Поперечная остойчивость корабля»

Рассмотрим начальную поперечную остойчивость корабля (рис.1).

Рис. 1 Начальная поперечная остойчивость корабля.

Если корабль под действием внешнего кренящего момента mкр, (например, давления ветра) получит крен на угол θ, то за счет изменения формы подводной части корпуса корабля центр величины С переместится в точку C1. Выталкивающая сила γV будет приложена в точке C1 и направлена перпендикулярно к действующей ватерлинии W1L1. Что касается ЦМ корабля, то он останется в точке G, так как никаких грузов на корабль не принималось, а имеющиеся грузы не перемещались.

Таким образом, после наклонения корабля силы Р и γV перестают лежать на одной вертикали (нарушается второе условие равновесия) и образуют пару сил с плечом GК, носящим название плеча остойчивости. Момент этой пары называется восстанавливающим моментом mθ. Его величина характеризует степень остойчивости корабля:

mθ = γV · GК (1)

Если m θ стремится вернуть корабль в первоначальное положение, то корабль имеет положительную начальную остойчивость, и, наоборот, если mθ направлен в сторону mкp, то корабль имеет отрицательную начальную остойчивость.

Продолжив направление выталкивающей силы mθ до пересечения с диаметральной плоскостью, получим точку m, которая называется начальным поперечным метацентром. Для малых углов наклонения точка m занимает практически постоянное положение и является центром окружности, по которой перемещается центр величины С.

Расстояние между поперечным метацентром m и центром величины С называется поперечным метацентрическим радиусом r, а расстояние между точками m и G называется поперечной метацентрической высотой h.

При постоянном водоизмещении величина восстанавливающего момента зависит от величины плеча остойчивости GК, которую можно определить из

∆ m GК:

GК = h · sin θ (2)

Подставив значение GК в формулу (1), получим метацентрическую формулу начальной поперечной остойчивости:

mθ = γV h sin θ (3)

Из формулы (3) видно, что величина восстанавливающего момента находится в прямой зависимости от метацентрической высоты h. Следовательно, величина h может служить мерой начальной остойчивости корабля. Значение h для различных классов кораблей находится в пределах от 0.5 до 5 м.