- •Учебник судоводителя любителя.
- •Глава I . Правовые положения
- •§ 1. Порядок получения удостоверения на право управления маломерным моторным судном
- •§ 2. Технический надзор и регистрация маломерных судов
- •Глава II . Маломерные суда
- •§ 3. Основные определения
- •1. Типы маломерных судов
- •2. Основные элементы судна
- •3. Главные размерения судна
- •§ 4. Классификация маломерных судов
- •1. По способу передвижения
- •2. По назначению
- •3. По району плавания
- •4. По режиму движения
- •5. По обводам корпуса
- •6. По материалу корпуса
- •§ 6. Классификация плаваний
- •Продолжение
- •Глава III . Речная лоция
- •§ 7. Общие сведения и терминология
- •1. Основные сведения о реке
- •2. Речной поток
- •3. Внутренние течения в потоке
- •4. Неправильности течения
- •§ 8. Берега и образования в русле
- •1. Вогнутый берег и его элементы
- •2. Выпуклый берег и наносные образования около него
- •3. Наносные образования в русле
- •4. Неразмываемые препятствия
- •5. Перекаты
- •§ 9. Судоходная обстановка на внутренних водных путях
- •1. Основные сведения
- •2. Плавучие знаки обстановки
- •3. Береговые знаки обстановки
- •4. Путевые знаки и сигналы
- •5. Сигнализация на мостах
- •6. Судоходная обстановка на искусственных водных путях — каналах и водохранилищах Продолжение
- •§ 10. Ориентирование и выбор курса
- •1. Общие сведения
- •2. Определение фарватера по берегам
- •3. Колебания уровня воды. Определение направления и скорости течения
- •4. Определение рельефа дна по поверхности воды
- •5. Промер глубин и определение характера грунта дна
- •6. Определение глубины по растительности
- •§ 11. Проверка правильности курса
- •1. По волнообразованию
- •2. По поведению судна
- •3. По шуму
- •4. По характеру глубины и дна
- •Глава IV . Искусственные водные пути
- •§ 12. Водохранилища
- •§ 13. Каналы
- •§ 14. Шлюзы
- •Глава V . Морская лоция
- •§ 15. Береговая зона
- •§ 16. Средства навигационного оборудования (сно)
- •1. Береговые сно
- •2. Плавучие средства навигационного оборудования
- •3. Системы ограждения навигационных опасностей
- •Глава VI . Навигационные карты и пособия
- •§ 17. Классификация и элементы карт. Масштаб
- •1. Классификация карт
- •2. Географические и навигационные элементы карт
- •3. Масштаб карт
- •§ 18. Пользование картами
- •1. Чтение карт
- •2. Пособия
- •3. Корректура карт и пособий
- •Продолжение
- •Глава VII . Навигация
- •§ 19. Основные сведения по навигации
- •1. Основные точки, круги, линии и плоскости
- •2. Деление истинного горизонта
- •3. Видимый горизонт, дальность видимого горизонта
- •4. Морские меры длины и скорости
- •5. Истинные курс и пеленг, курсовой угол
- •6. Девиация магнитного компаса. Исправление и перевод румбов
- •§ 20. Практические работы на карте
- •§ 21. Счисление пути судна
- •1. Простое счисление
- •2. Учет течения
- •3. Учет дрейфа
- •§ 22. Определение места судна по береговым предметам
- •1. По пеленгу и приближенному расстоянию
- •2. По двум пеленгам одного предмета (крюйс-пеленг)
- •3. По пеленгам двух предметов
- •4. По пеленгам трех предметов
- •5. По двум расстояниям до двух предметов
- •6. По пеленгу и глубине
- •§ 23. Особые условия плавания
- •1. Плавание в узкостях
- •2. Опознание места в тумане
- •§ 24. Способы определения места с помощью компаса без пеленгатора
- •§ 25. Ориентирование при отсутствии компаса
- •§ 26. Определение скорости хода судна по режиму оборотов винта
- •§ 27. Упрощенный метод определения скорости
- •Продолжение
- •Глава VIII . Навигационное обеспечение похода
- •§ 28. Предварительная подготовка
- •§ 29. Штурманская работа в походе
- •Глава IX . Навигационные приборы и инструменты
- •§ 30. Магнитные компасы
- •1. Назначение и принцип действия
- •2. Устройство 127-миллиметрового магнитного компаса марки гу
- •3. Магнитные компасы для малых судов
- •4. Требования, предъявляемые к исправному компасу
- •5. Эксплуатация магнитных компасов
- •6. Уход за магнитным компасом
- •§ 31. Приборы для измерения глубин и скорости
- •1. Ручной лаг
- •2. Ручной лот
- •§ 32. Приборы для наблюдения и измерения расстояния и времени
- •1. Бинокль
- •2. Часы
- •§ 33. Прокладочные инструменты
- •Глава X . Основы гидрометеорологии
- •§ 34. Ветер
- •§ 35. Волновой режим
- •§ 36. Приливы
- •§ 37. Течения
- •§ 38. Учет и предсказание погоды
- •1. Приборы
- •2. Определение погоды
- •Продолжение
- •Глава XI. Краткие сведения о навигационных качествах судна
- •§ 39. Навигационные качества и маневренные элементы
- •§ 40. Плавучесть
- •§ 41. Остойчивость
- •§ 42. Качка
- •§ 43. Непотопляемость
- •§ 44. Ходкость и инерция
- •1. Ходкость
- •2. Инерция
- •§ 45. Управляемость
- •1. Действие руля
- •2. Циркуляция
- •3. Рулевое устройство
- •§ 46. Факторы, влияющие на управляемость
- •1. Влияние гребного винта
- •2. Влияние ветра
- •3. Влияние крена и дифферента
- •4. Влияние волнения
- •5. Влияние течения
- •6. Влияние узкостей
- •7. Влияние глубин и осадка движущегося судна
- •Глава XII . Волнообразование и присасывание движущихся судов
- •§ 47. Волнообразование
- •§ 48. Присасывание судов
- •Продолжение
- •Глава XIII . Управление и маневрирование катером в различных условиях
- •§ 49. Элементарные сведения о движении и управлении транспортными судами на реках
- •§ 50. Выбор курса маломерного судна на реке
- •§ 51. Постановка на якорь
- •§ 52. Швартовка катера
- •§ 53. Повороты на обратный курс
- •§ 54. Прохождение участков с неправильным течением
- •§ 55. Шлюзование
- •§ 56. Плавание на волне
- •1. Общие сведения
- •Продолжение
- •2. Дрейф с плавучим якорем
- •3. Управление на прибое
- •§ 57. Буксировка
- •§ 58. Снятие судна с мели
- •§ 59. Ликвидация аварийных повреждений
- •§ 60. Проводка маломерного судна по несудоходной мелководной реке
- •§ 61. Использование паруса
- •1. Действие паруса
- •2. Основные термины
- •3. Постановка парусов и управление парусным судном
- •4. Повороты
- •5. Правила расхождения парусного судна с другими судами
- •6. Паруса и оснастка
- •7. Аварийный прямой парус
- •8. Размеры парусов
- •§ 62. Практические рекомендации Учебник судоводителя любителя. Раздел 4-й (Начало) Продолжение
- •Глава XIV . Сигнальное, спасательное, такелажное и противопожарное дело
- •§ 63. Средства связи и сигнализации
- •1. Визуальная сигнализация
- •2. Звуковая сигнализация
- •3. Радиотехническая сигнализация
- •§ 64. Такелажные работы
- •1. Тросы
- •2. Узлы
- •3. Сплесни и огоны
- •4. Изготовление кранцев и швабр
- •§ 65. Спасательное дело
- •1. Спасательные средства
- •2. Помощь утопающему, оказываемая с катера
- •3. Помощь утопающему, оказываемая пловцом
- •4. Первая помощь утопающему
- •5. Рекомендации упавшим за борт
- •§ 66. Противопожарные меры на малых судах
- •Глава XV . Плавание на внутренних водных путях
- •§ 67. Общие положения
- •§ 68. Зрительные судовые сигналы
- •Продолжение
- •§ 69. Звуковая сигнализация
- •§ 70. Движение судов
- •1. Общие положения
- •2. Движение судов при плохой видимости
- •3. Расхождение судов при встрече и обгоне
- •4. Проход мимо работающих дноуглубительных и дноочистительных снарядов
- •5. Подход к пристани и причалу
- •§ 71. Предупреждение и ликвидация аварий
- •Глава XVI . Предупреждение столкновении судов в море
- •§ 72. Судовые огни и знаки
- •§ 73. Расхождение судов
- •§ 74. Звуковые сигналы
- •§ 75. Сигналы бедствия
- •Глава XVII . Организация безопасности плавания маломерных судов
- •§ 76. Общие сведения
- •§ 77. Движение и стоянка маломерных судов
- •§ 78. Сигнальное устройство маломерных судов
- •§ 79. Техническая эксплуатация маломерных судов
- •1. Техническая эксплуатация
- •2. Судовое снабжение
- •Продолжение
- •1. Условные сокращения для морских, озерных и речных карт
- •II . Условные знаки для речных карт и карт водохранилищ
- •III . Условные знаки для морских карт
- •1. Знаки ограждения навигационных опасностей на море и озере относительно стран света
§ 41. Остойчивость
Остойчивостью называется способность судна, выведенного из положения нормального равновесия какими-либо внешними силами, возвращаться в свое первоначальное положение после прекращения действия этих сил. К внешним силам, способным вывести судно из положения нормального равновесия, относятся ветер, волны, перемещение грузов и людей, а также центробежные силы и моменты, возникающие при поворотах судна. Судоводитель обязан знать особенности своего судна и правильно оценивать факторы, влияющие на его остойчивость. Различают поперечную и продольную остойчивость.
Рис 89 Статические силы, действующие на судно при малых накренениях
Поперечная остойчивость судна характеризуется взаимным расположением центра тяжести G и центра величины С.
Если судно накренить па один борт на малый угол (5—10°) (рис. 89), ЦВ переместится из точки С в точку С 1. Соответственно сила поддержания, действующая перпендикулярно к поверхности, пересечет диаметральную плоскость (ДП) в точке М.
Точка пересечения ДП судна с продолжением направления силы поддержания при крепе называется начальным метацентром М. Расстояние от точки приложения силы поддержания С до начального метацентра называется метацентрическим радиусом.
Расстояние от начального метацентра М до центра тяжести G называется начальной метацентрической высотой h 0.
Начальная метацентрическая высота характеризует остойчивость при малых наклонениях судна, измеряется в метрах и является критерием начальной остойчивости судна. Как правило, начальная метацентрическая высота мотолодок и катеров считается хорошей, если она больше 0,5 м, для некоторых судов она допустима меньше, но не менее 0,35м.
Рекомендуется практически начальную метацентрическую высоту (для килеватых судов) определять следующим приближенным способом.
Рис. 90. Зависимость начальной метацентрической высоты от длины судна
Резким наклонением вызывается поперечная качка судна и секундомером замеряется период свободной качки, т. е. время полного размаха от одного крайнего положения до другого и обратно. Поперечную метацентрическую высоту судна определяют по формуле:
h 0 = 0,525( ) 2м,
где В — ширина судна,м;
Т — период качки, сек.
Для оценки полученных результатов служит кривая на рис. 90, построенная по данным удачно спроектированных катеров. Если начальная метацентрическая высота ао, определенная по вышеприведенной формуле, окажется ниже заштрихованной полосы, то означает, что судно будет иметь плавную качку, но недостаточную начальную остойчивость, и плавание на нем может быть опасным. Если метацентр расположен выше заштрихованной полосы, судно будет отличаться стремительной (резкой) качкой, но повышенной остойчивостью, и следовательно такое судно более мореходно, но обитаемость на нем неудовлетворительна. Оптимальными будут значения, попадающие в зону заштрихованной полосы.
Остойчивость мотолодки и катеров должна выдерживать следующие условия: угол крена полностью укомплектованного судна с мотором от размещения на борту груза, равного 60% установленной грузоподъемности, должен быть меньше угла заливания.
Установленная грузоподъемность судна включает в себя вес пассажиров и вес дополнительного груза (снаряжение, провиант).
Крен судна на один из бортов измеряется углом между новым наклоненным положением диаметральной плоскости с вертикальной линией. При крене на угол q равнодействующая веса судна образует с плоскостью ДП тот же угол q .
Накрененный борт будет вытеснять воды больше, чем противоположный, и ЦВ сместится в сторону крена.
Тогда равнодействующие силы поддержания и веса будут неуравновешенными, образующими пару сил с плечом, равным
l = h 0sin q .
Повторное действие сил веса и поддержания измеряется восстанавливающим моментом
M = Dl = Dh 0sin q .
Где D — сила плавучести, равная силе веса судна;
l — плечо остойчивости.
Эта формула называется метацентрической формулой остойчивости и справедлива только для малых углов крена, при которых метацентр можно считать постоянным. При больших углах крена метацентр не является постоянным, вследствие чего нарушается линейная зависимость между восстанавливающим моментом и углами крена.
Взаимным расположением груза на судне судоводитель всегда может найти наиболее выгодное значение метацентрической высоты, при которой судно будет достаточно остойчивым и меньше подвергаться качке.
Кренящим моментом называется произведение веса груза, перемещаемого поперек судна, на плечо, равное расстоянию перемещения. Если человек весом 75 кг, сидящий на банке, переместится поперек судна на 0,5м, то кренящий момент будет равен 75*0,5 = 37,5кг/м.
Рис 91. Диаграмма статической остойчивости
Для изменения момента, накреняющего судно па 10°, надо загрузить судно до полного водоизмещения совершенно симметрично относительно диаметральной плоскости. Загрузку судна следует проверить по осадкам, измеряемым с обоих бортов. Креномер устанавливается строго перпендикулярно диаметральной плоскости таким образом, чтобы он показал 0°.
После этого надо перемещать грузы (например, людей) на заранее размеченные расстояния до тех пор, пока креномер не покажет 10°. Опыт для проверки следует произвести так: накренить судно на один, а затем на другой борт. Зная крепящие моменты накреняющего судно на различные (до наибольшего возможного) углы, можно построить диаграмму статической остойчивости (рис. 91), что оценит остойчивость судна.
Остойчивость можно увеличивать за счет увеличения ширины судна, понижения ЦТ, устройства кормовых булей.
Если центр тяжести судна расположен ниже центра величины, то судно считается весьма остойчивым, так как сила поддержания при крене не изменяется по величине и направлению, но точка ее приложения смещается в сторону наклона судна (рис. 92, а). Поэтому при крене образуется пара сил с положительным восстанавливающим моментом, стремящимся вернуть судно в нормальное вертикальное положение па прямой киль. Легко убедиться, что h>0, при этом метацентрическая высота равна 0. Это типично для яхт с тяжелым килем и нетипично для более крупных судов с обычным устройством корпуса.
Если центр тяжести расположен выше центра величины, то возможны три случая остойчивости, которые судоводитель должен хорошо знать.
Первый случай остойчивости
Метацентрическая высота h>0. Если центр тяжести расположен выше центра величины, то при наклонном положении судна линия действия силы поддержания пересекает диаметральную плоскость выше центра тяжести (рис. 92, б).
Рис. 92. Случай остойчивого судна
В этом случае также образуется пара сил с положительным восстанавливающим моментом. Это типично для большинства судов обычной формы. Остойчивость в этом случае зависит от корпуса и положения центра тяжести по высоте. При крене кренящийся борт входит в воду и создает дополнительную плавучесть, стремящуюся выровнять судно. Однако при крене судна с жидкими и сыпучими грузами, способными перемещаться в сторону крена, центр тяжести также сместится в сторону крена. Если центр тяжести при крене переместится за отвесную линию, соединяющую центр величины с метацентром, то судно опрокинется.
Второй случай неостойчивого судка при безразличном равновесии
Метацентрическая высота h = 0. Если центр тяжести лежит выше центра величины, то при крене линия действия силы поддержания проходит через центр тяжести MG = 0 (рис. 93). В данном случае центр величины всегда располагается на одной вертикали с центром тяжести, поэтому восстанавливающаяся пара сил отсутствует. Без воздействия внешних сил судно не может вернуться в прямое положение. В данном случае особо опасно и совершенно недопустимо перевозить на судне жидкие и сыпучие грузы: при самой незначительной качке судно перевернется. Это свойственно шлюпкам с круглым шпангоутом.
Третий случай неостойчивого судна при неустойчивом равновесии
Метацентрическая высота h<0. Центр тяжести расположен выше центра величины, а в наклонном положении судна линия действия силы поддержания пересекает след диаметральной плоскости ниже центра тяжести (рис. 94). Сила тяжести и сила поддержания при малейшем крене образуют пару сил с отрицательным восстанавливающим моментом и судно опрокидывается.
Рис. 93. Случай неостойчивого судна при безразличном равновесии
Рис. 94. Случай неостойчивого судна при неустойчивом равновесии
Разобранные случаи показывают, что судно остойчиво, если метацентр расположен выше центра тяжести судна. Чем ниже опускается центр тяжести, тем судно более остойчиво. Практически это достигается расположением грузов не на палубе, а в нижних помещениях и трюмах.