює, як правило, 0,3 - 0,6 м. Остійність судна залежить від взаємного розташування ЦТ і ЦВ, які переміщаються в залежності від завантаження судна, переміщення вантажів, пасажирів і від інших причин. Чим більше метацентрическая висота, тим більше відновлює момент і остійності судна, однак при великій остійності судно має різку хитавицю.

При шквального вітру, сильному ударі хвилі об борт і в деяких інших випадках крен судна збільшується швидко і виникає динамічний крениться момент. В цьому випадку крен судна буде збільшуватися і після досягнення рівності крениться і відновлює моментів. Це відбувається через дію сили інерції. Зазвичай такий крен в два рази більше крену від статичного дії такого ж крениться моменту. Тому плавання в штормову погоду, особливо маломірних суден, дуже небезпечно. Поздовжня остійність діє при наклонениях судна на ніс або корму, тобто при кільової хитавиці. Цю остійність судноводій слід враховувати при русі на великих швидкостях під час хвилювання, тому що "Зарившись" носом у воду катер або моточовни може не відновити свого початкового положення і затонути, а іноді і перевернутися.

Фактори що впливають на остійність судна

Існують певні чинники, які мають сильний вплив на остійність судна.

До таких факторів, які необхідно враховувати при експлуатації маломірного судна. слід віднести:

На остійність судна найбільш відчутно впливає його ширина: чим більше вона по відношенню до його довжини, висоти борту і осаді, тим вище остійність. У більш широкого судна більше відновлює момент.
Остійність невеликого судна підвищується, якщо змінити форму зануреної частини корпуса при великих кутах крену. На цьому твердженні, наприклад, заснована дія бортових булей і пінопласту привального бруса, які при зануренні у воду створюють додатковий відновлює момент.
Остійність погіршується при наявності на судні паливних баків з дзеркалом поверхні від борта до борта, тому ці баки повинні мати перегородки, встановлені паралельно діаметральній площині судна, або бути звужені у своїй верхній частині.
На остійність найбільш сильно впливає розміщення на судні пасажирів і вантажів, їх слід розташовувати якомога нижче. Не можна допускати на судні малих розмірів під час його руху сидіння людей на борту і їх довільне переміщення. Вантажі повинні бути надійно закріплені, щоб виключити їх несподіване зміщення зі штатних місць.
При сильному вітрі і хвилюванні дію крениться моменту (особливо динамічного) дуже небезпечно для судна, тому з погіршенням погодних умов необхідно відвести судно в укриття і перечекати негоду. Якщо цього зробити неможливо через значне відстані до берега, то в штормових умовах потрібно намагатися тримати судно "носом на вітер", викинувши плавучий якір і працюючи двигуном на малому ходу.

непотоплюваність

Непотоплюваність - це здатність судна після затоплення частини суднових приміщень зберігати плавучість, остійність і частково інші якості. Непотоплюваність забезпечується поділом корпусу на водонепроникні відсіки (приміщення), пристроєм подвійного дна, обладнанням судна водовідливними засобами. Судно. обладнане водонепроникними перегородками, має залишатися на плаву щ затопленні одного будь-якого відсіку. Маломірне судно без перегородок, отримавши пробоїну, також під час вступу води в корпус має не тільки залишатися на плаву, а й мати надлишковий запас плавучості, призначений для того, щоб пасажири, перебуваючи у воді, могли триматися за корпус аварійного судна. Незатапліваемое обсяги корпусу найчастіше представляють собою блоки з пінопласту. Необхідна його кількість і розташування розраховуються для забезпечення аварійного запасу плавучості і підтримки аварійного судна в положенні "на рівному кілі". Безумовно, що в умовах сильного хвилювання далеко не кожна отримала пробоїну моторний човен і катер забезпечать виконання цих вимог.