Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 29 гостей.

606. Чем определяется устойчивость (остойчивость) плавания судов.

 Условие плавления тела требует, чтобы были уравновешены сила тяжести Fт тела, приложенная в центре тяжести, и выталкивающая сила Fвыт, приложенная в центре давления. Если мысленно представить себе водную массу, заполнившую подводную часть объема тела, то центр тяжести этой водной массы как раз и будет центром давления. Чтобы тело плавало, не переворачиваясь, что принципиально важно, когда речь идет о кораблях и подводных лодках, нужно позаботиться об устойчивости равновесия указанных двух сил (используется термин «остойчивость судов»).  Начнем с вопроса об остойчивости подводных лодок. Итак, лодка полностью погрузилась под воду. Равновесие сил Fт и Fвыт будет устойчивым при условии, что центр тяжести лодки O находится ниже центра давления O1
(рис. 1, а). В этом случае при наклоне лодки возникает момент пары сил, равный по модулю
возвращающий накренившуюся лодку в вертикальное положение. Равновесие сил Fт и Fвыт будет неустойчивым, если центр тяжести O выше центра давления O1 (рис. 1, б). Возникающий при случайном крене лодки момент пары сил будет вызывать в этом случае еще больший крен, и лодка завалится набок и перевернется. Обратим внимание: центр давления для полностью погруженной под воду лодки все время (при любом крене) находится на средней линии судна, показанной на рисунке пунктирной прямой. В случае с кораблем все обстоит сложнее. Дело в том, что при крене корабля центр давления отклоняется от средней линии. Он отклоняется в ту же сторону, в какую накренился корабль.  При этом возможны две ситуации.  Первая представлена на рисунке 2, а.
 В накренившемся положении корабля вертикаль, проходящая через центр давления O1, пересекает среднюю линию корабля в точке M, находящейся выше центра тяжести корабля O. В этом случае возникает момент пары сил M = Fml, возвращающий корабль в нормальное положение. Легко видеть, что l = OM × sinα, где α − угол наклона корабля. Такой корабль обладает остойчивостью (равновесие сил Fт и Fвыт является устойчивым). Точку M называют метацентром, а расстояние OM − метацентрической высотой.  Итак, корабль может быть остойчивым также тогда, когда его центр тяжести находится выше центра давления (и даже выше уровня воды) − лишь бы его метацентр находился выше центра тяжести корабля. Чем больше метацентрическая высота, тем выше остойчивость корабля. Поэтому важно заботиться о том, чтобы центр тяжести был пониже, для чего, в частности, следует убирать тяжелые грузы с верхней палубы.  Вторая ситуация изображена на рисунке 2, б. Вертикаль, проведенная через центр давления O1, пересекает среднюю линию корабля в метацентре M, оказавшемся ниже центра тяжести корабля O. Как видно из рисунка, теперь возникает момент пары сил, который не возвращает корабль в нормальное положение, а напротив, заваливает его. Такой корабль нельзя отправлять в плавание.
Смотрите еще