Конспект лекцій з дисципліни "Вступ до спеціальності" (Загальне уявлення про судно та його архітектуру. Класифікація суден. Форма корпусу і основні характеристики судна. Основні поняття з теорії корабля), страница 13

–зниження центра мас судна G; з рис. 12 видно, що одночасно збільшується метацентрична висота;

–закріплення на судні усіх вантажів. Незакріплений вантаж у разі хитавиці може переміщуватись, утворюючи кренувальний момент; що дуже часто призводило до загибелі суден. Для обмеження переміщення насипних вантажів (зерно, вугілля, руди) використовують особливе обладнання;

–ліквідація по можливості всіх вільних поверхонь рідин у цистернах (води, палива). Рідина, яка частково заповнює цистерну, переливається з борту до борту і утворює кренувальні моменти. Тому цистерни, окрім деяких з них, повинні бути залиті до верху або бути порожніми.

1.19. Непотоплюваність.

Непотоплюваність – здатність судна зберігати плавучість і в певній мірі остійність після затоплення частини відсіків. Непотоплюваність забезпечується конструктивними засобами і організаційними заходами. Адмірал С.Й. Макаров першим сформулював тезу: добре спроектований корабель мусить тонути прямо і на рівний кіль, тобто не перекидаючись. Остійність мусить зберігатися до останнього моменту, що, проте не завжди вдається.

Головний конструктивний засіб забезпечення непотоплюваності – поділ судна поперечними перебірками на відсіки. Більша частина вантажних суден має непотоплюваність при заповнені водою будь-якого одного відсіку, пасажирські судна– двох суміжних відсіків, при цьому критерій непотоплюваності цивільних суден є досить умовним, тобто таким: після затоплення відсіку (чи двох, трьох відсіків) аварійна ватерлінія не повинна перетинати лінію палуби перебірок. Крім того, нормується і остійність судна в аварійному стані.

На військових кораблях передбачають особливі таблиці, планшети, обчислювальні машини, які дозволяють швидко розрахувати до яких наслідків приведе затоплення пошкодженого відсіку, і які відсіки треба штучно залити водою, щоб спрямити корабель.

1.20. Керованість судна

Керованістю називається здатність судна рухатись прямолінійно або змінювати напрямок руху за бажанням судноводія. Інакше, керованість – це здатність судна рухатися по необхідній судноводію траєкторії (прямолінійній або криволінійній.

Керованість об'єднує дві суперечливих властивості судна: поворотність, тобто здатність певним чином змінювати напрямок руху при перекладенні руля, і стійкість на курсі, тобто здатність судна зберігати напрямок прямолінійного руху. Поворотність судна не слід плутати з рискливістю, тобто здатністю судна довільно змінювати напрямок руху. Стійкість на курсі може бути автоматичною або експлуатаційною. Автоматична стійкість на курсі – це здатність судна без дії рульового органу точно відновлювати прийнятий напрямок руху після припинення дії таких сил, що збурюють, як вітер і хвилювання. Експлуатаційною стійкістю на курсі називається здатність судна зберігати заданий напрямок руху за допомогою перекладень руля. Експлуатаційна стійкість судна на курсі тим вища, чим рідше і на менші кути необхідно перекладати руль для того, щоб судно зберегло заданий напрямок руху.

Поворотність і стійкість на курсі за своїм характером суперечливі, тому при проектуванні судна залежно від його призначення віддають перевагу тій чи іншій якості.

Судно керується за допомогою рульового органу. Гідродинамічні сили, які виникають на цьому органі, через зв'язки з корпусом передаються на корпус судна і створюють момент, що повертає судно навколо вертикальної осі, яка проходить через його центр ваги. Найбільш поширеним рульовим органом є руль, який являє собою крило, поставлене вертикально в потоці води за кормою.

Якщо у судна, яке рухається, перекласти руль на борт і деякий час не приводити його у середнє положення, то центр ваги опише криву, яка називається циркуляцією (рис.   ). По діаметру усталеної циркуляції Dц оцінюють поворотність судна. У великих суден Dц дорівнює 4–5 довжинам корпусу, у широких коротких – 1,5–2 довжини.

Керованість залежить від форми підводної частини корпусу. Поворотність судна погіршується з ростом відношення L/B, зі збільшенням площі кормового дейдвуда, носового підрізу і диференту на корму. Поворотність мало змінюється зі зміною коефіцієнта повноти β, дещо погіршується з ростом відношення d/L суттєво покращується з ростом відношення B/T, зі збільшенням коефіцієнта повноти δ, повноти корми і диференту на ніс. Зі збільшенням площі руля, а також за умови розташування руля у гвинтовому струмені поворотність у разі великих кутах перекладки руля покращується, а малих – погіршується. Крім того, керованість судна суттєво залежить від умов експлуатації (вітер, хвилювання, течія, обмеженість фарватеру тощо).

Керованість є дуже важливою мореплавною якістю судна. Недостатня керованість судна може привести до збільшення часу рейсу і витрат палива, вона може стати причиною зіткнень і суттєво утруднює роботу рульового. Судно, яке повністю втратило керованість внаслідок виходу з ладу рульового органу, є таким, що потерпає біду.

Теорія керованості дає можливість визначити величини сил, що діють на руль і корпус у разі криволінійного руху судна, визначити елементи керованості, розробити критерії оцінювання керованості в різноманітних умовах експлуатації.

1.21. Ходовість

Ходовість – здатність судна розвивати повну швидкість при заданій потужності головного двигуна (двигунів). Потужність двигуна N витрачається на переборювання сил гідродинамічного опору води і повітря к , частина її губиться на гребному гвинті та підшипниках гребного валу. при швидкості судна v для потужності двигуна маємо формулу

                                                                                          (4)

Пропульсивним коефіцієнтом η враховуються втрати енергії на гвинті та підшипниках.

В силі R водотоннажних суден головну частину створює опір води. Він записується формулою

                                                             ,                                         (5)

де S – площа змочуваної поверхні корпусу; С – безрозмірний коефіцієнт опору. Коли об'єднати вирази (4) і (5), то матимемо