Остойчивость судов на воздушной подушке в эксплуатационном режиме

Остойчивость

Остойчивость судна — это способность плавучего средства противостоять внешним силам, вызывающим его крен или дифферент, и возвращаться в состояние равновесия по окончании возмущающего воздействия.

Остойчивость судов камерного типа

Амфибийные СВП камерного типа и с одноконтурной сопловой схемой без секционирования воздушной подушки являются неостойчивыми судами.

Возникновение угла крена на камерных СВП практически не изменяет распределения давления по ширине подушки, и точка приложения равнодействующей сил давления и поддержания перемещения не имеет. В результате пара действующих на судно сил (сила массы судна и сила поддержания) создает не восстанавливающий, а наоборот, дополнительный кренящий момент:

Остойчивость судов с одноконтурной схемой

На СВП с одноконтурной сопловой схемой при крене увеличивается реактивная сила истекающего воздуха в той части кольцевого сопла, которая приблизилась к экрану (воде). Но этого бывает недостаточно для восстановления равновесия, и судно продолжает крениться. Когда накрененный борт совсем близко подходит к воде (рис. 2.5), сопловой поток по направлению наименьшего сопротивления устремляется внутрь подушки. Вследствие эжекционного эффекта соплового потока под накрененным бортом давление понижается, что ухудшает остойчивость и создает условие для зарывания борта в воду.

Остойчивость судов с двухконтурной схемой

Остойчивость обеспечивается при двухконтурной сопловой схеме. В этом случае воздушный поток из внутреннего сопла препятствует изменению направления воздушных струй, выходящих из внешнего сопла, «выжимая» их во внешнюю сторону (рис. 2.6). В результате увеличивается давление в зоне между сопловыми потоками и повышается подъемная сила в области накрененного борта. Одновременно с этим радиус сопловых потоков возле приподнятого борта увеличивается, что уменьшает перепад давлений между рядами сопл и снижает подкупольное давление. Крен судна выравнивается.

Остойчивость судов с гибким ограждением•

На рис. 2.7 показана схема действия сил на СВП с продольно-поперечным секционированием ВП. Благодаря сопловому потоку воздуха из канала, расположенного в диаметральной плоскости, воздушная подушка разделяется на две изолированные секции и давление в одной секции ВП не зависит от изменения давления в другой. При крене судна давление воздуха под опущенной частью корпуса повышается, так как сопловой поток воздуха «разбивается» об опорную поверхность и значительная часть его устремляется внутрь подушки. В приподнятой части корпуса, наоборот, давление в подушке снижается в связи с удалением сопла от экрана. В результате общий центр давления ВП смещается от диаметральной плоскости в сторону крена. Вертикальная составляющая подъемной сил и сила массы судна образуют восстанавливающий момент, который может быть записан в виде формулы остойчивости:

,

где – условная метацентрическая высота.

Остойчивость судов с гибким ограждением

Аналогичную• формулу можно написать и для случая крена СВП над водой (рис. 2.8).

Из рис. 2.7, 2.8 видно, что метацентрическая высота ( или ) легко может быть определена из треугольника OmC, если известна ордината смещения центра давления ВП . Определение этой ординаты, по существу, и составляет содержание расчетов по остойчивости СВП.

Критерий остойчивости

•Критерием остойчивости амфибийных СВП может служить относительное смещение центра давления при крене судна на , т. е. величина

Считается, что необходимый восстанавливающий момент будет обеспечен, если эта характеристика лежит в пределах на крена.