Файл: Антонов, А. А. Устройство морского судна учебное пособие для подготовки специалистов в мореходных школах.pdf

цу времени. У морских судов скорость измеряется в узлах. Один узел равен одной морской миле (1852 м) в час.

Скорость большинства грузовых судов бывает в пределах 14—

жировместимость (для пассажирских судов), мощность главных двигателей, оснащенность грузовыми средствами и др.

§ 6. МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА СУДНА

Для безопасности и удобства людей, плавающих на судне, для

сохранной доставки грузов судно должно обладать рядом море­

ходных качеств: плавучестью, остойчивостью, непотопляемостью,

плавностью качки, ходкостью и управляемостью.

Изучением мореходных качеств судна занимается специальная

наука —теория корабля, но основные сведения о них необходимо

знать каждому моряку, чтобы понимать и правильно использо­

вать законы, по которым судно плавает. В истории мореплавания

известно немало случаев, когда прочные суда погибали со всей

командой вследствие плохих мореходных качеств судна.

Знание теории корабля позволяет судоводителю выбрать пра­ вильную схему загрузки судна и избе­ жать опасных положений при различных

условиях плавания.

Плавучесть — это способность судна

плавать, имея заданную нагрузку и оп­

ределенную осадку.

На судно, плавающее на спокойной

центре тяжести судна G и направлена

вниз;

Рис. 13. Действие сил веса и поддержания на судно:

о — в прямом положении; б — в наклоненном (без пере­ мещения центра тяжести, например, под действием вет­ ра или волнения)

2*

19

сила поддержания, соответствующая по закопу Архимеда мас­ се BbiTeciieHiioiI судном воды γlΛ Она приложена в центре величи­

ны судна C (центре тяжести подводной части) и направлена

вверх.

Чтобы плавающее судно находилось в равновесии, эти две си­

лы должны быть равны по величине и направлены в противопо­

ложные стороны по одной вертикали.

При плавании в штормовую погоду, а также в случае пробои­ ны, течи судно принимает значительное количество воды, увели*

чнвающей его массу. Поэтому судно должно иметь определенный

запас плавучести.

Запас плавучести — это непроницаемый для воды объем кор­ пуса судна, находящийся выше действующей ватерлинии. Этот

объем образует помещения, ограниченные верхней водонепрони­

цаемой палубой, а также надстройки при условии, что они водо­

непроницаемы, т. е. имеют водонепроницаемые двери и другие

Мерой запаса плавучести является отношение над­ водного объема корпуса к объемному водоизмещению судна.

Для сухогрузных судов запас плавучести составляет 25—50%

водоизмещения, для наливных—10—25% и пассажирских —до

100%.

Необходимый для безопасного плавания судна запас плавуче­

сти обеспечивается приданием судну в процессе проектирования

достаточной высоты надводного борта, устройствбм водонепрони­ цаемых закрытий и делением судна на отсеки прочными водоне­ проницаемыми переборками и палубами. При отсутствии перебо­

рок и палуб любое повреждение подводной части судна при не­

возможности заделать его приводит к полной потере запаса пла­ вучести и гибели судна.

Запас плавучести зависит от высоты надводного борта—-чем

выше надводный борт, тем больше запас плавучести. Минималь­

ная допустимая высота надводного борта определяется Правила­ ми Регистра СССР в зависимости от типа судна. Для контроля

за ее сохранением на обоих бортах судна наносят особую грузо­

вую марку (см. § 7).

Остойчивость — это способность судна противостоять силам, вызывающим его наклонение, а после прекращения действия этих

сил возвращаться в первоначальное положение равновесия.

Положение центра тяжести (ц. т.) при качке судна на волне остается неизменным, если не происходит перемещения груза.

Центр величины (ц. в.) —это геометрический центр подводной ча­ сти судна, и при крене судна он изменяет свое положение.

Различают поперечную и продольную остойчивость.

Поперечная остойчивость проявляется при крене судна, т. е.

при наклонениях его на борт. Продольная остойчивость действует

при наклонениях судна на нос или корму, т. е. при килевой кач­

20

ке. Если силы, вызывающие наклонение судна, действуют медлен­

но, то различают статическую остойчивость, а если быстро,— то-

динамическую, при которой надо учитывать инерцию судна.

Наклонения судна возможны по разным причинам: от действия

волн, ветра, из-за перемещения пассажиров на один борт и т. д.

Предположим, что остойчивое судно накренилось под действи­ ем внешних сил (рис. 13,6). Центр тяжести судна остается в точ­

ке G, но центр величины из-за изменения формы подводной части переместится в новую точку C,. Силы веса D и поддержания уѴ

теперь уже действуют не на одной прямой, а образуют восстанав­

до тех пор, пока не наступит равенство кренящего и восстанавли­

вающего моментов (Mκp = Mn). Такое положение возможно только

при медленном (статическом) действии кренящей силы.

Если же крен судна увеличивается быстро, что будет, напри­

мер, при шквальном ветре, сильном рывке буксирного троса и

в некоторых других случаях, то возникнет динамический кре­

нящий момент. В этом случае крен судна будет увеличиваться до определенного предела и после достижения равенства кренящего

и восстанавливающего моментов, ибо будут действовать силы инерции. Креи этот обычно в два раза больше крена от статиче­

ского действия такого же кренящего момента. Это положение учи­ тывается при определении остойчивости судна по Нормам остой­ чивости морских судов Регистра СССР назначением большего

плеча остойчивости.

При увеличении крена величина восстанавливающего момента

сначала увеличивается, достигает максимума, а потом со входом палубы в воду начинает уменьшаться. Когда восстанавливающий момент становится равным нулю, судно теряет остойчивость, т. е.

опрокидывается. Этот предельный угол крена не должен быть

меньше 60°. Учитывая, что в формуле Nl3=Dl, величина водоиз­ мещения D остается неизменной, это произойдет при уменьшении

плеча остойчивости I до нуля и далее, когда изменится знак I на

минус (отрицательная остойчивость). В случае установления ра­

венства кренящего и восстанавливающего моментов при медлен­

ном наклонении судна наступит равновесие.и судно будет сохра­

нять постоянный крен.

Такое положение мы наблюдаем на шлюпке, идущей под па­ русами при устойчивом боковом ветре, но стоит только изменить­

ся силе или направлению ветра, или гребцам пересесть ближе к одному из бортов, как немедленно изменится и крен шлюпки. Это

равновесие будет очень динамичным из-за большого количества

факторов, влияющих на него.

Для сравнения остойчивости судов недостаточно знать остой­

чиво оно или нет, нужно уметь измерить это свойство количест­

венно.

Точка пересечения линии действия силы поддержания с диа­ метральной плоскостью судна (точка Λi) называется метацентром.

21

Плечо остойчивости I будет показателем остойчивости судна,

ио им пользуются для этих целей при больших углах крена. При

крена будет мерой начальной остойчивости.

Остойчивость судна не остается неизменной. Она зависит от взаимного расположения ц. т. и ц. в., которые перемещаются при

приеме, выгрузке груза, его перемещении в трюмах и от других

причин. Чем больше метацентрическая высота, тем больше вос­ станавливающий момент и остойчивее судно, однако при большой

остойчивости судно имеет резкую качку. Поэтому у большинства

типов судов метацентрическая высота бывает в пределах 0,5-1,2 м

и лишь у ледоколов достигает 4,0 м.

Факторы, влияющие на остойчивость судна. Прием и выгрузка

грузов. При приеме и выгрузке грузов поперечная метацентриче­

ская высота судна может сильно изменяться. При низком распо­

ложении в трюмах тяжелых грузов (металл, руда) понижается

центр тяжести всего судна и увеличивается метацентрическая вы­

сота.

и, следовательно, уменьшается метацентрическая* высота. Такие

же изменения происходят при вертикальном перемещении грузов,

приеме балласта (жидкого или твердого). Таким образом, при

понижении центра тяжести судна остойчивость увеличивается, а

при повышении — уменьшается.

Самопроизвольное перемещение грузов. При качке большую

опасность для судна представляет перемещение плохо закреплен­

ного или неправильно уложенного груза (бочек, листового метал­

ла и др.) к одному из бортов. Появление большого постоянного

крена при бортовой качке может привести к потере остойчивости. Подобное положение может возникнуть и при перемещении сыпу­ чих грузов (зерна, рудных концентратов), которые перевозятся в

трюмах насыпью. Это случается, когда в трюме есть свободное пространство, а угол крена будет достаточно большим.

Каждый сыпучий груз имеет свой угол естественного откоса,

например, льняное семя приближается по этим свойствам к жид­

кости.

Для предупреждения возможного пересыпания зерна в трюмах устанавливают прочные временные продольные переборки (шиф-

тиигбордсы). Если зерно заполняет весь трюм, то делают питате­

ли для пополнения трюма зерном, так как оно при качке подвер­

жено усадке. Если зерно не заполняет весь трюм, его выравнивают

и сверху укладывают несколько рядов мешков с зерном,

22