Акваскипер — всё про новый водный велосипед

Остойчивость малого судна

Posted on 13.02.2013 in КАТЕРА, ЛОДКИ И МОТОРЫ | by

Напомним классическую картину сил, действующих на корпус при его малых наклонениях (рис. 62). При крене под дей­ствием кренящего момента М центр величины (точка приложения равнодействующей сил плавучести YV, численно равной массе судна D И направленной вверх) переме­щается по траектории С—С’. Масса судна D, приложенная в его цен тре тяжести О, и сила плавучести YV Образуют момент, восстанавли ва — ющий судно в прямоз положен ие по прекращении действия Млр. Точка Щ — центр кривизны кри­вой С — С (метацентр); отрезок ШС — радиус кривизны этой кри­вой — мета центр и чес кий радиус г; G3JJ — возвышение метацентра над центром тяжести — поперечная ме — тацентрическая высота H

Восстанавливающий момент MQ Может быть определен при малых наклонениях по метацентрической формуле поперечной остойчивости

Мв = Dh sjn 8 = D (r a) sin 9.

Что можно сказать о величине внешних сил, стремящихся накре­нить лодку или катер? Прежде всего, эти силы велики по сравнению с водоизмещением сЛдна. Например, масса одного человека, встав­шего на борт четырехместной мотолодки, составляет около 20% ее водоизмещения, при этом общий центр тяжести перемещается вверх примерно на 0,30 м Велика в сравнении с размерами судна и волна, причем в мелководных прибрежных районах и на больших внутрен­них акваториях профиль волны обладает опасной крутизной склона и ломающимся гребнем. Малым судам приходится противостоять и таким опасным для поперечной остойчивости нагрузкам, как рывки буксирного троса при буксировке катера другим судном, динамиче­скому действию упора гребного винта подвесного мотора при резкой перекладке руля, подъему в лодку через борт человека, шквалу при плавании под парусом и т. п. Эти факторы заставляют предъявлять весьма жесткие требования к остойчивости судов.

Остойчивость малого судна

Рис. 62. Схема статических сил, Действующих на корпус катера При крене на угол 9

Минимальным значением поперечной метацентрической высоты, обеспечивающей безопасное плавание лодки или катера даже на вну­тренней закрытой акватории, считается H = 0,25 м. Однако и эта цифра становится критической, когда речь идет о совсем легких гребных
лодках. Ведь всегда возможен случай когда, один или два пассажира встанут во весь рост и центр тяжести лодки повысится на 0,2—0,3 м. Для судов же, выходящих на открытую воду, рекомендуется обес­печить метацентрическую высоту не ниже 0,5 м, а при оговариваемой проектом мореходности катера в 3 балла — не менее H = 0,70 м. По­лучить эти цифры при современной облегченной конструкции кор­пусов далеко не просто. Рассмотрим конструктивные способы обес­печения остойчивости судна.

Возможно более низкое расположение центра тяжести. Основная статья весовой нагрузки неболь­шой моторной или гребной лодки — масса экипажа. Обычно она в два — три раза превышает массу корпуса лодки, поэтому снизить центр тяжести можно прежде всего, опустив пайолы и сиденья. Нормы, применяющиеся для конструирования обычных кресел и стульев, здесь неприемлемы. Считается вполне достаточной высота гребной банки 150 мм, а сиденья на глиссирующей мотолодке — 250 мм от пайола. На одно-Двухместных гребных и разборных лодках, например байдарках, сиденье имеет высоту не более 70 мм над днищем лодки. На тузиках облегченной конструкции пайолы можно заменить дере­вянными планками, наклеенными на днище.

Большие запасы горючего (40—150 л) желательно сконцентри­ровать под пайолами, лучше всего в виде цистерны с поперечным се­чением, соответствующим килеватости днища.

При разработке проекта каютного катера или установке на откры­той лодке рубки необходимо по возможности облегчить конструкцию надстройки и уменьшить ее высоту, снизить уровень платформы кок­пита и поста рулевого. Стационарный двигатель на катере также дол­жен быть размещен как можно ниже.

Увеличение момента инерции ватерли­нии. Приближенно величину метацентрического радиуса можно определить по формуле

Г~ 12К ‘

Где L — длина лодки по ватерлинии, м; В — ширина по ватерлинии, м; а — коэффициент полноты площади ватерлинии; V — объемное водо­измещение, м3.

Таким образом, наиболее существенно на величину г влияет ши­рина корпуса по ватерлинии, уменьшать которую не рекомендуется. С учетом приемлемой величины сопротивления воды в качестве ориен­тировочных цифр могут быть названы следующие средние соотноше­ния длины корпуса L к его ширине В: туристские байдарки и каноэ— 5,5—8,5; гребные и моторные тузики длиной до 2,5—1,8—2,0; гребные трех-четырехместные лодки (фофаны, плоскодонные челноки и т. п.)— 3,5; малые мотолодки длиной до 3 м — 2,4; большие мотолодки дли­ной 4—5,5 м — 3—3,4; катера открытого типа глиссирующие — 3,2—3,5; катера водоизмещающие длиной 6—8 м — 3,5—4,5.

Коэффициент полноты ватерлинии а также имеет большое зна­чение, особенно для тихоходных гребных судов и водоизмещающих катеров. Нередко в стремлении снизить волновое сопротивление ва­терлинии на таких судах чрезмерно заостряют в оконечностях, что, несмотря на достаточную общую ширину корпуса, не может обеспе­чить требуемой начальной остойчивости. Коэффициент а на малых тузиках должен иметь наибольшее значение — 0,75—0,85. Слишком острые обводы в носу и корме на таких лодках и не нужны; при не­большой осадке корпуса он обтекается скорее по батоксам, чем по ватерлиниям, гораздо важнее для легкости хода имеет подъем днища к ватерлинии у транца. Для туристских байдарок критическими ве­личинами могут быть а = 0,70, для больших гребных лодок и водо — измещающих катеров а = 0,65—0,72. В случае если судно рассчи­тывают на перевозку большого количества людей (спасательные и перевозные лодки и катера), коэффициент а должен быть ра­вен 0,75-0,78.

Остойчивость малого судна

J

Рис. 63. Устройство открытой с кормы балластной цистер­ны на глиссирующем катере.

/ — полость цистерны; 2 — труба вентиляции; 3 — вход воды в цистерну; 4 — второе дно.

Применение специальной формы корпуса Или конструктивных элементов, повышаю­щих остойчивость на больших углах крена. В ряде случаев приходится мириться с низкой начальной метацентри — ческой высотой, но следует предусматривать специальные меры для Повышения остойчивости на больших углах крена. На гребных лод­ках это может быть значительный развал бортов наружу, как, напри­мер, на хорошо известных «дори», надувная камера или пенопласто­вый привальный брус, опоясывающие корпус по верхней кромке борта (см. рис. 70), поплавки достаточно большого объема, закрепляе­мые по бортам, соединение двух корпусов в катамаран. Высокая остой­чивость глиссирующих судов может быть получена за счет приме­нения бортовых наделок — спонсонов и булей (см. рис. 64), обводов корпуса типа тримаран, «морские сани», «сани Фокса».

Использование балласта. В случаях, когда тре­буется обеспечить особенно высокую остойчивость, необходимую для плавания под парусами либо компенсации влияния громоздких надстроек, судно приходится загружать балластом. Наиболее оптимально его расположить снаружи корпуса в виде фальшкиля — свинцовой или чугунной отливки, прикрепленной к килю и усиленным флорам на болтах. Чем глубже под ватерлинией закреплен фальшкиль, тем в большей степени понижается общий центр тяжести.

Менее эффективен внутренний балласт из металлических отли­вок, укладываемый в трюме судна. Он должен быть надежно закреп­лен, чтобы исключалось перемещение в сторону накрененного борта, ибо в этом случае балласт будет способствовать опрокидыванию судна.

На моторно-парусных катерах масса балласта принимается обычно равной 15—20% полного водоизмещения судна; на парусных яхтах — 33-45%.

В качестве балласта на легких глиссирующих катерах и на спа­сательных шлюпках может быть использована забортная вода, запол­няющая самотеком специальные донные балластные цистерны (рис. 63). В этих случаях балласт является временным. На катере он нужен только на время стоянки, по мере развития скорости вода из балласт­ных цистерн удаляется через кормовой срез транца, так как на ходу начинают действовать динамические силы поддержания и транец ого­ляется. На спасательной шлюпке вода сливается за борт при подъеме ее на шлюпбалки — лишняя масса на высоте шлюпочной палубы так же вредит кораблю, как и тяжелое оборудование на крыше рубки катера. Объем подобных балластных цистерн обычно принимается равныы 20—25% объемного водоизмещения судна.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

TITLE

TITLE