Автономность и дальность плавания

Во время эксплуатации судна расходуются топливо, питьевая вода, продукты и другие судовые запасы. Способность судна находиться в течение определенного времени в плавании без пополнения запасов называется автономностью плавания. Автономность плавания измеряется, как правило, в сутках и зависит от типа судна и характера его эксплуатации. При этом для маломерных судов автономность плавания колеблется в значительных временных пределах, т.к. на моторной лодке или катере уже через несколько часов движения запасы топлива могут быть израсходованы и без их пополнения дальнейшее плавание невозможно. Под понятием дальность плавания для маломерного судна целесообразно считать расстояние, которое судно способно пройти, использовав полностью максимальный запас топлива.

Мореходные качества маломерного судна

Мореходные качества маломерного судна

Способность судна держаться на плаву, не переворачиваться и не идти ко дну при затоплении характеризуется его мореходными качествами. К ним относятся: плавучесть, остойчивость и непотопляемость.

Плавучесть

Плавучесть - это способность судна держаться на поверхности воды, имея заданную осадку при определенном количестве груза и людей на борту.

На судно, находящееся на спокойной воде, постоянно действуют две силы: сила тяжести (веса) и сила поддержания (выталкивания). Судно держится на плаву благодаря тому, что силы тяжести, направленные вниз (ко дну), уравновешиваются выталкивающими силами воды, которые возникают в результате гидростатического давления на корпус судна. Равнодействующая сил тяжести судна (D), которое находится на ровном киле (рис. 12), приложена в точке, которая называется центром тяжести (ЦТ), а точка приложения равнодействующей выталкивающих сил (сила - С) называется центром величины (ЦВ).

Рис. 12. Силы тяжести и поддержания. поддержания

Чтобы судно находилось в равновесии, силы тяжести и поддержания должны быть равны по величине и направлены в противоположные стороны по одной вертикали. В случае течи в корпусе или пробоины, а также попадания воды во время штормовой погоды внутрь судна, увеличивается его масса. Поэтому судно должно иметь запас плавучести.

Запас плавучести - это непроницаемый (для воды) объем корпуса судна, находящийся выше действующей ватерлинии. При отсутствии запаса плавучести судно затонет. Необходимый для безопасного плавания судна запас плавучести обеспечивается приданием судну в процессе проектирования достаточной высоты надводного борта, а также наличия водонепроницаемых закрытий и переборок между отсеками. При отсутствии таких переборок любая пробоина подводной части корпуса приводит к полной потере запаса плавучести и гибели судна.

Запас плавучести зависит от высоты надводного борта - чем выше надводный борт, тем больше запас плавучести. Этот запас нормируется минимальной высотой надводного борта, в зависимости от величины которой для конкретного маломерного судна устанавливаются район плавания и допустимое удаление от берега. Однако следует знать, что чрезмерное (произвольное) увеличение высоты надводного борта отрицательно влияет на не менее важное другое качество судна — остойчивость.

Остойчивость

Остойчивость - это способность судна противостоять силам (ветер, волна, перемещение пассажиров и др.). вызывающим его наклонение, а после прекращения действия этих сил возвращаться в первоначальное положение равновесия.

Различают два вида остойчивости: поперечную и продольную. Поперечная остойчивость проявляется при крене судна, т.е. при наклонениях его на борт. Если силы, вызывающие наклонение судна, действуют медленно, то остойчивость называют статической, а если быстро, то динамической. Рассмотрим действие сил, наклоняющих судно (рис. 13).

Рис. 13. Силы тяжести и поддержания.

Центр тяжести (ЦТ) при наклонении остается на месте, но центр величины (ЦВ) из-за изменения формы подводной части переместится в новую точку ЦВГ Силы веса D и поддержания С = γV теперь уже действуют не на одной прямой, а образуют восстанавливающий момент, равный Мв = DI, который стремится вернуть судно в исходное положение. При этом крен будет увеличиваться до тех пор, пока не наступит равенство кренящего и восстанавливающего моментов (Мкр = Мв). Если это равенство сохранится, то судно будет иметь постоянный крен. Например, такое положение можно наблюдать при движении идущей под парусом лодки при устойчивом боковом ветре. Но стоит только измениться силе ветра либо его направлению, или пассажирам пересесть ближе к борту, как немедленно изменится и крен лодки. При увеличении крена величина восстанавливающего момента сначала увеличивается, достигает максимального значения, а со входом палубы в воду начинает уменьшаться. Когда Мв = 0, судно теряет остойчивость, т.е. опрокидывается. Учитывая, что в формуле Мв = DL, величина D остается неизменной, момент опрокидывания наступает при условии, что величина плеча остойчивости L достигает нуля и далее изменяет свой знак на минус (отрицательная остойчивость). Для сравнения остойчивости судов недостаточно знать остойчиво оно или нет, нужно уметь измерить это свойство количественно.

Точка пересечения линии действия силы поддержания (С) с диаметральной плоскостью судна (DП) называется метацентром (точка М). Плечо остойчивости будет показателем остойчивости судна, но этим показателем пользуются только при больших углах крена. При малых углах крена (Ө = 10-15°) для определения так называемой начальной остойчивости пользуются метацентрической высотой h. Плечо остойчивости зависит от метацентрической высоты (h) и от угла крена (Ө), но при малых углах крена восстанавливающий момент (Мв) увеличивается пропорционально углу крена, поэтому мета центрическая высота при малых углах будет мерой начальной остойчивости.

У килевых маломерных судов начальная метацентрическая высота равна, как правило, 0,3 - 0,6 м. Остойчивость судна зависит от взаимного расположения ЦТ и ЦВ, которые перемещаются в зависимости от загрузки судна, перемещения грузов, пассажиров и от других причин. Чем больше метацентрическая высота, тем больше восстанавливающий момент и остойчивее судно, однако при большой остойчивости судно имеет резкую качку.

При шквальном ветре, сильном ударе волны о борт и в некоторых других случаях крен судна увеличивается быстро и возникает динамический кренящий момент. В этом случае крен судна будет увеличиваться и после достижения равенства кренящего и восстанавливающего моментов. Это происходит из-за действия силы инерции. Обычно такой крен в два раза больше крена от статического действия такого же кренящего момента. Поэтому плавание в штормовую погоду, особенно маломерных судов, очень опасно. Продольная остойчивость действует при наклонениях судна на нос или корму, т.е. при килевой качке. Эту остойчивость судоводителю следует учитывать при движении на больших скоростях во время волнения, т.к. "зарывшись" носом в воду катер или мотолодка может не восстановить своего первоначального положения и затонуть, а иногда и перевернуться.