Глава XI. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О НАВИГАЦИОННЫХ КАЧЕСТВАХ СУДНА
§ 39. НАВИГАЦИОННЫЕ КАЧЕСТВА И МАНЕВРЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СУДНА
Маломерное судно для обеспечения достаточной пассажировместимости и безопасности плавания должно обладать навигационными качествами – плавучестью, остойчивостью, непотопляемостью, ходкостью и управляемостью. Ходкость, управляемость и инерция – это маневренные элементы судна.
Условия плавания маломерного судна с механическим двигателем, особенно в дальних походах, бывают самыми различными. Маршрут может пролегать в открытом море, озере, водохранилище вне видимости берегов и в прибрежных районах. Труднопроходимая для судов река с быстрым течением и малыми глубинами, по которой судно идет сегодня, завтра сменяется широким водохранилищем с тяжелыми ветровым и волновым режимами, шлюзованным каналом с оживленным движением судов.
Даже и в одном районе степень трудности плавания не всегда одинакова. В зависимости от гидрометеорологических и других условий характер плавания часто и значительно изменяется. Например, плавание в шторм на открытых водных пространствах отличается от плавания в штиль, плавание на реке в межень отличается от плавания в половодье. Плавание также может быть различным для одного и того же района, до и после попусков воды через плотины.
Изменение условий плавания обычно связано с изменением района движения судна, гидрометеорологических и других условий, что может потребовать изменения методов эксплуатации судна, его навигационных и маневренных элементов для обеспечения следования безопасным курсом по планируемому маршруту. Сильное волнение поверхности воды может резко уменьшить динамические или статические навигационные (мореходные) качества не приспособленного к плаванию на волнении судна и повлечь за собой нежелательные последствия. Поэтому органами технического надзора все суда в соответствии с условиями плавания в различных районах разделяются на классы. Судоводитель маломерного судна должен уметь изменять навигационные качества и маневренные элементы своего судна в зависимости от условий плавания, улучшая его эксплуатацию. Изменение их нужно производить осторожно, так как улучшение одних элементов ведет за собой ухудшение других.
§ 40. ПЛАВУЧЕСТЬ
Плавучесть – способность судна плавать при заданной осадке, имея на борту заданное количество людей и груза. Нормы грузоподъемности зависят от различных условий, и их следует выбирать сообразно с обстановкой. Например, на шестивесельный ял при ходе под мотором на открытом рейде и в море допускается принимать на борт при ветре 3 балла и состоянии моря 2 балла 7 человек, а в районе закрытых рейдов и гаваней при ветре до 3 баллов на этот же ял можно принять до 13 человек. Эти требования выработаны для того, чтобы в тяжелых условиях плавания увеличить высоту надводного борта, создать дополнительный запас плавучести, который определяется главным образом высотой волны в конкретных условиях плавания.
При малой высоте надводного борта и особенно при крене возможно захлестывание судна даже при относительно небольшом волнении.
Вытесненный подводной частью объем воды (в кубических метрах) называется объемным водоизмещением.
V = d LBT м3,
где V- объемное водоизмещение;
L, В, Т – соответственно длина, ширина, осадка судна;
d – коэффициент полноты водоизмещения, выражающий отношение объемного водоизмещения судна к объему параллелепипеда со сторонами, равными длине, ширине и осадке судна.
Для круглодонных катеров d колеблется от 0,4 до 0,6, для V-образных при одинаковом весовом водоизмещении – от 0,4 до 0,55, для плоскодонных глиссеров – 0,8.
При одинаковом весовом водоизмещении объемное водоизмещение в пресной воде больше, чем в соленой, так как морская вода имеет большую плотность, а следовательно, и вес.
Запас плавучести – величина объема корпуса, расположенного выше действительной ватерлинии.
Весовое водоизмещение судна (в тоннах) D равно весу воды, вытесненной подводной частью судна, а именно:
D = g V т/м3,
где g – удельный вес воды (для пресной воды он равен единице).
Рис. 86. Статические силы, действующие на судно в состоянии покоя
Весовое водоизмещение в тоннах численно равно объемному водоизмещению в кубических метрах для пресной воды.
Водоизмещение порожнем D nop представляет собой вес корпуса с двигателем, механизмами, устройствами и оборудованием, но без горючего, снабжения и людей.
Полное весовое водоизмещение маломерного судна может быть определено при помощи взвешивания по отдельности грузов, составляющих полное водоизмещение: корпуса двигателя, снабжения и т.д.
Равнодействующая всех сил тяжести, приложенных к судну, направлена вниз и называется весом судна – D. Точка приложения равнодействующей всех сил тяжести или веса – центром тяжести (ЦТ) G (Рис. 87). Положение центра тяжести зависит от величины и распределения грузов, находящихся на судне.
Расположение центра тяжести судна по длине является важнейшим показателем для глиссирующих судов.
Положение ЦТ судна по длине от транца X пор точно может быть определено путем взвешивания судна порожним на весах и последующего вычисления. Схема взвешивания судна порожним показана на рис. 87, а.
где D пор – вес судна порожним, определенный предварительным обычным взвешиванием или вычислением составляющих весов;
Q – показание весов;
А'- расстояние от подставки на весах до транца;
А – расстояние между подставками.
Положение ЦТ по длине х при полном водоизмещении может быть определено путем последующего вычисления по схеме, показанной на рис. 87, б, и формуле
где q 1, q 2 , q 3 – вес пассажиров, горючего, снабжения и других грузов, не вошедших в определение х пор;
q 4- вес подвесного двигателя, если он не вошел в Д пор;
a 1 , a 2 , a 3 , a 4 ,- расстояния от днищевой кромки транца до грузов соответственно q 1, q 2 , q 3, q 4 .
Положение ЦТ можно определить и другими способами.
Весу судна противостоит сила давления воды на корпус, которая направлена вверх и называется гидростатической силой поддержания. Точка приложения равнодействующей гидростатических сил поддержания называется центром величины (ЦВ) С.
Рис. 87 а, б. Определение ЦТ путем взвешивания
Вес и сила поддержания судна равны по величине, направлены в противоположные стороны, а центры их приложения находятся на одной вертикальной линии и в одной продольно-вертикальной плоскости, проходящей посередине вдоль судна – диаметральной плоскости (ДП). Если в какой-либо момент эти точки расположатся иначе, то судно будет получать крен и дифферент до тех пор, пока обе точки не расположатся на одной отвесной линии.
Изменяя расположение грузов на судне и перемещая людей, можно изменить положение центра тяжести, что очень существ енно для маломерного судна. Несимметричное случайное перемещение центра тяжести создает крен и дифферент, которые плохо отражаются на управлении судном. Но иногда специально создаваемый дифферент улучшает маневренные качества судна, например, его поворотливость, ходкость.
Количество груза, которое принимает судно, погружаясь в воду до грузовой ватерлинии, называется грузоподъемностью.
Нормы пассажировместимости, грузоподъемности и мореходности мощностей двигателя на маломерном судне должны быть внесены в специальную табличку, которая вывешивается па судне на видном месте. В нормы мореходности включаются характерные для присвоенного судну класса максимальное волнение, на котором судно может плавать, и максимальное удаление от берега в зависимости от района плавания.
Грузоподъемность спасательной шлюпки определяется как разница между весовым водоизмещением при осадке, равной 0,6, и при осадке, равной 0,4 полной высоты борта. Вес человека принимается равным 75 кг. Кроме того, учитывается вес двигателя, топлива, радиооборудования и т. д. Валовой объем шлюпок можно определять по формуле:
Q = d L ВН м3,
где L – наибольшая длина шлюпки;
В – наибольшая ширина шлюпки (буртик в ширину не засчитывается);
Н – высота борта, замеряемая на середине шлюпки от внутренней кромки шпунтового пояса у киля до верхней грани привального бруса (толщина планшира не засчитывается);
d – коэффициент полноты водоизмещения. Чтобы рассчитать пассажировместимость спасательной шлюпки, из полученного по формуле полного объема шлюпки нужно вычесть объем, занятый двигателем, баками для топлива и смазки, радиооборудованием, продовольствием и другими грузами. Затем полученный свободный объем надо разделить на норму объема для одного человека, равную 0,225 м3 при прибрежном плавании шлюпки и 0,283 м3(регистровая тонна равна 2,83 м3) при выходе шлюпки в море. Результат деления и даст допустимое количество людей, которое может вместить судно. Полученная пассажировместимость в зависимости от характеристик режима плавания судна может изменяться.
