вызвавших наклонение судна. О. определяется наружной, геометрия, формой части корабля, находящейся под водой, с одной стороны, и в положением центра тяжести судна по высоте — с другой.
Пусть судно находится в прямом положении, тогда поперечное сечение его наружной поверхности будет иметь вид рис. 1, где WL — поверхность воды.
Центр тяжести судна расположится в точке G, центр тяжести подводного объема судна, т. н. центр величины, — в точке F.
Стрелки указывают направление равных между собой сил веса и давления воды (закон Архимеда).
При наклонении судна от любой причины оно примет положение, указанное на рис. 2, где причина : — — наклонения указана грузом. При накло. — нении судна положез ние его центра тяРис 1 — з жести не изменится; центр величины перейдет в точку F19 так как форма подводного объема изменится; направление сил останется вертикальным. Эти силы на рис. 2 образуют пару, стремящуюся повернуть судно в прежнее положение, чему препятствует наличие груза. После удаления груза судно вернется в прямое положение по направлению стрел°0 ки. У остойчивых судов 4000 расстояние по горизонтали между силами веса и дав
3000 ления воды увеличивается с увеличением угла накло
2000 нения (до известного преfMo дела). Таким образом, остойчивое судно в прямом 1000 положении находится в состоянии устойчивого равновесия. Положение точки F (Т\, F2 и т. д.) при наклонениях зависит только от формы подводного объРис. 4. ема судна.
В зависимости от положения центра тяжести судна может быть 3 случая при наклонении на один и тот же угол; направление силы давления воды может зайти за направление силы тяжести (рис. 2) — судно остойчиво; может не дойти до последнего — судно не остойчиво, или имеет отрицательную остойчивость, продолжая наклоняться по стрелке до опрокидывания (рис. 3)'; может слиться с направлением силы тяжести — судно имеет нолевую О. для данного наклонения, к-рая при дальнейшем наклонении переходит в положительную О.
Как видно из рис. 2 и 3, характер О. зависит от положения точки М — пересечения линии силы поддержания с линей АВ, соединяющейоба центра при прямом положении судна. Эта точка М называется метацентром, и положение ее в прямом положении судна выше центра тяжести последнего делает судно остойчивым. О. судна в прямом положении выражается* (рис. 2) величиной восстанавливающего момента Мо= Р • h = Р • MqGq sin <р, где Р — вес судна, h — плечо остойчивости, <Р — угол наклонения, MQGQ — расстояние между точками М и F при небольших (начальных)* наклонениях. Взаимное положение точек Fo^ Gq и Мо дано для разных типов судов на. рис. 4. Для больших углов наклонения О. определится аналогичной формулой M=P-h9 где h? — функция угла наклонения; определение величины h? требует сложных подсчетов.
Рис. 5 дает кривую значений h? для разных углов крена. Эта диаграмма (Рида) вполне характеризует О. судна для данного углубления. Из нее видно, что Мтах имеет место дляданного судна при 53°, а при 88° судно теряет* О. и опрокидывается. При внезапном (динамическом) наклонении судна диаграмма Рида» путем сравнения работы наклонения и ’выпрямления, изображаемых площадями, позво — Рис. 5.
ляет определить качество судна в обычных условиях службы. Так, напр., рис. 6 дает такое* сравнение площадей при постоянной силе. Из? него видно, что эта сила после наклонения корабля на угол т?' заставит его колебаться около положения равновесия <?, которое и будет' окончательным углом крена. Сила, большая указанной на рисунке, вызовет больший размах и даже переход через MmaXi т. е. опрокидывание судна. Таким образом, наибольший безопасный для данного судна угол крена <ртазебудет меньше статического, учитывая возможность динамического действия сил наклонения.
На рис. 7 приведен ряд диаграмм Рида для различных судов: а — броненосный крейсер, б — линейный корабль, в — малый крейсер, г — миноносец, д — тот же миноносец к концу похода, е — пассажирский пароход, ж — тотл же пароход с надстройками, з — товаро-пассажирский пароход, и — грузовой пароход, к — стандартный грузовой пароход, л — лесовоз.
При сравнении этих кривых следует обратитьвнимание на площади их. Момент остойчивости возрастает при увеличении ширины судна,, и при переходе к более полным обводам. Прием и расходование грузов, топлива вызывает изменение О. Особенно вредно влияет на О. наличие жидких грузов, могущих переливаться; поэтому такие случаи требуют специальных предупредительных мер. При качке сила.
О. уменьшается на вершине волны и увеличивается на подошве. Движение и повороты? судна могут также повести к уменьшению О.
