vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Основы аэродинамики и гидромеханики
Формула для вычисления изменения продольной метацентрической высоты будет иметь аналогичный вид
Коэффициент продольной остойчивости будет равен
Сравним теперь результат расчетов, полученных по обоим способам.
Из сопоставления формул видно, что прира-
щения 
метацентрических высот различны, т. е. различны и метацентрические высоты. Отсюда следует, что метацентрические высоты зависят от принятого способа расчета. Сопоставляя формулы для коэффициентов остойчивости, видим, что коэффициенты остойчивости получаются одинаковыми, т. е. от принятого способа расчета не зависят. Если обозначить через H1B B и H2B B метацентрические высоты, найденные соответственно по первому и второму способам, то можно написать
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Основы аэродинамики и гидромеханики
,
т. е. метацентрические высоты, полученные разлиTчнымиT способами, обратно пропорциональны принятым в этих способах водоизмещениям.
Очевидно, что угол дифферента 
T вT обоих способах одинаков, так как он вызывается одним и тем же дифферентующим моментом М, от способа расчета не зависящим:
21.3. Второй случай
ЭтотT случай отличается от только что рассмотренного тем, что принятая в отсек вода имеетT свободную поверхностьT , т. е. при наклонениях гидросамолета будетT в отсекеT переливаться, но с забортной водой не сообщается (вес воды в отсеке постоянен).
Жидкий груз вызывает уменьшение поперечнойT Tи продольной метацентрических высот соответственно на величину
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Основы аэродинамики и гидромеханики
Где 
отношение удельного веса жидкого груза к удельному весу воды.
Если в отсеке находится вода, то
Поэтому при вычислении нового значения метацентрической высоты hT 1B B поправкаT непосредственно вводилась в ее начальное значение hT 0B
В рассматриваемой задаче принятая в отсек вода увеличивает вес гидросамолета на величину р.
Дополнительный учет переливания воды приводит к формуле
Заметим, что влияние воды в отсеке лодки, как жидкого груза, на поперечную остойчивость невелико
и поправкой 
можно пренебречь, т. е. ограничи-
ваться лишь поправкой 
(как в первом случае).
ВT расчетахT продольной остойчивости такого упрощения делать нельзя, так как при относительно длинных отсеках 
может оказаться значительным,
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Основы аэродинамики и гидромеханики
т.е. член 
может заметно повлиять на уменьшение продольной остойчивости. Нетрудно оценить влияние расстояния переборок в лодке на ее остойчивость.
Положим, что отсек лодки разделен по длине дополнительной переборкой пополам. В этом случае при прямоугольном в плане отсеке новое значение момента инерции площади зеркала воды составит величину
Потеря метацентрической высоты равна
т. е. эта потеря уменьшится в четыре раза по сравнению с потерей для целого отсека. Легко дока-
зать, что 
обратно пропорциональна квадрату расстояния между переборками.
Отсюда видно, какую важную роль играют в гидросамолете поперечные переборки.
Расчетные формулы будут иметь следующий вид: осадка
изменение продольной метацентрической высоты (по способу приема груза)
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Основы аэродинамики и гидромеханики
или (по способу постоянного водоизмещения)
Новая продольная метацентрическая высота
или
Изменение коэффициента продольной остойчивости
новый коэффициент продольной остойчивости
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Основы аэродинамики и гидромеханики
Изменение угла дифферента
21.4. Третий случай
Когда вода в отсеке свободно сообщается с забортной водой, этот отсек никакой плавучести не имеет, т. е. как бы вырезается из корпуса. Меняется лишь форма лодки, центр же тяжести гидросамолета остается на месте (рис. 21.4.1).
В третьем случае затопления исключается площадь ватерлинии в пределах этого объема, что вызывает уменьшение момента инерции площади действующей грузовой ватерлинии. Потеря поперечного момента инерции лодки гидросамолета как многопоплавковой системы практически ничтожна. Поэтому изменение поперечной остойчивости гидросамолета можно рассматривать только как следствие увеличения ее осадки за счет потерянного начального водоиз-
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Основы аэродинамики и гидромеханики
мещающего объема v отсека и свести задачу к первому случаю.
Что же касается изменения продольной остойчивости, то оно может оказаться весьма большим и нуждается в специальном расT смотренииT . Для упрощения дальнейшего вида формул положим, что начальный дифферент гидросамолета равен нулю, т. е. что гидросамолет удерживается некоторой начальной парой.
Затопленный объем отсека лодки примем симметричным относительно диаметральной плоскости гидросамолета, так как летающие лодки продольной водонепроницаемой переборки не имеют.
Рис. 21.4.1. Третий случай затопления отсека
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Основы аэродинамики и гидромеханики
ИзT |
формул видно, что уменьшение T |
иT |
T |
сильноT |
зависит от степени удаления T |
T |
— |
центра тяжести T
T потерянной площади грузовой ватерлинии относительно точки FT 1B .B ОтсюдаT следует, что наиболее опасной является пробоина тех отсеков, которые расположены дальше от центра тяжести начальной грузовой ватерлинии, т. е. пробоина в носовой или кормовой оконечности лодки.
При пробоине оконечности лодки первый и второй члены в квадратных скобках формул малы по отношению к третьему члену и ими можно пренебречь, т. е, считать, что
и
Так как погруженный объем лодки 
при затоплении изменит свою форму, центр величины сB0B пере-
меститься в положение С1B B, причем изменение 
абсциссы величины будет равно
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Основы аэродинамики и гидромеханики
Истинный угол дифферента лодки после затопления отсека будет равен
Угол 
есть угол начального дифферента лодки до затопления.
Изменение средней осадки составит величину
Эти формулы для больших наклонений и при больших пробоинах становятся неверными. Чтобы определить положение равновесия в этом случае, приходится применять довольно громоздкий метод последовательных приближений или же пользоваться испытаниями моделей в бассейне.
Расчетным случаем для гидросамолетов является третий случай
при одновременном затоплении двух смежных отсеков, что соответствует пробоине под водонепроницаемой переборкой. В летающих лодках малого тоннажа ограничиваются обычно расчетом затопления лишь одного отсека.
В двухпоплавковых гидросамолетах затопление даже одного отсека вызывает одновременное изменение и крена, и дифферента, причем углы равновесия 
и φ при затоплении могут оказаться значительными. В этом случае раздельное рассмотрение продольной и
и коэффициента остойчивости 
. В данном случае p представит собой вес воды в затоп-
будетравен
.
;