СУДАнеобходимости производства быстрых, не требующих особой точности вычислений, метацентрический радиус может быть определён по приближённой формуле: е=0, 08у,
где В — ширина и Т — средняя осадка — С.
При больших углах крена метацентрическая формула остойчивости для нахождения выпрямляющего плеча не может быть применена. Поэтому для каждого С. производят расчёт остойчивости при больших углах крена, т. е. определяют величину выпрямляющего плеча Gh для ряда углов наклонения через 8—10°, начиная от прямого положения.
Затем строят диаграмму остойчивости, откладывая по оси абсцисс углы крена/ а по ординатам — соответствующую величину плеч Gh, соединяя полученные точки кривой линией. Эта диаграмма остойчивости называется диаграммой Рида. Следует иметь в виду, что одна только метацентрическая высота не может являться критерием остойчивости, а следовательно, и безопасности С. Для этого её нужно рассматривать совместно с высотой водонепроницаемого надводного борта С.
Продольная остойчивостью дифферент. Применяя те же рассуждения, к-рые были приведены для поперечных наклонений С., получают и для продольных наклонений свой продольный метацентр М' и свою продольную метацентрическую высоту M'G, к-рая значительно больше поперечной и примерно равна длине С. Эта высота рассматривается как обусловливающая дифферент С. при различных перемещениях груза по продольному направлению. Величина момента, изменяющего дифферент С. на 1 см, выражается^следующим образом: D
m = 100 ’
M'G L •
Для приближённых подсчётов можно принять M'G =L, тогда момент в тонно-метрах, изменяющий дифферент С. на 1 см, приблизительно равен одной сотой части водоизмещения. Для вычислений водоизмещения, центра величины и метацентра существуют определённые схемы. Для быстрого нахождения теоретич. элементов С; обычно вычерчивают диаграмму, показывающую изменение их при различных углублениях С. ДЛя нахождения водоизмещения при любых разных осадках носом и кормой вычерчивают т. н. масштаб Бонжана.
Поворотливость С. Способность С. изменять курс по желаемому направлению называется его поворотливостью. Для этой цели пользуются рулём. Действие руля основано на том, что если он будет отклонён на некоторый угол от диаметральной плоскости, то струи воды, встретив на своём пути препятствие, отклонятся й окажут давление на плоскость руля, к~т~рое выразится в виде силы, перпендикулярной плоскости руля и создающей момент, поворачивающий корабль.
Для определения величины давления воды на руль существуют различные формулы, выведенные на основании опытных исследований. Ниже приводится одна из них — формула Жосселя р
sing = O. 2+O, 3sina’где Р — давление на руль в кг, S — площадь руля, в л2, v — скорость хода С. в м/сек., а — угол отклонения руля, Тс — коэффициент, равный 20—25. Момент вращения руля М=Ра служит для нахождения диаметра баллера руля и мощности рулевой машины; расстояние а — центр давления воды на руль от оси вращения его — определяется по формуле (для обыкновенного руля): а — (0, 2-}-0, 3 sin a) I, где I — ширина руля. — Если в течение нек-рого времени держать руль неизменно под одним и тем же углом, то С., двигаясь, начинает описывать весьма близкую к кругу траекторию, представляющую т. н. циркуляцию С. Расстояние от прямого курса С. до того его положения, когда оно придёт на обратный курс (т. е. повернётся на 180°), называется диаметром циркуляции. . Испытание поворотливости судна заключается в определении величины диаметра циркуляции и времени, необходимого на совершение полного поворота С.
> ( .
s Качра С. Поперечные качания С. образуют боковую качку и продольные — килевую качку его. В естественных условиях плавания С. с качкой приходится считаться только на волнении. Под словом «качание» подразумевается размах С. с левор стороны на правую и обратно. Время же, употреблённое на совершение одного качания на тихой воде, называется периодом свободных качаний корабля. Опыты, произведённые над качанием судов, показывают, что суда, обладающие большой метацентрической высотой, имеют боковую качку стремительную и порывистую, т. е. период её мал. С. же с небольшой метацентрической высотой имеют качку медленную и плавную, т. е. период её достаточно велик.
Период Т свободных боковых качаний С. на тихой воде составляет: т=3’14уЙсек”
где т — поперечный радиус инерции С., д — ускорение силы тяжести, равное 9, 81 м, и MG — поперечная метацентрическая высота С.
Для умерения размахов боковой качки С. на волнении применяются специальные приспособления; к ним относятся гироскоп Шлика и активный гироскоп Сперри, представляющие собой вращающиеся маховики большой массы, заключённые в специальные рамы, а также бортовые цистерны Фрама, погашающие размахи качки посредством переливания воды из одной цистерцы в другую.
Ходкость С. Оцним из важнейших вопросов при проектировании С. явля’етЬя выяснение мощности механизмов, необходимой для обеспечения заданной скорости хрда. Сопротивление воды, которое приходится преодолевать судну при его движений, составляется из трёх элементов: 1) из сопротивления трения частиц вОды о корпус С.> 2) из сопротивления, получающегося от образования волн, и 3) из сопротивления, создаваемого образованием водоворотов и попутной струи за кормой. Многочисленные опыты Фруда показали, что сопротивление от трения, испытываемое поверхностью С. может быть выражено следующей формулой: R^f-S-v'*33, где — величина сопротивления в английских фунтах, S — величина погружённой (смоченной) поверхности С. в м* ($=1, 5 yf D. L, где D — водоизмещение в тон-
