Судоводителям о плавучести и остойчивости судна. Байгунусов В.Б. - 40 стр.

шается и остойчивость. Заметим, что площадь свободной поверхности не измени-        К главным размерениям судна на уровне его ватерлинии относятся: L – длина, B –
лась, а остойчивость уменьшилась многократно.                                      ширина и d - осадка судна (см. рис. 4.1.1.1).
  Таким образом, уменьшение остойчивости при появлении на судне свободной
поверхности зависит, в основном, от ориентации размеров свободной поверхно-                                                                              x
сти относительно продольной оси судна x. С увеличением ширины свободной                                          L                               B
поверхности снижение остойчивости происходит несопоставимо быстрее, чем
с увеличением ее длины.
  Для уменьшения отрицательного влияния свободной поверхности на остойчи-
  вость необходимо ограничивать, по возможности, ее размеры. Это требование
 регламентирует определенный порядок расходования и приема жидких грузов                                                    V                        d
 на судах, при котором обеспечиваются наименьшие размеры свободной поверх-
                                       ности.
  Если в нескольких цистернах имеется одинаковый вид жидкого груза и из одной
он расходуется, то расходование должно выполняться до полного опорожнения цис-
терны, и только после этого можно приступать к расходованию груза из следующей                          Рис. 4.1.1.1. Главные размерения судна
цистерны. Таким образом, для поддержания минимума свободной поверхности в
нескольких цистернах с одинаковым жидким грузом часть цистерн (уже израсходо-         Соотношения главных размерений для каждого типа судна изменяются в очень
ванных) должны быть пустыми, часть опрессованными, т.е. полностью заполненны-      узких пределах, поэтому рассматриваемый в этом разделе вопрос, по существу, сво-
ми, и только одна цистерна, из которой в настоящий момент расходуется жидкость,    дится к оценке влияния типа судна на его начальную остойчивость или, более кон-
должна иметь свободную поверхность. Аналогичный порядок должен соблюдаться и       кретно, к оценке влияния размеров ватерлинии ( L и B) и подводного объема (V) на
приеме жидкого груза - сначала полностью заполняется одна цистерна и только по-    остойчивость.
сле этого – следующая.                                                                Примерно 250 лет назад академик Петербургской Академии наук Леонард Эйлер
  Для гарантированного учета снижения остойчивости от свободной поверхности не     сформулировал и доказал первую теорему теории судна о равнообъемных наклоне-
нужно дожидаться, когда жидкость начнет переливаться при крене. Достаточно то-     ниях. Не вдаваясь в теоретическую сущность этой теоремы, отметим лишь очень
го, что имеется потенциальная возможность смещения жидкости, чтобы считать,        важное для практики следствие из нее, суть которого раскрывает физический смысл
что остойчивость судна уже снижена. Точно так же обстоит дело с подвешенным и      метацентрического радиуса.
перекатывающимся грузом. В связи с этим, во всех расчетах остойчивости при нали-     Метацентрический радиус r – это отношение момента инерции площади ватер-
чии на судне свободной поверхности принято вводить поправку Δh на влияние сво-     линии Ix относительно продольной оси x к подводному объему судна V:
бодной поверхности, определяемую формулой (19) и новая (уменьшенная) метацен-                                         Ix
трическая высота называется исправленной. Она равна                                                               r=                                           (12)
                               h испр= h + Δh
  Одним из эффективных конструктивных путей снижения момента инерции сво-                                                                 V
бодной поверхности и увеличения остойчивости является деление цистерны про-
дольными переборками (см. рис.4.1.6.2.в). Разделив цистерну продольной перебор-      Момент инерции площади F какого-либо контура относительно какой-либо оси 0-
кой пополам (т.е.получаются две цистерны) и подставив в формулу (20) вместо b      0 есть произведение площади на квадрат отстояния z геометрического центра этой
b/2, получим суммарный момент инерции разделенной цистерны Σ ix', который равен    площади до выбранной оси 0-0, т.е. Ioo = F*z². Вычисление момента инерции пло-
                                                                                   щади ватерлинии является достаточно трудоемким процессом, требует использова-
                                                                                   ния теоретического чертежа и выполняется проектантом. Результаты этих расчетов
                                                                                   обычно помещаются в графики “Кривые элементов теоретического чертежа”.
                                                                             37      Для выяснения физической сути рассматриваемого вопроса прибегнем к упроще-
                                                                                   нию и будем считать, что судно имеет форму параллелепипеда (ящика), а его ватер-
      4.1.1. ВЛИЯНИЕ ГЛАВНЫХ РАЗМЕРЕНИЙ СУДНА НА ЕГО ОСТОЙЧИВОСТЬ                  линия – прямоугольник со сторонами L и B, продольная ось которого x (cм. рис.
                                                                                   4.1.1.1.)