3.4 Понятие об остойчивости судна

Остойчивостью называется способность судна сопротивляться воздействию внешнего кренящего момента (М_кр) и возвращаться в исходное положение равновесия после прекращения действия момента, вызвавшего наклонение под действием восстанавливающего момента (М_в).

Понятие остойчивости связывается с действием на судно только моментов (пар сил) и, следовательно, равнообъемными наклонениями – наклонениями, при которых не меняется объем подводной части судна, а только его форма.

Если кренящий момент, приложенный к судну, возрастает постепенно и не вызывает угловых ускорений, а следовательно сил инерции, то при рассмотрении равновесия судна можно пользоваться условиями статического равновесия. Остойчивость при таких наклонениях называется статической.

Остойчивость судна при мгновенно приложенном кренящем моменте называется динамической.

В зависимости от того, какие наклонения рассматриваются, различают поперечную и продольную остойчивость.

В зависимости от величины угла крена поперечную остойчивость разделяют на остойчивость при малых углах наклонения ( ≈ 10°) или начальную остойчивость, и остойчивость на больших углах крена.

3.5 Остойчивое и неостойчивое судно. Восстанавливающий момент

При наклонении судна изменяется положение центра подводного объема судна (центра величины наклоненного судна), следовательно, равнодействующая сил поддержания будет приложена в точке (С₁). Для оценки остойчивости судна введено понятие метацентрической высоты (h), которая представляет возвышение метацентра (точка «m») над центром тяжести (точка «G») и может быть положительным или отрицательным. Если равнодействующие сил тяжести ( ) и поддержания ( ) образуют момент (М_в) стремящийся увеличить угол крена судна – то судно не остойчиво (h ≤ 0), (рис.3.7).

Если возникает момент (M_в), стремящийся вернуть судно в исходное прямое положение, то судно остойчиво(h ≥ 0), (рис. 3.8).

Момент (M_в) называется восстанавливающим моментом и равен он произведению одной из сил пары на плечо (l_ст).

, (3.1)

где – сила тяжести, т;

D – массовое водоизмещение, т;

 – плотность забортной воды, т/м³;

V – объемное водоизмещение, т;

– сила поддержания, т;

– плечо статического угла крена, м.

С целью упрощения и совмещения рисунков в теории корабля обычно изображают судно в прямом положении, а ватерлинию, соответствующую наклонному положению судна (В₁Л₁), наклонной. Только следует помнить, что линии действия сил тяжести ( ) и поддержания ( ) перпендикулярны действующей ватерлинии (как для прямой, так и для наклонной).

3.6 Понятие о непотопляемости судна

Непотопляемость – способность судна с частично затопленными отсеками не тонуть и не опрокидываться, т.е. сохранять в минимальной степени аварийные плавучесть и остойчивость.

Непотопляемость обеспечивается тремя комплексами мер:

1. конструктивный комплекс – это расчетный запас плавучести, для сохранения которого выполнено разделение корпуса водонепроницаемыми переборками, палубами и платформами на водонепроницаемые отсеки. Устройством двойного борта и двойного дна, а также надежных закрытий на всех вырезах и отверстиях в корпусе. Оборудованием специальных судовых систем и специального аварийного снабжения и инвентаря (пластыри, заглушки и т.д.);

2. превентивный (профилактический) комплекс – все меры по предотвращению попадания воды внутрь корпуса при эксплуатации; поддержание готовности экипажа, технических средств (систем, оборудования и аварийного снабжения) к борьбе за непотопляемость (проведением учебных тревог и тренажа);

3. оперативный комплекс – борьба за непотопляемость: экстренные меры по сохранению и повышению аварийной плавучести и остойчивости при получении пробоины и частичном затоплении помещений корпуса: заведение пластыря, установка заглушек, цементных ящиков, осушение, откатка и перекатка забортной воды, спрямление судна.