Глава 6. Размерения, весовые и объемные характеристики морского судна

Морское судно строится так, чтобы оно наилучшим образом соответствовало:

условиям перевозок — объемам, структуре, направлениям, партионности и размерам грузовых потоков;

техническим возможностям морских портов — причальному фронту, под­ходным каналам, акваториям и перегрузочному оборудованию;

природно-навигационным условиям плавания — глубинам, волнению, метеорологическим условиям, ледовому режиму и т. д.

Чтобы определить, соответствует лиданное судно конкретным условиям его эксплуатации и тем самым правильно произвести расчет загрузки судна, установить эффективные и реальные нормативы его использования, необхо­димо знать основные технические параметры судна, всесторонне характери­зующие его эксплуатационныекачества, т. е. нужно иметь эксплуата­ционно-техническую характеристику судна. Сюда от­носятся :

1) размерения, весовые и объемные характеристики;

2) мощность главной силовой установки, скорость хода и расход топлива;.

3) конструктивные особенности и архитектурный тип;

4) степень эксплуатационно-технического совершенства судна.

Мореходные качества.

К мореходным качествам судна относятся: плавучесть, остойчивость, непотопляемость, ходкость, управляемость и качка.

Плавучесть. На воде судно постоянно испытывает действие двух сил, равных по величине, но противоположно направленных, — силы тяже-с т и, действующей вертикально вниз н определяемой весом самого судна и всем тем, что находится на нем, и силы давления воды, действующей вертикаль­но вверх и называемой силой поддержания, которая равна весу вытесненной судном воды. Равнодействующая сил веса приложена в центре тяжести судна, а равнодействующая сил поддержания приложена в центре величины судна. Равенство силоса и сил поддержания и нахождение центра тяжести ицентра величины па одной вертикали — обязательные условия рав­новесия судна на водной поверхности, т. е. его плавучести. Следовательно, под плавучестью понимается способность судна находиться в равновесии на воднойповерхности при определенном улублении (осадка), соответствующем нормаль­ному выполнению судном производственных функций.

Остойчивость. Находясь на воде судно подвержено воздействию многих сил, возникающих под влиянием различных причин, например перемеще­ний грузов, приема или расходования воды, давления ветра, волнения, затопления отдельных отсеков и т. д. В результате действия этих силсудно наклоняется. Способность судна, выведенного этими силами из положения равновесия, возвращаться к нему называется остойчивостью судна. Различают поперечную и продольную остойчивость. Под пер­вой имеют в виду способность судна возвращаться в свое первоначальное нор­мальное положение равновесия при поперечных наклонениях, определяемых углом крена, под второй — то же самое при продольных наклонениях, определяемых углом дифферента. Кроме этого, в зависимости от характера действующих на судно и кренящих его сил различают стати­ческую и динамическую остойчивость. В первом случае силы действуют постепенно, а во втором — внезапно, в результате чего судно, на­клоняясь, приобретает угловую скорость. Наличие у судна достаточ­ного восстанавливающего момента (определяемого метацентрической высотой), способного во всех случаях нейтрализовать работу кренящего момента, — важнейшее условие нормальной эксплуатационной деятельности судна.

Непотопляемость. При превышении сил веса судна или превышении кре­нящего момента над восстанавливающим судно утрачивает плавучесть и остой­чивость, что ведет к его затоплению. Утрата плавучести или остойчивости может иметь место, например, вследствие получения судном пробоины и час­тичного затопления его отдельных помещений. Способность судна в необходи­мой мере сохранять свои мореходные качества после затопления забортной водой одного или нескольких его внутренних помещений называется Н'е п о -топляемостью. Важнейшее условие непотопляемости — необходимый запас плавучести судна и сохранение его остойчивости при затопленных от­секах.

Ходкость. Перемещаясь, судно встречает противодействующие силы, на­правленные противоположно его движению. Эти силы складываются из со­противления воды и сопротивления воздуха. Способность преодолевать эти сопротивления и двигаться с данной скоростью при помощи установленных на нем главных механизмов определенной мощности называется ходкостью судна. Необходимое условие ходкости — наличие главных механизмов, обес­печивающих при помощи движителей такое упорное давление, которое преодо­левает сопротивление воды и воздуха и дает поступательное движение судну с заданной скоростью.

Управляемость.Прямолинейное движение судна сопряжено с выполне­нием различных маневров. Поэтому важными мореходными качествами его являются устойчивость на курсе и поворотливость. Способность судна строго сохранять заданное направление движения (без рыскливости) и в любом случае и в необходимое время изменять направление своего движения называется его управляемостью. Обязательное условие управляемости судна — наличие на нем рулевого устройства.

Качка. Волнение на поверхности воды вызывает колебательные движе­ния судна, которые называются качкой. Появление качки обусловливается вынужденным действием волн на судно при одновременном действии на него сил плавучести и остойчивости и сил инерции. Во всех случаях качка вредна для судна, его экипажа и для нормальной эксплуатационной деятельности. Различают три вида качки: бортовую — колебания судна в плоскости шпангоута, килевую — колебания судна в диаметральной плоскости вертикальную — колебания судна в вертикальном направлении. Способность судна лучшим образом воспринимать и противодействовать качке — важное его мореходное качество.

Кроме мореходных качеств, морское судно для безопасной и нормаль­ной производственной деятельности должно обладать достаточно прочным корпусом. На воде судно подвергается воздействию постоянных и временных внешних сил, под влиянием которых корпус его стремится деформироваться. Так, в результате неравномерного распределения по длине судна постоян­ных сил веса и сил поддержания возникает общий продольный изгиб кор­пуса даже при плавании на спокойной воде. При движении по взволнован­ной поверхности воды распределение этих сил складывается еще более небла­гоприятно для судна, особенно при движении перпендикулярно направле­нию волн, имеющих длину, равную длине самого судна. На судно также дей­ствуют и другие силы в поперечном направлении как постоянные, так и вре­менные, например удары волн о борт.

Способность судна противостоять действию постоянных и временных сил без возникновения остаточных деформаций, изменяющих корпус, называет­ся прочностью судна. Различают общую прочность, которая обес­печивается набором корпуса (система продольных и поперечных балок, на­ружная обшивка и настил палубы) и местную прочность отдельных кон­струкций корпуса, включающую специальные подкрепления в отдельных час­тях корпуса в целях их предохранения от действия местных сил. Устойчивость первоначальных форм всех корпусных конструкций судна — необходимое условие его прочности.

Коротко охарактеризованные выше основные мореходные качества и прочность корпуса морского судна во многом зависят от его размерений, ве­совых и объемных характеристик и мощности главных двигателей.