Учись морскому делу

При наклонениях корабля под действием волны и ветра центр тяжести, если при этом не происходит смещения грузов, остается неизменным, а центр величины смещается в сторону крена, так как изменяется форма объема погруженной в воду части корпуса (рис. 3, 6). После прекращения действия сил, вызвавших крен, правильно построенный и нормально загруженный корабль возвратится в первоначальное положение равновесия, чем проявит свое второе важное мореходное качество — остойчивость. Остойчивость — это способность корабля, отклоненного внешними силами от положения равновесия, возвращаться в первоначальное положение после прекращения действия этих сил.

Остойчивость различают поперечную и продольную. Первая проявляется при наклонениях корпуса корабля под действием внешних сил на левый и правый борт, т. е. при бортовой качке, а вторая — при наклонениях корабля вдоль диаметральной плоскости, т. е. при килевой качке.

Центр величины надводного корабля при нормальной его эксплуатации всегда лежит ниже центра тяжести. При малых углах крена центр величины смещается от первоначального положения по дуге СС1 окружности с центром в точке М, которая является местом пересечения равнодействующей сил поддержания с диаметральной плоскостью корабля (см. рис. 3, б). Следовательно, у накрененного корабля равнодействующие сил веса и сил поддержания действуют не на одной вертикали, а образуют момент пары сил с плечом статической остойчивости i. Этот момент получил название восстанавливающего, так как он стремится вернуть корабль в состояние равновесия. Его величина зависит от плеча статической остойчивости. Очевидно, чем ниже будет располагаться центр тяжести корабля, тем больше будет плечо i и тем значительнее будет восстанавливающий момент.

Расстояние между центром тяжести корабля G и метацентром М называется метацентрической высотой и обозначается буквой h. Метацентрическая высота характеризует поперечную остойчивость корабля — чем больше ее значение, тем остойчивее корабль. Но это не значит, что чем больше значение h, тем лучше. Рассудите сами — при большом значении h в штормовую погоду корабль будет испытывать резкую порывистую качку, а это плохо будет сказываться на самочувствии людей, на механизмах, приборах и прочности корпуса. Поэтому при проектировании конструкторы стремятся получить такую метацентрическую высоту, при которой корабль был бы достаточно остойчив и в то же время имел плавную качку.

При плавном (статическом) действии внешних сил нормально построенный и нормально загруженный корабль будет крениться до тех пор, пока силы кренящего и восстанавливающего моментов не сравняются. После этого он начнет выравниваться. Если же корабль подвергнется резкому (динамическому) воздействию внешних сил, например порыву ветра, резкому натяжению буксирного троса и т. п., то он будет продолжать крениться по инерции и после достижения равновесия кренящего и восстанавливающего моментов. Сначала величина восстанавливающего момента возрастет до максимального значения, а со входом палубы в воду начнет резко уменьшаться. С уменьшением его до нулевого значения корабль потеряет остойчивость и опрокинется. В практике мореплавания были также случаи опрокидывания кораблей, потерявших остойчивость из-за наличия в цистернах и других помещениях жидких или сыпучих грузов, способных беспрепятственно перемещаться в сторону крена. Несимметричное затопление бортовых отсеков и затопление высокорасположенных помещений тоже резко снижает остойчивость корабля и может повлечь за собой опасность моментального его опрокидывания даже при небольших углах крена.

Продольная метацентрическая высота корабля настолько велика, что возможность опрокидывания его через нос или корму практически отсутствует.

Вопросами изучения плавучести и остойчивости корабля при попадании забортной воды внутрь его корпуса занимается раздел науки о корабле — теория непотопляемости.

Непотопляемость — это способность корабля оставаться на плаву после затопления части отсеков, сохраняя при этом остойчивость и частично другие мореходные качества. Непотопляемость обеспечивается запасом плавучести, величина которого равна внутреннему объему надводной части корпуса корабля, имеющему водонепроницаемые закрытия. Для того чтобы запас плавучести мог быть рационально использован в целях сохранения непотопляемости корабля, внутренний объем его корпуса разделяют поперечными и продольными водонепроницаемыми переборками на отсеки. Потеря кораблем части запаса плавучести ухудшает мореходные качества, усложняет и даже иногда делает невозможным использование оружия, но корабль остается на плаву.

Наличие пробоин в корпусе выше ватерлинии, а также открытые иллюминаторы в его надводной части снижают запас плавучести, так как водонепроницаемость надводного борта уменьшается до нижней кромки этих отверстий.