Центр величины ц ентр водоизмещения — Центр объема жидкости, вытесненной плавающим телом в связанной с ним системе отсчета
Схема плавающего судна. Центр величины обозначен B
Центр величины (ЦВ) — в теории корабля — точка приведения сил плавучести, действующих на судно. Известен также как центр водоизмещения тела.
Поскольку силы плавучести являются по природе силами давления, они действуют распределенно на всю поверхность погруженного объёма. Для расчетов удобно привести их, то есть выразить через одну равнодействующую силу, приложенную в одной точке.
Иллюстрация центра величины
Иначе говоря, центр величины — это воображаемая точка приложения равнодействующей сил плавучести.
Метацентр
Поперечное наклонение плавающего судна. Метацентр обозначен M. Центр величины обозначен B
Метацентр (от греч. μετα — через и лат. centrum — средоточие) — центр кривизны траектории, по которой перемещается центр величины в процессе наклонения судна. При малых наклонениях судна (примерно, до 10 градусов) метацентр можно считать неподвижным, при больших наклонениях метацентр начинает смещаться. Возвышение метацентра над центром тяжести судна называется метацентрической высотой.
В теории корабля различают два метацентра:
п
ри
наклонении судна в поперечной плоскости
(крен),
метацентр является поперечным,
или малым.при наклонении судна в продольной плоскости (дифферент) — продольным, или большим.
На практике судно испытывает наклонения в обеих плоскостях, и если определить для этого случая метацентр, он будет лежать выше поперечного, но ниже продольного. С этой точки зрения метацентрические высоты, рассматриваемые в теории, являются предельными.
Метацентрическая высота
Отрезок mG — метацентрическая высота.
Метацентрическая высота — критерий остойчивости судна. Представляет собой возвышение метацентра над центром тяжести плавающего тела. Чем больше этот параметр, тем выше начальная остойчивость судна. При приобретении отрицательного значения метацентрической высоты судно утрачивает способность плавать без крена. Ответить на вопрос «перевернется ли судно, имеющее отрицательную метацентрическую высоту» не представляется возможным, так как метацентрическая теория остойчивости верна лишь при наклонениях судна, не превышающих 10 градусов.
Тем не менее, в Правилах классификационных обществ, осуществляющих надзор за технической эксплуатацией судов (Российский Речной Регистр, Российский Морской Регистр Судоходства и др.), запрещена эксплуатация судов, имеющих метацентрическую высоту менее 0,2 м. Характерным примером тела, имеющего нулевую метацентрическую высоту, является симметричный плавающий бочонок. При нахождении в спокойной воде такой бочонок будет совершать вращение вдоль продольной оси под воздействием любых внешних сил (например ветра).
Ватерли́ния (нидерл. waterlinie) — линия соприкосновения спокойной поверхности воды с корпусом плавающего судна. Также — в теории корабля элемент теоретического чертежа: сечение корпуса горизонтальной плоскостью.
Различают следующие ватерлинии:
конструктивная ватерлиния (КВЛ) — то есть расчетная, определяемая для нормального водоизмещения. Положением этой ватерлинии определяется деление корабля на надводную и подводную части[1];
грузовая ватерлиния — рассчитанная для заранее определенной нагрузки и условий плавания;
действующая ватерлиния — текущая, при данной нагрузке и условиях;
теоретические ватерлинии — набор сечений через равные расстояния, формирующий один из видов теоретического чертежа: план.
Изменение действующей ватерлинии в зависимости от осадки
Действующая ватерлиния определяется формой судна, его средней плотностью, а также степенью волнения воды в данном бассейне. Площадь ватерлинии используется для вычисления коэффициента полноты корпуса. Форма площади ватерлинии, точнее ее момент инерции является фактором, определяющим устойчивость формы. Очевидно, в зависимости от условий нагрузки, крена и дифферента форма площади ватерлинии, а с ней и устойчивость, могут меняться.
Длина по ватерлинии служит характерным линейным размером в определении числа Фруда для водоизмещающих судов, и соответственно, их теоретической скорости.
Осадка (англ. Draft) — в военном и гражданском кораблестроении — глубина погружения корабля или судна в воду.
Различают следующие виды осадки.
Проектная или расчётная осадка, или вертикальное расстояние от верхней кромки киля до уровня главной ватерлинии, измеренное на половине длины корпуса. В технической документации обозначается как T.
Проектная осадка по мидельшпангоуту — расстояние от ватерлинии до наружной кромки обшивки у киля.
Осадка носом, измеряемая по носовой точке погружения, или у носовой марки.
Осадка кормой, измеряемая по кормовой точке погружения, или у кормовой марки.
Средняя осадка — среднее арифметическое значение носовой и кормовой осадки.
Для измерения осадки на корпусе корабля наносятся марки углубления. В большинстве флотов мира марки углубления наносятся по вертикали от концевых точек прямой линии киля до главной ватерлинии с обоих бортов судна. В англо-саксонских странах (но не только в них) долей марки является фут.
Для судов с большой осадкой затруднён, либо невозможен вход в мелководные районы моря, гавани, порта, а также в устья рек.