Тема 1 УСТРОЙСТВО КОРАБЛЯ І ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Тема № 1. УСТРОЙСТВО КОРАБЛЯ. І. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОРАБЛЕ.

І. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОРАБЛЕ. ПОНЯТИЯ: ДЛИНА, ШИРИНА, ВАТЕРЛИНИЯ, ВЫСОТА НАДВОДНОГО БОРТА, ПЛАВУЧЕСТЬ, ЗАПАС ПЛАВУЧЕСТИ, ОСТОЙЧИВОСТЬ, КРЕН, ДИФФЕРЕНТ, СКОРОСТЬ, ИНЕРЦИЯ, ПОВОРОТЛИВОСТЬ.

ПЕРВОЕ, ЧЕМ НАЧИНАЕТ ЗАНИМАТЬСЯ, ПРИБЫВ НА КОРАБЛЬ, ЛЮБОЙ МАТРОС, СТАРШИНА, МИЧМАН И ОФИЦЕР, - ЭТО ИЗУЧЕНИЕМ УСТРОЙСТВА КОРАБЛЯ.

БЕЗ ЗНАНИЯ УСТРОЙСТВА КОРАБЛЯ НЕЛЬЗЯ НИ ПРИВЕСТИ ЕГО ИЗ ПОРТА В ПОРТ, НИ БОРОТЬСЯ С АВАРИЯМИ НА НЕМ (ПОЖАРАМИ, ПРОБОИНАМИ И Т. Д. ).

Судно (корабль) - - СЛОЖНОЕ САМОХОДНОЕ ИНЖЕНЕРНОЕ СООРУЖЕНИЕ, НОСЯЩЕЕ ПРИСВОЕННЫЙ ЕМУ ВОЕННО-МОРСКОЙ ФЛАГ СВОЕГО ГОСУДАРСТВА И УКОМПЛЕКТОВАННОЕ ВОЕННОЙ КОМАНДОЙ.

ДЛЯ УСПЕШНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ СВОЙСТВЕННЫХ ЗАДАЧ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПЛАВАНИЯ КОРАБЛЬ ДОЛЖЕН ИМЕТЬ: ПРОЧНЫЙ КОРПУС (ОСНОВОЙ ВСЯКОГО КОРАБЛЯ ЕСТЬ КОРПУС), СОВРЕМЕННОЕ ВООРУЖЕНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА, ОБЛАДАТЬ ХОРОШИМИ МОРЕХОДНЫМИ КАЧЕСТВАМИ.

ОСНОВОЙ ВСЯКОГО КОРАБЛЯ ЕСТЬ КОРПУС

К ОБЩИМ СВЕДЕНИЯМ О КОРАБЛЕ ОТНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ПОНЯТИЯ: ГЛАВНЫЕ ПЛОСКОСТИ, ГЛАВНЫЕ РАЗМЕРЕНИЯ, МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА, ОСНОВНЫЕ МАНЕВРЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ.

1. 1. ГЛАВНЫЕ ПЛОСКОСТИ КОРАБЛЯ. ДИАМЕТРАЛЬНАЯ ПЛОСКОСТЬ КОРАБЛЯ (ДП) - ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПРОДОЛЬНАЯ ПЛОСКОСТЬ СИММЕТРИИ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ КОРПУСА СУДНА.

ДРУГИМИ СЛОВАМИ – ЭТО ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПЛОСКОСТЬ, КОТОРАЯ ПРОХОДИТ ЧЕРЕЗ СЕРЕДИНУ КИЛЯ И ШТЕВНЕЙ И ДЕЛИТ КОРАБЛЬ ПО ШИРИНЕ НА ДВЕ РАВНЫЕ И СИММЕТРИЧНЫЕ ЧАСТИ.

ПЛОСКОСТЬ МИДЕЛЬ-ШПАНГОУТА – ЭТО ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПОПЕРЕЧНАЯ ПЛОСКОСТЬ, ПРОХОДЯЩАЯ ПОСЕРЕДИНЕ ДЛИНЫ СУДНА, НА БАЗЕ КОТОРОЙ СТРОИТСЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ЧЕРТЕЖ.

ИЛИ – ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПЛОСКОСТЬ, КОТОРАЯ ПРОХОДИТ ЧЕРЕЗ СРЕДНИЙ (МИДЕЛЬ) ШПАНГОУТ ИЛИ В САМОМ ШИРОКОМ МЕСТЕ КОРПУСА ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО ДИАМЕТРАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ КОРАБЛЯ. ПЛОСКОСТЬ МИДЕЛЬ-ШПАНГОУТА ДЕЛИТ КОРПУС КОРАБЛЯ НА НОСОВУЮ И КОРМОВУЮ ЧАСТИ

ПЛОСКОСТЬ ГРУЗОВОЙ ВАТЕРЛИНИИ – ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ ПЛОСКОСТЬ, ПЕРЕСЕКАЮЩАЯ КОРПУС КОРАБЛЯ НА УРОВНЕ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ ПРИ СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ НАГРУЗКЕ КОРАБЛЯ; ЭТА ПЛОСКОСТЬ ОТДЕЛЯЕТ ПОДВОДНУЮ ЧАСТЬ КОРАБЛЯ ОТ НАДВОДНОЙ.

КОНСТРУКТИВНАЯ ВАТЕРЛИНИЯ (КВЛ) - ВАТЕРЛИНИЯ, СООТВЕТСТВУЮЩАЯ РАСЧЕТНОМУ ПОЛНОМУ ВОДОИЗМЕЩЕНИЮ СУДОВ.

ПРАКТИЧЕСКОМ ЖЕ ЗНАЧЕНИЕ ИМЕЕТ ВАТЕРЛИНИЯ (ВЛ) - ЛИНИЯ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ КОРПУСА ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТЬЮ.

КОРМОВОЙ ПЕРПЕНДИКУЛЯР (КП) - ЛИНИЯ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ДИАМЕТРАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОПЕРЕЧНОЙ ПЛОСКОСТЬЮ, ПРОХОДЯЩЕЙ ЧЕРЕЗ ТОЧКУ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ОСИ БАЛЛЕРА С ПЛОСКОСТЬЮ КОНСТРУКТИВНОЙ ВАТЕРЛИНИИ; КП НА ТЕОРЕТИЧЕСКОМ ЧЕРТЕЖЕ СОВПАДАЕТ С 20 -М ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ШПАНГОУТОМ.

НОСОВОЙ ПЕРПЕНДИКУЛЯР (НП) - ЛИНИЯ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ ДИАМЕТРАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОПЕРЕЧНОЙ ПЛОСКОСТЬЮ, ПРОХОДЯЩЕЙ ЧЕРЕЗ КРАЙНЮЮ НОСОВУЮ ТОЧКУ КОНСТРУКТИВНОЙ ВАТЕРЛИНИИ. ОСНОВНАЯ ПЛОСКОСТЬ - ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ ПЛОСКОСТЬ, ПРОХОДЯЩАЯ ЧЕРЕЗ НИЖНЮЮ ТОЧКУ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ КОРПУСА БЕЗ ВЫСТУПАЮЩИХ ЧАСТЕЙ. НА ЧЕРТЕЖАХ, В ОПИСАНИЯХ И Т. Д. ДАЮТСЯ РАЗМЕРЫ ПО ДЛИНЕ, ШИРИНЕ И ВЫСОТЕ.

1. 2. ГЛАВНЫЕ РАЗМЕРЕНИЯ КОРАБЛЯ. Главные размерения показывают размеры корпуса судна по длине, ширине, высоте и осадке. Размеры судов по длине определяются параллельно основной плоскости. Длина корабля наибольшая Lнб - расстояние, измеренное в горизонтальной плоскости между крайними точками носовой и кормовой оконечностей корпуса без выступающих частей;

Длина корабля по ватерлинии Lквл - расстояние, измеренное в плоскости конструктивной ватерлинии между точками пересечения ее носовой и кормовой частей с диаметральной плоскостью. Другими словами, - это расстояние, измеренное в ДП на уровне ВЛ между внешними поверхностями форштевня и ахтерштевня (кормовой обшивки).

ДЛИНА МЕЖДУ ПЕРПЕНДИКУЛЯРАМИ LПП - РАССТОЯНИЕ, ИЗМЕРЕННОЕ В ПЛОСКОСТИ КОНСТРУКТИВНОЙ ВАТЕРЛИНИИ МЕЖДУ НОСОВЫМ И КОРМОВЫМ ПЕРПЕНДИКУЛЯРАМИ. ДЛИНА ПО ЛЮБОЙ ВАТЕРЛИНИИ LВЛ ИЗМЕРЯЕТСЯ, КАК LКВЛ. ШИРИНА КОРАБЛЯ НАИБОЛЬШАЯ ВНБ - РАССТОЯНИЕ, ИЗМЕРЕННОЕ МЕЖДУ КРАЙНИМИ ТОЧКАМИ КОРПУСА БЕЗ УЧЕТА ВЫСТУПАЮЩИХ ЧАСТЕЙ. ЭТО – РАССТОЯНИЕ, ИЗМЕРЕННОЕ В ПЛОСКОСТИ МИДЕЛЬ-ШПАНГОУТА (ИЛИ ЕЙ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ) В НАИБОЛЕЕ ШИРОКОМ МЕСТЕ КОРАБЛЯ, ВКЛЮЧАЯ ВЫСТУПАЮЩИЕ ЧАСТИ КОРПУСА, СОСТАВЛЯЮЩИЕ С НИМ ОДНО КОНСТРУКТИВНОЕ ЦЕЛОЕ.

ШИРИНА КОРАБЛЯ ПО ВАТЕРЛИНИИ – РАССТОЯНИЕ, ИЗМЕРЕННОЕ В ПЛОСКОСТИ МИДЕЛЬШПАНГОУТА (ИЛИ ЕЙ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ НА УРОВНЕ ВЛ В НАИБОЛЕЕ ШИРОКОМ МЕСТЕ МЕЖДУ НАРУЖНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ ОБШИВКИ КОРПУСА КОРАБЛЯ

ВЫСОТА БОРТА Н - ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАССТОЯНИЕ, ИЗМЕРЕННОЕ НА МИДЕЛЬ-ШПАНГОУТЕ ОТ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ, ПРОХОДЯЩЕЙ ЧЕРЕЗ ТОЧКУ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ КИЛЕВОЙ ЛИНИИ С ПЛОСКОСТЬЮ МИДЕЛЬШПАНГОУТА, ДО БОРТОВОЙ ЛИНИИ ВЕРХНЕЙ ПАЛУБЫ.

ВЫСОТА БОРТА ДО ГЛАВНОЙ ПАЛУБЫ НГ. П - ВЫСОТА БОРТА ДО САМОЙ ВЕРХНЕЙ СПЛОШНОЙ ПАЛУБЫ. ВЫСОТА БОРТА ДО ТВИНДЕКА НТВ — ВЫСОТА БОРТА ДО ПАЛУБЫ, РАСПОЛОЖЕННОЙ ПОД ГЛАВНОЙ ПАЛУБОЙ. ЕСЛИ ИМЕЕТСЯ НЕСКОЛЬКО ТВИНДЕКОВ, ТО ОНИ НАЗЫВАЮТСЯ ВТОРОЙ, ТРЕТЬЕЙ И Т. Д. ПАЛУБОЙ, СЧИТАЯ ОТ ГЛАВНОЙ ПАЛУБЫ.

Осадка наибольшая – расстояние от ВЛ по перпендикуляру к ней до нижней кромки обшивки наиболее погруженной части корпуса с учетом выступающих частей; Осадка (Т) - вертикальное расстояние, измеренное в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости конструктивной или расчетной ватерлинии. Осадка носом и осадка кормой Тн и Тк (углубление штевней) - измеряются на носовом и кормовом перпендикулярах до любой ватерлинии (расстояние от ВЛ по перпендикуляру к ней до нижней кромки форштевня (ахтерштевня)). Средняя осадка Тср - измеряется, от основной плоскости до ватерлинии в середине длины судна. Носовая и кормовая седловатость hн и hк - плавный подъем палубы от миделя в нос и корму; величина подъема измеряется на носовом и кормовом перпендикулярах. Погибь бимса hб - разница по высоте между краем и серединой палубы, измеренная в самом широком месте палубы.

ВЫСОТА БОРТА – ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАССТОЯНИЕ, ИЗМЕРЕННОЕ НА МИДЕЛЬ-ШПАНГОУТЕ ОТ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ, ПРОХОДЯЩЕЙ ЧЕРЕЗ ТОЧКУ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ КИЛЕВОЙ ЛИНИИ С ПЛОСКОСТЬЮ МИДЕЛЬ-ШПАНГОУТА, ДО БОРТОВОЙ ЛИНИИ ВЕРХНЕЙ ПАЛУБЫ

ВЫСОТА НАДВОДНОГО БОРТА - РАЗНОСТЬ МЕЖДУ ВЫСОТОЙ БОРТА И ОСАДКОЙ КОРАБЛЯ. Является переменной величиной, зависящей от осадки, имеет большое значение, так как обеспечивает необходимый запас плавучести и остойчивость при больших наклонениях корабля. При необходимости указываются и другое. Например, самая большая (габаритная) высота судна (высота фиксированной точки) от грузовой ватерлинии при порожнем рейсе для прохода под мостами. Обычно же ограничиваются указанием длины - наибольшей и между перпендикулярами, ширины на мидельшпангоуте, высоты борта и осадки.

1. 3. МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА • Мореходность - СОВОКУПНОСТЬ СВОЙСТВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ СПОСОБНОСТЬ КОРАБЛЯ БЕЗОПАСНО ПЛАВАТЬ ПРИ РАЗЛИЧНОМ СОСТОЯНИИ МОРЯ.

ДЛЯ НАДВОДНОГО КОРАБЛЯ ПРИНЯТО ОЦЕНИВАТЬ СЛЕДУЮЩИЕ МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА: ПЛАВУЧЕСТЬ, ОСТОЙЧИВОСТЬ, НЕПОТОПЛЯЕМОСТЬ, КАЧКУ. ПЛАВУЧЕСТЬСПОСОБНОСТЬ КОРАБЛЯ ПЛАВАТЬ ПО ОПРЕДЕЛЕННУЮ ВАТЕРЛИНИЮ, ИМЕЯ НА БОРТУ ВСЕ НАЗНАЧЕННЫЕ ПО РОДУ ЕГО СЛУЖБЫ ГРУЗЫ. ПЛАВУЧЕСТЬ КОРАБЛЯ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ ЕГО ПОСАДКОЙ ПОЛОЖЕНИЕМ ОТНОСИТЕЛЬНО ПОВЕРХНОСТИ СПОКОЙНОЙ ВОДЫ - И ЗАПАСОМ ПЛАВУЧЕСТИ НЕПРОНИЦАЕМЫМ ДЛЯ ВОДЫ ОБЪЕМОМ КОРАБЛЯ, РАСПОЛОЖЕННЫМ ВЫШЕ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ ВАТЕРЛИНИИ.

ЗАПАС ПЛАВУЧЕСТИ – КОЛИЧЕСТВО ГРУЗА, КОТОРОЕ КОРАБЛЬ МОЖЕТ ПРИНЯТЬ СВЕРХ НАХОДЯЩЕГОСЯ НА НЕМ ДО ПОЛНОГО ПОГРУЖЕНИЯ. ЗАПАС ПЛАВУЧЕСТИ ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМЫМ ОБЬЕМОМ НАДВОДНОЙ ЧАСТИ КОРПУСА.

ВОДОИЗМЕЩЕНИЕ -– ВЕС ВОДЫ, ВЫТЕСНЕННОЙ ПОДВОДНОЙ ЧАСТЬЮ ПЛАВАЮЩЕГО КОРАБЛЯ. ОБЪЕМ (ИЛИ ВЕС) ВОДЫ, ВЫТЕСНЯЕМОЙ ПОГРУЖЕННОЙ ЧАСТЬЮ КОРПУСА КОРАБЛЯ. ИЗМЕРЯЕТСЯ ВОДОИЗМЕЩЕНИЕ В ОБЪЕМНЫХ ИЛИ ВЕСОВЫХ ЕДИНИЦАХ (В ТОННАХ).

ОСТОЙЧИВОСТЬ - СПОСОБНОСТЬ КОРАБЛЯ, ВЫВЕДЕННОГО ВНЕШНИМИ СИЛАМИ ИЗ ПОЛОЖЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ, ПОСЛЕ ПРЕКРАЩЕНИЯ ИХ ДЕЙСТВИЯ ВНОВЬ ВОЗВРАЩАТЬСЯ К ЭТОМУ ПОЛОЖЕНИЮ. Различается поперечная остойчивость, возникающая при поперечных наклонения - крене, и продольная остойчивость, проявляющаяся при продольных наклонениях - дифференте. Учение об остойчивости рассматривает условия, при которых судно плавает в вертикальном положении и выпрямляется после наклонений. Морское судно должно не только иметь достаточную остойчивость, но и выполнять даже на взволнованном море максимально плавные движения.

КРЕН - НАКЛОНЕНИЕ КОРАБЛЯ НА ТОТ ИЛИ ИНОЙ БОРТ (ЛЕВЫЙ, ПРАВЫЙ), ОБОЗНАЧАЕТСЯ В ГРАДУСАХ.

ДИФФЕРЕНТ - НАКЛОНЕНИЕ КОРАБЛЯ НА НОС ИЛИ КОРМУ. ДИФФЕРЕНТ, ТАК ЖЕ, КАК И КРЕН, ИЗМЕРЯЕТСЯ В ГРАДУСАХ, А РАЗНОСТЬ ПОГРУЖЕНИЯ В ВОДУ НОСА И КОРМЫ КОРАБЛЯ ПРИ ДИФФЕРЕНТЕ - В САНТИМЕТРАХ. ПРИ ДИФФЕРЕНТЕ НА НОС ОСАДКА НОСОВОЙ ЧАСТИ КОРАБЛЯ ВСЕГДА БУДЕТ БОЛЬШЕ ОСАДКИ КОРМОВОЙ ЧАСТИ КОРАБЛЯ, А ПРИ ДИФФЕРЕНТЕ НА КОРМУ - НАОБОРОТ

НЕПОТОПЛЯЕМОСТЬ СПОСОБНОСТЬ КОРАБЛЯ ОСТАВАТЬСЯ НА ПЛАВУ И НЕ ОПРОКИДЫВАТЬСЯ, СОХРАНЯЯ ПРИ ЭТОМ В ОПРЕДЕЛЕННОЙ СТЕПЕНИ МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ПОВРЕЖДЕНИЙ КОРПУСА И ЗАТОПЛЕНИИ ЧАСТИ ВНУТРЕННИХ КОРАБЕЛЬНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ.

КОРПУС НАДВОДНОГО КОРАБЛЯ СТАЛЬНОЕ ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОЕ ПОЛОЕ ВНУТРИ ТЕЛО ОБТЕКАЕМОЙ ФОРМЫ. ОБЕСПЕЧИВАЕТ СОЗДАНИЕ СИЛЫ ПЛАВУЧЕСТИ И ЯВЛЯЕТСЯ ПЛАТФОРМОЙ, НА КОТОРОЙ МОНТИРУЮТСЯ РАЗЛИЧНОЕ ВООРУЖЕНИЕ И ОБОРУДОВАНИЕ, ОБУСЛОВЛЕННОЕ НАЗНАЧЕНИЕМ КОРАБЛЯ. КОРПУС СНАБЖАЕТСЯ РУЛЕВЫМ, ЯКОРНЫМ, ШВАРТОВНЫМ, БУКСИРНЫМ, ГРУЗОПОДЪЕМНЫМ И ДРУГИМИ УСТРОЙСТВАМИ.

Внутри корпуса размещаются: главные и вспомогательные механизмы, жилые и служебные помещения, погреба боеприпасов, хранилища топлива, масел, воды, цепные ящики для уборки якорных цепей и другие внутренние устройства. Корпус и планировка НА ВЕРХНЕЙ ПАЛУБЕ КОРПУСА УСТАНАВЛИВАЮТСЯ НАДСТРОЙКИ, ВЫВОДЯТСЯ МАЧТЫ, ТРУБЫ И ДРУГИЕ СООРУЖЕНИЯ И МЕХАНИЗМЫ. 1 — Нос, 2 — Бульб, 3 — Якорь, 4 — Борт, 5 — Гребной винт, 6 — Корма, 7 — Дымоход, 8 — Ходовая рубка, 9 — Палуба

ОСТОЙЧИВОСТЬ СУДНА Учение об остойчивости рассматривает условия, которые ПОЗВОЛЯЮТ СУДНУ (КОРАБЛЮ) ПЛАВАТЬ В ВЕРТИКАЛЬНОМ ПОЛОЖЕНИИ И ВЫПРЯМЛЯТЬСЯ ПОСЛЕ НАКЛОНЕНИЙ. Морское судно должно не только иметь достаточную остойчивость, но и выполнять даже на взволнованном море максимально плавные движения. За достаточную остойчивость несет ответственность в первую очередь СУДОСТРОИТЕЛЬНАЯ ВЕРФЬ , а за ведение судна в штормовом море - КОМАНДОВАНИЕ СУДНА

Метацентр- a b это точка, вокруг которой свободно плавающее тело совершает маятниковые колебания.

a b Рис. 2. Поперечная остойчивость судна – метацентр. а - устойчивое равновесие, b - неустойчивое равновесие. C или СӨ - центр величины, FA - сила поддержания, FG - вес судна, G - центр тяжести судна, MC или MCө - метацентр, N - мнимый метацентр, ι - плечо остойчивости, Ө - угол крена

Ответственность за остойчивость находящегося в море судна и за правильную загрузку всегда несет. • только капитан

Подводная часть судна изменяет при наклонении вокруг продольной оси свою форму. Истинным метацентром является точка пересечения двух соседних направлений выталкивающей силы. Эта точка при малых углах крена (примерно до 10°) лежит в диаметральной плоскости судна, т. е. на первоначальном направлении действия силы поддержания вертикально плавающего судна; при большем угле наклона находится вне диаметральной плоскости судна на так называемой эволюте.

Момент остойчивости спрямляет судно до тех пор, пока центр тяжести при малых углах наклона лежит ниже истинного метацентра и при больших углах наклона ниже воображаемого метацентра, т. е. пока имеется устойчивое равновесие.

Если метацентр лежит ниже, то равновесие неустойчиво, т. е. создается момент, который предотвращает возвращение судна в положение равновесия. При совпадении метацентра и центра тяжести равновесие безразличное; не возникает никаких моментов, которые прекращают или поддерживают наклонения. Поперечная остойчивость зависит от положения центра тяжести по отношению к истинному или воображаемому метацентру. Расстояние между метацентром и центром тяжести (метацентрическая высота) является мерой способности судна к выпрямлению при нарушающих равновесие воздействиях ветра, волн и несимметричной загрузки.

Положение метацентра в большой мере зависит от формы судна, а также от угла крена. Решающую роль играют при этом ширина, высота борта и осадка судна.

У широкого судна входящий в воду и выходящий из воды объемы, а также путь их перемещения (плечо) больше, чем у более узкого судна. Соответственно различны и перемещения точки приложения выталкивающей силы. Понятно, что у широкого судна метацентр расположен над ватерлинией выше, чем у узкого.

Широкое судно, таким образом, более остойчиво, чем узкое. Рис. 4. Поперечная остойчивость судна на волнении а - судно на спокойной воде, b - судно на вершине волны, с - судно на подошве волны

Рис. 5. Аварийное судно. 1 - затопленный отсек, C и CΨ - центр величины, FA - сила поддержания, FG - вес судна, G -центр тяжести судна

КАЧКА СУДНА. НАГРУЗКИ, ИСПЫТЫВАЕМЫЕ СУДНОМ Cудно (корабль), плавающее в состоянии равновесия, имеет 6 возможностей движения, которые называются степенями свободы, т. е. оно может перемещаться в направлении 3 -х осей и поворачиваться вокруг них.

При параллельном перемещении в вертикальном направлении равновесие устойчиво. При более глубоком погружении увеличивается выталкивающая сила, а при всплытии - сила веса судна по сравнению с уменьшившейся выталкивающей силой возвращают корпус судна в первоначальное положение равновесия. Поэтому движения в вертикальном направлении - всплытие и погружение - в общем не опасны для судна и почти не заметны, за исключением штормовых условий. Параллельное перемещение в направлении продольной и поперечной осей и вращение вокруг вертикальной оси не создают опасных ситуаций для судна.

При вращении вокруг продольной оси (крен, бортовая качка) и поперечной оси (килевая качка) возникает устойчивое, неустойчивое или безразличное равновесие, причем судно все время стремится занять устойчивое положение равновесия. Колебания судна появляются тогда, когда ПЛЫВУЩЕЕ СУДНО ВЫВОДИТСЯ ИЗ ПОЛОЖЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ ВНЕШНИМИ СИЛАМИ, НАПРИМЕР ВЕТРОМ, ШКВАЛАМИ И ВОЛНАМИ, И ЗАТЕМ ОКАЗЫВАЕТСЯ ПРЕДОСТАВЛЕННЫМ САМОМУ СЕБЕ.

Оно, как маятник, колеблется вокруг положения покоя; при этом угол колебаний становится все меньше, до тех пор пока энергия движения судна не будет уничтожена сопротивлением воды. ПРОДОЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ СУДНО СОВЕРШАЕТ ТОГДА, КОГДА ВОЛНЫ НАБЕГАЮТ С НОСА И С КОРМЫ.

ПОПЕРЕЧНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ВОЗНИКАЮТ ТОГДА, КОГДА ГРЕБНИ ВОЛН НАБЕГАЮТ НА СУДНО С ПРАВОГО ИЛИ С ЛЕВОГО БОРТА.

Бортовая (боковая) качка - ЭТО ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ СУДНА ВОКРУГ ЕГО ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ С ОДНОГО БОРТА НА ДРУГОЙ. ОНО ВЫЗЫВАЕТСЯ ВОЛНАМИ, НАБЕГАЮЩИМИ С БОРТА, И ПОРЫВАМИ ВЕТРА. СПОСОБНОСТЬ СУДНА ВЫПРЯМЛЯТЬСЯ ПРИ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЯХ ВОКРУГ ПРОДОЛЬНОЙ ОСИ НАЗЫВАЮТ ПОПЕРЕЧНОЙ ОСТОЙЧИВОСТЬЮ

КИЛЕВАЯ КАЧКА - НОС И КОРМА - ЭТО ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ СУДНА ВОКРУГ ПОПЕРЕЧНОЙ ОСИ, ПРИ КОТОРОМ ПОПЕРЕМЕННО ПОДНИМАЮТСЯ И ОПУСКАЮТСЯ.

Рис. 9. Нагрузка на корпус судна от действия гидростатического давления воды и веса груза 1 - давление на корпус судна (сила поддержания), 2 - давление воды на борт судна Крутящие моменты создают в судовых конструктивных связях напряжения сдвига (напряжения кручения), а в палубном настиле рядом с люками и между ними дополнительные напряжения на растяжение, сжатие и изгиб. Значительны крутящие моменты у крупных судов с большей шириной люков и у судов с большим «раскрытием» палубы, таких как контейнерные суда. Здесь скручивание судна очень важно учитывать при укладке контейнеров плотными штабелями, которые во время погрузки и разгрузки, а также при движении судна не должны заклиниваться.

Рис. 11. Скручивающая нагрузка на судно при косом курсе относительно волн. Наряду с продольными, поперечными и крутящими нагрузками вследствие распределения веса и выталкивающей силы, а также вследствие бортовых гидростатических давлений возникают еще нагрузки из-за качки судна, особенно килевой. При этих колебаниях вокруг поперечной оси действуют как силы инерции массы, так и гидродинамические силы. Наряду с названными выше нагрузками на корпус судна действуют изгибающие нагрузки уже при спуске со стапеля. При ремонте в доке давление на кильблоки (опоры) вызывает существенные нагрузки на поперечные связи корпуса судна. Эти нагрузки учитываются уже при проектировании судов.

Рис. 12. Скручивающая нагрузка при неравномерном распределении груза по ширине и длине судна. Столкновение двух судов или соприкосновение идущего судна с морским дном создает нагрузки, которые приводят обычно к большему или меньшему повреждению корпуса судна, а иногда и к его гибели.

Рис. 14. Гидродинамические силы, возникающие при килевой качке: а - тангенциальная скорость при проходе через положение равновесия, b - гидродинамическое давление на днище судна, 1 - всплытие, 2 - погружение, Ψ - наибольший угол дифферента при килевой качке, ВЛ - центр тяжести площади действующей ватерлинии - точка вращения при килевой качке.

1. 4. ОСНОВНЫЕ МАНЕВРЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КОРАБЛЯ. ХОДКОСТЬ – СПОСОБНОСТЬ КОРАБЛЯ РАЗВИВАТЬ ОПРЕДЕЛЕННУЮ СКОРОСТЬ ПРИ ЗАДАННОЙ МОЩНОСТИ ГЛАВНЫХ МЕХАНИЗМОВ. ИЗ ДВУХ ПОДОБНЫХ КОРАБЛЕЙ НАИБОЛЬШЕЙ ХОДКОСТЬЮ БУДЕТ ОБЛАДАТЬ ТОТ, КОТОРЫЙ РАЗОВЬЕТ НАИБОЛЕЕ ВЫСОКУЮ СКОРОСТЬ ХОДА ПРИ НАИМЕНЬШЕЙ ЗАТРАТЕ МОЩНОСТИ ГЛАВНЫХ МАШИН. КОРАБЛЬ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ОБСТАНОВКИ И ВЫПОЛНЯЕМЫХ ЗАДАЧ МОЖЕТ РАЗВИВАТЬ РАЗЛИЧНУЮ СКОРОСТЬ: НАИБОЛЬШУЮ (МАКСИМАЛЬНУЮ), ЭКОНОМИЧЕСКУЮ, НАИМЕНЬШУЮ.

НАИБОЛЬШАЯ (МАКСИМАЛЬНАЯ) СКОРОСТЬ – СКОРОСТЬ , ДОСТИГАЕМАЯ ПРИ ФОРСИРОВАНИИ ГЛАВНЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ, ПРИ ЭТОМ ВСЕ ОРУЖИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА НАХОДЯТСЯ В СОСТОЯНИИ ПОЛНОЙ БОЕВОЙ ГОТОВНОСТИ.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ СКОРОСТЬ – СКОРОСТЬ, ДОСТИГАЕМАЯ ПРИ НАИМЕНЬШЕМ РАСХОДЕ ТОПЛИВА НА МИЛЮ ПЛАВАНИЯ ПРИ УСЛОВИИ ДЕЙСТВИЯ ТОЛЬКО ТЕХ МЕХАНИЗМОВ, КОТОРЫЕ НЕОБХОДИМЫ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ УСТАНОВЛЕННОЙ БОЕВОЙ ГОТОВНОСТИ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЫТОВЫХ НУЖД ЛИЧНОГО СОСТАВА.

НАИМЕНЬШАЯ СКОРОСТЬ – СКОРОСТЬ, ПРИ КОТОРОЙ КОРАБЛЬ СПОСОБЕН УПРАВЛЯТЬСЯ ПРИ УСТОЙЧИВОЙ РАБОТЕ МЕХАНИЗМОВ ДВИЖЕНИЯ.

ПОВОРОТЛИВОСТЬ – СПОСОБНОСТЬ КОРАБЛЯ ИЗМЕНЯТЬ НАПРАВЛЕНИЕ СВОЕГО ДВИЖЕНИЯ (КУРС) С ПОМОЩЬЮ РУЛЯ. ПОВОРОТЛИВОСТЬ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ ВРЕМЕНЕМ, НЕОБХОДИМЫМ ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ КУРСА, И ЦИРКУЛЯЦИЕЙ (КРИВОЙ, КОТОРУЮ ОПИСЫВАЕТ КОРАБЛЬ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПЕРЕЛОЖЕННОГО НА ОПРЕДЕЛЕННЫЙ УГОЛ РУЛЯ).

ИНЕРЦИЯ – СПОСОБНОСТЬ КОРАБЛЯ СОХРАНЯТЬ ДВИЖЕНИЕ, СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ ПЕРВОНАЧАЛЬНОМУ РЕЖИМУ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСЛЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭТОГО РЕЖИМА.

ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ИНЕРЦИЯ ПО ВРЕМЕНИ И РАССТОЯНИЮ, ПРОХОДИМОМУ КОРАБЛЕМ С МОМЕНТА ОСТАНОВКИ ДВИГАТЕЛЕЙ ДО ПОЛНОЙ ОСТАНОВКИ (ИЛИ ПРИОБРЕТЕНИЯ ДРУГОЙ ЗАДАННОЙ СКОРОСТИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ РЕЖИМА РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ). ИНОГДА ИНЕРЦИЮ ИЗМЕРЯЮТ В ДЛИНАХ КОРПУСА КОРАБЛЯ.

МАНЕВРЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КОРАБЛЯ МОГУТ ИЗМЕНЯТЬСЯ ПРИ ИЗМЕНЕНИЯХ ВОДОИЗМЕЩЕНИЯ, ОСАДКИ, А ТАКЖЕ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВЕТРА, ГЛУБИНЫ МОРЯ, КРЕНА И ДИФФЕРЕНТА КОРАБЛЯ.