Остойчивость
Остойчивость - это способность судна противостоять силам (ветер, волна, перемещение пассажиров и др.). вызывающим его наклонение, а после прекращения действия этих сил возвращаться в первоначальное положение равновесия.
Различают два вида остойчивости: поперечную и продольную. Поперечная остойчивость проявляется при крене судна, т.е. при наклонениях его на борт. Если силы, вызывающие наклонение судна, действуют медленно, то остойчивость называют статической, а если быстро, то динамической. Рассмотрим действие сил, наклоняющих судно (рис. 13).
Рис. 13. Силы тяжести и поддержания.
Центр тяжести (ЦТ) при наклонении остается на месте, но центр величины (ЦВ) из-за изменения формы подводной части переместится в новую точку ЦВГ Силы веса D и поддержания С = γV теперь уже действуют не на одной прямой, а образуют восстанавливающий момент, равный Мв = DI, который стремится вернуть судно в исходное положение. При этом крен будет увеличиваться до тех пор, пока не наступит равенство кренящего и восстанавливающего моментов (Мкр = Мв). Если это равенство сохранится, то судно будет иметь постоянный крен. Например, такое положение можно наблюдать при движении идущей под парусом лодки при устойчивом боковом ветре. Но стоит только измениться силе ветра либо его направлению, или пассажирам пересесть ближе к борту, как немедленно изменится и крен лодки. При увеличении крена величина восстанавливающего момента сначала увеличивается, достигает максимального значения, а со входом палубы в воду начинает уменьшаться. Когда Мв = 0, судно теряет остойчивость, т.е. опрокидывается. Учитывая, что в формуле Мв = DL, величина D остается неизменной, момент опрокидывания наступает при условии, что величина плеча остойчивости L достигает нуля и далее изменяет свой знак на минус (отрицательная остойчивость). Для сравнения остойчивости судов недостаточно знать остойчиво оно или нет, нужно уметь измерить это свойство количественно.
Точка пересечения линии действия силы поддержания (С) с диаметральной плоскостью судна (DП) называется метацентром (точка М). Плечо остойчивости будет показателем остойчивости судна, но этим показателем пользуются только при больших углах крена. При малых углах крена (Ө = 10-15°) для определения так называемой начальной остойчивости пользуются метацентрической высотой h. Плечо остойчивости зависит от метацентрической высоты (h) и от угла крена (Ө), но при малых углах крена восстанавливающий момент (Мв) увеличивается пропорционально углу крена, поэтому мета центрическая высота при малых углах будет мерой начальной остойчивости.
У килевых маломерных судов начальная метацентрическая высота равна, как правило, 0,3 - 0,6 м. Остойчивость судна зависит от взаимного расположения ЦТ и ЦВ, которые перемещаются в зависимости от загрузки судна, перемещения грузов, пассажиров и от других причин. Чем больше метацентрическая высота, тем больше восстанавливающий момент и остойчивее судно, однако при большой остойчивости судно имеет резкую качку.
При шквальном ветре, сильном ударе волны о борт и в некоторых других случаях крен судна увеличивается быстро и возникает динамический кренящий момент. В этом случае крен судна будет увеличиваться и после достижения равенства кренящего и восстанавливающего моментов. Это происходит из-за действия силы инерции. Обычно такой крен в два раза больше крена от статического действия такого же кренящего момента. Поэтому плавание в штормовую погоду, особенно маломерных судов, очень опасно. Продольная остойчивость действует при наклонениях судна на нос или корму, т.е. при килевой качке. Эту остойчивость судоводителю следует учитывать при движении на больших скоростях во время волнения, т.к. "зарывшись" носом в воду катер или мотолодка может не восстановить своего первоначального положения и затонуть, а иногда и перевернуться.
