НЭС/Остойчивость

Остойчивость
Новый энциклопедический словарь
Brockhaus Lexikon.jpg Словник: Ньюфаундленд — Отто. Источник: т. 29: Ньюфаундленд — Отто (1916), стлб. 837—839 ( скан ) • Другие источники: ВЭ : ЭСБЕ


Остойчивость — одно из важнейших качеств судна, необходимых для безопасности плавания; О. заключается в свойстве корабля находиться в равновесии в прямом положении, а при наклонении под действием внешней силы снова возвращаться в прежнее положение, когда действие этой силы устраняется. О. корабля зависит как от формы корабля (его обводов), так и от расположения в нем грузов. Если представить, что корабль (см. рис. 1) в прямом положении имеет ватерлинию AB, а при наклонении около продольной оси на угол Θ°, дошел до ватерлинии А1В1, то центр величины, где предполагается сосредоточенной сила поддержания воды, С0 (центр подводной части судна), перейдет в некоторую точку С, НЭС. Остойчивость 1.jpgРис. 1. при чем у остойчивого корабля образуется пара сил, выпрямляющая корабль и равная P.GZ, где P = вес судна, равный весу вытесняемой воды, a GZ расстояние между вертикалями, проходящими через центр величины С и центр тяжести G. Пересечение вертикали, проходящей через центр величины, с диаметральной плоскостью происходит в точке M, которая называется метацентром судна; при небольших углах крена (примерно до 10°) точка эта не меняет своего положения, и в этом случае можно считать, что GZ = MG.SinΘ = (МС0GC0) SinΘ. Длина MG называется метацентрической высотой судна, а МС0 — метацентрическим радиусом судна. У судна остойчивого метацентрическая высота всегда положительна; у неостойчивого судна, у которого при наклоне центр величины перемещается незначительно, напр., в С1, метацентрическая высота равна 0, или же отрицательна. Величина МС0 зависит только от обводов судна и равна , где J момент инерции действующей ватерлинии относительно оси наклонения, a V равно объему подводной части судна. Величина GC0 равна возвышению центра тяжести над центром В и зависит от распределения грузов на судне в вертикальном положении. Метацентрическая высота, характеризующая начальную О. судна (для небольших углов крена), рассчитывается сначала теоретически, а засим проверяется опытом наклонения корабля путем перемещения на борт судна тяжести (примерно в 1% водоизмещения корабля), или же наливом воды бортового отсека на судне. На основании полученного при опыте угла крена Θ и момента перемещения груза p на длину l по ширине судна получают метацентрическую высоту из формулы: P.MG.SinΘ = pl, где P — вес или водоизмещение судна. Для больших углов крена метацентрическая формула уже не применима, и в этом случае необходимо исчислять восстанавливающую пару для каждого угла крена отдельно. Если рассчеты сделаны для целого ряда углов крена и изобразить плечи или моменты P.GZ рядом ординат при абсциссах, показывающих углы крена, НЭС. Остойчивость 2.jpgРис. 2. то кривая, проведенная через концы этих ординат (рис. 2), представляет так назыв. диаграмму Рида или диаграмму статической О. Эта диаграмма дает возможность определить также и угол крена корабля, получаемый под действием внешней кренящей пары. Если отложить по оси ординат длину ON, равную величине кренящей пары, и провести горизонтальную линию NG, то при медленном действии кренящей пары равновесие наступит тогда, когда момент кренящей пары при каком-либо угле n° уравняется с моментом выпрямляющей пары L. Если кренящая пара будет приложена сразу, напр., при действии шквала, то корабль наклонится далee, именно до того момента, пока работа кренящей пары не уравновесится работой выпрямляющей пары, т. е. когда площадь ONSn° сравняется с площадью OLRn°, при каком-либо угле n1°. Это соображение заставляет проектировать судна рангоутные, или же имеющие большие надводные надстройки, так, что диаграмма статической О. у них давала бы максимум при возможно большем угле крена и пересекала ось абсцисс как можно далее. У судов с сильно меняющейся ватерлинией, напр., у подводных лодок, О. необходимо рассчитывать при различном погружении, при чем весьма важно, чтобы во время покрытия водой палубы и, следовательно, при быстром уменьшении величины , центр величины поднялся выше центра тяжести судна, и, следовательно, метацентрическая высота была бы все время положительной.