Уменьшает качку судна 12 букв сканворд. Понятие о качке судна. Типы якорей. Якорные цепи

Однажды при входе в порт Кале он совсем отказался повиноваться рулевому.

С полного хода врезался «Бессемер» в каменный мол. Его носовая часть превратилась в кашу из обломков.

Бессемер не стал чинить свой пароход. Он потерял навсегда всякий интерес к кораблестроению.

После Бессемера немало изобретателей и ученых работало над созданием успокоителей качки. Было предложено множество различных систем. Но только Макаров (1848-1904). немногие из них получили право на жизнь и на широкое применение.

Очень интересный тип успокоителя качки для военных кораблей был разработан в 1894 году выдающимся флотоводцем и ученым- адмиралом Степаном Осиповичем Макаровым.

Успокоитель Макарова выгодно отличался от успокоителей других систем простотой и дешевизной своего устройства и в то же время сильным противодействием качке. Впоследствии появился усовершенствованный и приспособленный для торговых судов успокоитель Фрама. Его устройство состоит из двух цистерн, выгороженных по бортам парохода. По высоте они расположены между днищем и палубой. Длина их не более десяти метров. Цистерны соединены трубой или каналом, проложенным по днищу. Получается вроде сообщающихся сосудов, у которых вода налита до половины высоты. Наверху цистерны сообщаются между собой воздушной трубой. Посредине трубы установлен регулирующий клапан. Через него можно перепускать сжатый воздух то в одну, то в другую цистерну. Как же действует такой успокоитель?

Представьте себе человека с коромыслом на плечах. На концах коромысла прикреплены одинаковые ведра, наполненные водой. Пока концы уравновешены, человеку легко качать коромысло. Он может так его качать, что ведра будут достигать земли. Теперь навесим на один конец еще одно полное ведро. Тут уж такой легкости качания не будет. Ясно, что конец с двумя ведрами будет подниматься медленно и с большим

усилием. Если перенесем добавочное ведро на другой конец коромысла, получится обратная картина.

Этот пример с ведрами мы и используем, чтобы понять действие успокоителя Фрама. Вот пароход при качке накренился вправо. Тогда и всю воду перегоняют вправо, но не сразу, а небольшими порциями. Если перегнать сразу, то вода своей тяжестью только поможет качке. А нужно, наоборот, чтобы она препятствовала. Воду перегоняют с таким расчетом, чтобы цистерна правого борта заполнилась в тот момент, когда этот борт начнет подниматься. Вот тогда полностью заполненная цистерна и будет вроде добавочного ведра на коромысле. Она будет уменьшать размах качки. Дальше начинает крениться левый борт. Вода тем же порядком перегоняется влево. Когда левый борт начинает подниматься вверх, в действие вступает целиком заполненная цистерна этого борта. Это похоже на то, как если бы мы перенесли добавочное ведро с водой на другой конец коромысла.

Устройство успокоителя Фрама.

Так попеременное переливание воды с одного борта на другой в несколько раз уменьшает размахи качки.

Действие цистерн Фрама было проверено в русском флоте в 1913 году. Вот как вспоминает об этом академик А. Н. Крылов:

«Была образована специальная комиссия. Судили, рядили месяцев десять, ни к чему не пришли: одни говорят, надо применять успокоители Фрама, другие говорят,-цистерны Фрама вредны, и все на заграничные журналы ссылаются. Наконец, в феврале 1913 года морской министр Григорович назначает заседание под личным своим председательством. Выслушивает противоречивые мнения комиссии, которая «ни к чему не привела, только время провела». И тогда обращается ко мне:

А вы что скажете?

Пока мы будем разными журнальными статьями руководствоваться, ни к чему не придем. Надо отыскать пароход, снабженный цистернами Фрама, назначить на него комиссию из наших офицеров, идти в океан и произвести всесторонние испытания, тогда мы получим свои данные - полные и проверенные.

Назначаю такую комиссию под вашим председательством, ищите пароход, берите с собой, кого хотите, и через неделю будьте в море».

Комиссия Крылова, проведя испытания на парохрде «Метеор», убедительно доказала, что польза от цистерн Фрама есть. Цистерны были испытаны в самых различных условиях плавания: от легкой зыби на море до жестокого двенадцатибалльного шторма. Емкость цистерн составляла всего полтора процента от водоизмещения судна, а размахи качки уменьшались втрое и вчетверо. Сейчас заполнение таких цистерн производится автоматически, и поэтому они называются активными.

Существуют еще гироскопические успокоители качки, или гироскопы. Главная часть гироскопа - тяжелый диск, который вращается вокруг вертикальной оси со скоростью до 3000 оборотов в минуту. Ось прочно закреплена в большой раме, опоры которой составляют одно целое с корпусом судна. Рама качается на этих опорах точно так, как качался на своей раме «ящик» парохода «Бессемер».

Пока нет качки, ось диска сохраняет свое вертикальное положение. Но вот начинается бортовая качка. Тут сразу же пускают в ход электромотор, вращающий диск. Диск становится волчком, вроде того, каким мы играли в детстве. И, как бы ни наклонялся от качки диск, его вертикальная ось, как ось всякого волчка, стремится сохранить свое прежнее вертикальное положение. Тут-то и проявляется действие гироскопа.

Положим, правый борт судна стремительно клонится к воде. Вместе с ним должна наклониться и вертикальная ось диска. Но она, по свойству волчка, упорно сопротивляется такому наклону. А поэтому ось давит на раму и через опоры рамы - на корпус судна. И давит как раз в сторону, противоположную наклону судна. Так гироскоп умеряет качку судна.

Недавно придумали новые успокоители качки - скуловые рули.

Это так называемый пассивный гироуспокоитель. В последнее время чаще ставят активный гироуспокоитель. У него рама
качается на опорах не сама по себе, а при помощи особого электродвигателя. Этим усиливается на опорах рамы давление, противодействующее крену судна.

Гироскоп - огромный механизм. Диаметр диска достигает четырех метров. Поэтому для гироскопов выделяют особое помещение больших размеров.

На судне, оборудованном гироскопами, качка почти не ощущается. Но зато гироскоп - очень сложный и дорогостоящий механизм и потому большого распространения для успокоения качки еще не получил. Зато
идея гироскопа широко применяется в устройстве различных приборов.

Недавно придумали новые успокоители качки. Это скуловые управляемые рули. Они напоминают боковые кили. Но боковые кили прикреплены к корпусу неподвижно. А скуловые рули могут автоматически поворачиваться специальным двигателем вверх и вниз. Их все время ставят в самое выгодное положение, чтобы они на ходу судна, подобно крыльям самолета, создавали подъемную силу. Вот эта сила и препятствует крену. Опыт использования этих успокоителей показал, что они хороши только для быстроходных судов. Когда качки нет, рули втягиваются внутрь корпуса, в особые «карманы». Это делается для того, чтобы они не тормозили движения судна.

Все, что здесь рассказано об успокоителях, относится к качке бортовой. А что же предпринимается для уменьшения килевой качки? Здесь специальных успокоителей не применяют. Усилия конструкторов направлены к тому, чтобы по возможности улучшить форму надводной части носовой оконечности судна. Например, делают у нее «развал» в стороны бортов, чтобы судно меньше «зарывалось», всходя на волну,

При плавании судно подвергается качке лишь на взволнованной поверхности моря. При спокойной поверхности (на тихой воде) качку можно вызвать только искусственно. Основной причиной возникновения морских волн является кинетическая энергия ветра. Поведение судна на волнении зависит от характера волнения и характеристик самого судна, например его остойчивости, загрузки, формы корпуса, главных размерений, скорости и направления движения в данный момент по отношению к волне, наличия скуловых килей и т.д.

Колебательное движение судна представляет взаимосвязанную комбинацию трех видов качки: бортовой, килевой и вертикальной.

Период бортовой качки судна на тихой воде в сек, т.е. время, в течении которого судна наклонилось и встало - период собственных колебаний, можно получить по приближенной формуле

ТQ = k B/ , где коэффициент k = 0,77 – 0,8 зависит от типа судна и состояния нагрузки.

приближенные значения периодов килевой ТY и вертикальной качки Тz

ТY = Тz = 2,4 .

Важной характеристикой качки на волнении является амплитуда (наибольший угол наклонения судна по отношению к горизонту). Амплитуда во многом зависит от соотношения периода качки судна на тихой воде и периода волны.

Период волны – время в сек., в течение которого через данную точку пространства проходят смежные вершины или подошвы волны (рис.4.10).

В случае равенства или даже близких значений периодов волн и качки наступает резонанс и тогда амплитуда качки судна достигает больших значений.

Показанная на рис.4.10 идеальная волна называется «регулярной» в отличие от реального морского волнения, которое называется «нерегулярным» и получается в результате наложения разных систем волн, влияния мелководья, побережья и т.д.

Поведение судна на волнении зависит от его остойчивости. Судно, обладающее большой метацентрической высотой, имеет сравнительно короткий период и стремительные размахи бортовой качки, судно с небольшой метацентрической высотой колеблется медленее. По этой причине качка буксира или балкера с тяжелым грузом, обладающих избыточной остойчивостью, переносится значительно хуже, чем качка на котейнеровозе или пассажирском судне. Качка безусловно вредное явление, уменьшить влияние которого на конструкции, механизмы и людей насущная задача. Для этих целей на судах устанавливают скуловые кили, активные рули, успокоительные цистерны, гироскопические успокоители, которые в основном уменьшают бортовую качку.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкции устройства для уменьшения качки судна на волнении. Устройство содержит бортовые управляемые рули, размещенные на обоих бортах судна в районе мидель-шпангоута с возможностью задвижки в корпус судна. Параллельно лопасти руля установлена по меньшей мере одна дополнительная лопасть, связанная с ней посредством параллельных стоек, концы которых шарнирно связаны с каждой из лопастей. Концы стоек, связанные с одной из лопастей, снабжены механизмом поворота на угол до 90 o . Верхние лопасти закреплены на концах раздвижных силовых цилиндров с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль их продольных осей, которые проходят через ниши, выполненные на бортах корабля в районе его скулы. Длина параллельных стоек между осями шарниров равна удвоенной длине хорды верхней лопасти. Площадь лопасти принимают из выражения S=(0,03-0,035)V 2/3 , где V - водоизмещение корабля. Размеры ниши обеспечивают возможность размещения в ней обеих лопастей. Ее длина не превышает суммарной длины лопастей, а ширина - их суммарной толщины. Достигается эффективность работы устройства на скоростях движения судна 12-14 узлов при сравнительно небольшом "вылете" рулей за борт судна. 3 ил.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях морских судов для умерения поперечной качки корабля. Известно устройство для уменьшения качки судна на волнении, выполненное в виде цистерн, располагаемых внутри судна у его бортов и связанных друг с другом водопроточными и воздушными каналами и механизмами перекачки воды из одной цистерны в другую (см. Морской словарь. М.: Транспорт, 1965, 114 с.). Недостаток этого решения - их функционирование обеспечивается постоянной работой специальных механизмов и контрольно-измерительных устройств, что снижает их надежность, кроме того, они громоздки и занимают часть внутреннего пространства корпуса судна. Известно также устройство для уменьшения качки судна на волнении, включающее бортовые управляемые рули, размещенные на обоих бортах судна в районе мидель-шпангоута, с возможностью задвижки в корпус судна (см. Морской словарь. М.: Транспорт, 1965, 114 с.)

Недостаток этого решения - недостаточная эффективность работы на малых (ниже 18 узлов) скоростях движения судна. Задача, на решение которой направлено заявленное решение, выражается в обеспечении эффективной работы устройства на малых (ниже 18 узлов) скоростях движения судна. Технический результат, получаемый при решении функциональной задачи, может быть определен как обеспечение эффективной работы устройства на скоростях движения судна 12-14 узлов, при сравнительно небольшом "вылете" рулей за борт судна. Поставленная задача решается тем, что устройство для уменьшения качки судна на волнении, включающее бортовые управляемые рули, размещенные на обоих бортах судна в районе мидель-шпангоута, с возможностью задвижки в корпус судна, отличается тем, что параллельно лопасти руля установлена по меньшей мере одна дополнительная лопасть, связанная с ней посредством параллельных стоек, концы которых шарнирно связаны с каждой из лопастей, при этом концы стоек, связанные с одной из лопастей, снабжены механизмом поворота на угол до 90 o , кроме того, верхние лопасти закреплены на концах раздвижных силовых цилиндров с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль их продольных осей, которые проходят через ниши, выполненные на бортах корабля в районе его скулы, причем длина параллельных стоек между осями шарниров равна удвоенной длине хорды верхней лопасти, кроме того, площадь лопасти принимают из выражения

S=(0,03-0,035)V 2/3 ,

Где V - водоизмещение корабля. Кроме того, размеры ниши обеспечивают возможность размещения в ней обеих лопастей, при этом ее длина не превышает суммарной длины лопастей, а ширина - их суммарной толщины. Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна". Признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи. Признаки ". ..параллельно лопасти руля установлена по меньшей мере одна дополнительная лопасть. . ." обеспечивают возможность при прочих равных условиях иметь большую величину гидродинамической силы, препятствующей качке. Признаки ". . .лопасть, связанная с ней посредством параллельных стоек, концы которых шарнирно связаны с каждой из лопастей, при этом концы стоек, связанные с одной из лопастей, снабжены механизмом поворота на угол до 90 o .. . " обеспечивают возможность "складывания" устройства в компактный "пакет", что обеспечивает возможность минимизации размеров ниши, предназначенной для размещения лопастей. Признаки "...кроме того, верхние лопасти закреплены на концах раздвижных силовых цилиндров, с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль их продольных осей, которые проходят через ниши, выполненные на бортах корабля..." обеспечивают уборку лопастей в нишу и выдвижение их оттуда. Признак "...в районе его скулы...", обеспечивает привязку местоположения ниши к зоне, максимально удаленной от поверхности воды. Признаки "...причем длина параллельных стоек между осями шарниров равна удвоенной длине хорды верхней лопасти..." обеспечивают наибольшую эффективность работы лопастей за счет взаимовлияния (при которой величина гидродинамической подъемной силы, возникающей на лопасти, превышает эту характеристику, проявляющейся при работе достаточно удаленных друг от друга лопастей). Этот параметр получен экспериментальным путем с учетом анализа гидродинамических сил, имеющих место при работе устройства. Признаки "...кроме того, площадь лопасти принимают из выражения

S=(0,03-0,035)V 2/3 ,

Где V - водоизмещение корабля..." обеспечивают "привязку" размеров лопасти к размерам судна. Этот параметр получен расчетно-экспериментальным путем с учетом анализа существующих методов расчета гидродинамических сил, имеющих место при работе устройства. На фиг.1 схематически показан поперечный разрез судна; на фиг.2 показано устройство в работе; на фиг.3 показано устройство в "сложенном" виде. На чертежах показаны борт 1 судна, верхняя лопасть 2, нижняя лопасть 3, шарниры 4, связывающие параллельные стойки 5 с названными лопастями, шток 6 силового цилиндра 7, стенки ниши 8, гидрораспределительный узел 9, патрубки 10 и 11, трубопроводы 12, поршень 13, гидроаккумулятор 14. Устройства располагают на обоих бортах 1 судна, симметрично относительно его продольной оси, предпочтительно в районе мидель-шпангоута чуть выше скулы (участка корпуса на переходе борта в днище). Верхняя лопасть 2 жестко связана со штоком 6 силового цилиндра 7. Шток 6 и цилиндр 7 образуют гидроцилиндр двустороннего действия, полости которого, расположенные по обе стороны поршня 13, через патрубки 10 и 11 и трубопроводы 12 связаны с гидрораспределительным узлом 9. В качестве гидрораспределительного узла 9 может быть использовано любое устройство аналогичного назначения, удовлетворяющее по своим характеристикам условиям работы и имеющее дистанционное, предпочтительно автоматизированное, управление переключением каналов. В качестве трубопроводов 12 использованы шланги высокого давления. Длина параллельных стоек 5 между осями шарниров 4 равна удвоенной длине хорды верхней лопасти 2, площадь лопасти принимают из выражения S=(0,03-0,035)V 2/3 , где V - водоизмещение корабля. Противоположные концы параллельных стоек 5 связаны с каждой из лопастей 2 и 3 посредством шарниров. Конструкция механизма поворота параллельных стоек (на чертежах не показан) может быть любой известной конструкции, например в виде механического редуктора, обеспечивающего поворот вала, установленного с возможностью реверсивного вращения на угол до 90 o в отверстиях, выполненных в боковых стенках пустотелой верхней лопасти, и жестко связанного с одной из параллельных стоек 5. Однако в реальности конструктивное выполнение этого механизма будет определяться размерами судна и, соответственно, нагрузками на элементы механизма и всего устройства. Целесообразно лопасть, снабжаемую механизмом поворота, выполнять пустотелой, для обеспечения размещения деталей механизма поворота при сохранении "гладкости" рабочих поверхностей лопасти 2. Число лопастей может быть 2 и больше, но на чертежах показан вариант с двумя лопастями. Заявленное устройство работает следующим образом. При необходимости ввода устройства в работу осуществляют соответствующее переключение гидрораспределительного узла 9, и рабочая жидкость из полости гидроаккумулятора 14 поступает через соответствующий трубопровод 12 и патрубок 10 в полость силового цилиндра 7, под поршень 13, что приводит к выдвижению "пакета" из лопастей 2 и 3 из ниши 8. После того как лопасти полностью выйдут из ниши 8, включают механизм поворота параллельных стоек 5, смонтированный в полости верхней лопасти 2. Поскольку параллельные стойки 5 и кромки лопастей 2 и 3 образуют шарнирный параллелограмм, поворот на 90 o одной стойки 5 повторяется второй стойкой 5, что приводит к раскрытию "пакета" лопастей в рабочее положение, когда лопасти располагаются одна над другой, параллельно друг другу на расстоянии, равном удвоенной длине хорды лопасти. В процессе движения судна на лопастях 2 и 3 возникает гидродинамическая сила, стремящаяся воспрепятствовать поперечной качке корабля. При уборке устройства вышеописанные действия осуществляют в обратном порядке, т.е. посредством механизма поворота "складывают" лопасти в компактный "пакет", который втягивают в нишу 8, при этом сжатая жидкость из-под поршня 13 сбрасывается в гидроаккумулятор 14, а из последнего подается через патрубок 11 в полость силового цилиндра 7, над поршнем 13. Далее все повторяется.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Качкой называют колебательные движения около положения

равновесия, совершаемые свободно плавающим на поверхности

воды судном. Различают бортовую, килевую и вертикальную качки. Бортовой качкой называют колебательные движения, проходящей в ДП продольной оси. Килевой качкой называют колебательные движения, совершаемые судном вокруг поперечной оси. Вертикальной качкой называют колебательные движения, совершаемые судном в вертикальной плоскости вверх и вниз и вызываемые изменением сил поддержания при прохождении ВОЛНЫ.

131. Период и амплитуда качки

амплитудой - наибольшим отклонением от среднего до крайнего положения качающегося тела; периодом - временем совершения двух полных размахов;

132. Связь качки и остойчивости судна

Чем меньше период тем быстрее качка, чем больше период тем качка затяжнее. Cb от 0.6 до 0.8 для средних и больших судов

133.Успокоители качки.

Для предотвращения неприятных последствий от действия качки на судах применяют успокоители качки, которые по характеру действия делятся на пассивные - неуправляемые, и активные - управляемые. Самыми простыми успокоителями качки, применяемыми практически на всех судах, являются скуловые (боковые) кили. Более значительное уменьшение амплитуд бортовой качки

можно получить, установив активные боковые рули. Успокоения килевой качки в принципе можно добиться, установив управляемые горизонтальные рули (типа боковых) в

оконечностях судна, но пока такие успокоители практически не применяют.

134. Перечислите элементы рулевого устройства

Руль состоит из пера и баллера. Перо - это плоский или, чаще, двухслойный обтекаемый щит с внутренними подкрепляющими ребрами, площадь

которого у морских судов составляет 1/40- 1/60 площади погруженной

части ДП. Б а л л е р - это стержень, при помощи которого

поворачивают перо руля.

135. Типы рулей

В зависимости от расположения руля относительно оси

вращения различают обыкновенные рули, у которых

перо полностью расположено в корму от оси вращения; балансирные рули, у которых перо разделено осью вращения на две неравные части: большая - в корму от оси, меньшая - в нос; полубалансирные рули отличаются от балансирных тем, что балансирная часть сделана не по всей высоте руля.

136. Перечислить элементы якорного устройства

Якорное устройство служит для обеспечения надежной стоянки

в море, на рейде и в других местах, удаленных от берега, путем

крепления за грунт с помощью якоря и якорной цепи. В его состав входят: якоря, якорные цепи (канаты), якорные машины, якорные клюзы и стопоры.

137. Типы якорей. Якорные цепи

Якоря в зависимости от их назначения разделяют на становые, предназначенные для удержания судна в заданном месте, и вспомогательные - для удержания судна в заданном положении во время стоянки на основном якоре. К вспомогательным относится

кормовой якорь - стоп-анкер, масса которого составляет 1/3 массы. Якорная цепь служит для крепления якоря к корпусу судна. Она состоит из звеньев (рис. 7.11), образующих смычки длиной 25-27 м, соединенные одна с другой при помощи специальных разъемных звеньев. Смычки образуют якорную цепь длиной от 50 до 300 м. В зависимости от расположения в якорной цепи различают якорную (крепящуюся к якорю), промежуточные и коренную смычки. Крепят якоря к якорной цепи при помощи якорных скоб. Чтобы предупредить скручивание цепи, в нее включают поворотные звенья вертлюги. Для крепления и экстренной отдачи коренного конца якорной цепи применяют специальные устройства с откидным гаком, так называемым глаголь-гаком, позволяющим легко освободить судно от вытравленной якорной цепи.

Успокоителями качки принято называть устройства, которые применяются для уменьшения амплитуды качки судна.

Действие установленных на судне успокоителей качки состоит в том, что они создают переменный стабилизирующий момент, противоположный по знаку возмущающему моменту волны. В настоящее время применяются успокоители только бортовой качки. Уменьшить амплитуды килевой и вертикальной качки с помощью успокоителей практически трудно, т. к. еще не созданы успокоители, способные развивать значительно большие, чем при бортовой качке, стабилизирующие моменты.

Успокоители качки делятся на пассивные и активные. Действие рабочих органов пассивных успокоителей основано на создании стабилизирующего момента за счет колебательных движений судна во время качки, т. е. при их использовании отпадает необходимость в специальных источниках энергии. В активных успокоителях переменный стабилизирующий момент создается принудительно с помощью особых механизмов, управляемых специальным регулирующим устройством, которое, в свою очередь, реагирует на колебания судна. Активные успокоители более эффективны, но на их работу нужно затрачивать дополнительную мощность.

Пассивные успокоители. К числу пассивных успокоителей качки относятся скуловые кили и пассивные успокоительные цистерны.

Скуловые кили являются наиболее простым и эффективным средством уменьшения бортовой качки и потому находят самое широкое применение.

Пассивные успокоительные цистерны могут быть двух типов: закрытого, не сообщающеегося с забортной водой (I рода) и открытого, сообщающегося с забортной водой (II рода). Цистерны наполовину заполнены водой (иногда топливом) и соединены каналами. Пассивные успокоительные цистерны наиболее эффективны при резонансной качке. При некоторых условиях и режимах нерегулярного волнения такие успокоители могут привести к увеличению амплитуд качки. Наличие свободной поверхности жидкости в цистернах также неблагоприятно влияет на остойчивость судна. Вследствие указанных причин пассивные цистерны в настоящее время практически не используются.

Рис. 1
Рис. 2 Состав успокоительной цистерны. 1 - скуловой киль, 2 - усиление, 3 - бортовая качка, 4 - сопротивление демпфирования скуловых килей Рис. 3 Успокоительные цистерны. 1 — успокоительные цистерны; 2 — воздушный вентиль; 3 — соединительный воздушный канал; 4 — бортовые диптанки; 5 — переливной канал; б — бортовая качка судна; 7 — вода в цистерне Рис. 4 Судовой гироскоп. 1 — момент М гироскопа; 2 - кренящий момент М; 3 — пара сил в качающемся рамочном подшипнике; 4 — ось вращения гироскопа; 5 — прецессия; 6 — тормозной момент качающегося рамочного подшипника; 7 — направление поворота гироскопа (угловая скорость) ; 8 — скорость прецессии

Активные успокоители. К активным успокоителям качки относятся бортовые управляемые рули, активные успокоительные цистерны и гироскопические успокоители — стабилизаторы.

Бортовые управляемые рули являются весьма эффективным средством уменьшения бортовой качки и получили широкое распространение на транспортных и особенно на пассажирских судах. Они размещены на специальных приводах, обеспечивающих изменение углов атаки по определенному закону, выдвижение их из корпуса и уборку внутрь корпуса.

Практика показывает, что бортовые рули целесообразно применять при скоростях, превышающих 10-15 узл. В этом случае бортовые рули приводят к значительному (в несколько раз) снижению амплитуд бортовой качки.

Активные успокоительные цистерны обычно выполняют в виде цистерн I рода. Для регулирования движения воды применяют либо насосы, установленные в водяном канале, либо воздуходувы, расположенные в воздушном канале.
Управление насосом или воздуходувкой осуществляется с помощью специальной автоматики таким образом, чтобы можно было регулировать подачу воды из одной цистерны в другую и обеспечивать требуемое изменение стабилизирующего момента. Эффективность установки не зависит от скорости судна: цистерны одинаково умеряют качку на ходу и на стоянке. Недостатки активных цистерн: сложность конструкции, высокая стоимость, применение сложной регулирующей аппаратуры, снижение грузоподъемности судна и необходимость затрат дополнительной энергии.

Гироскопический успокоитель качки представляет собой мощный гироскоп, вращающийся на оси в раме. Гироскоп устанавливают вертикально. Крен судна при бортовой качке вызывает поворот оси гироскопа — так называемую прецессию гироскопа. Вследствие этого возникает гироскопический момент, который является стабилизирующим моментом успокоителя. Гироскопические успокоители могут быть как пассивными, так и активными. У пассивного успокоителя прецессия возникает как реакция на качку судна. В активных успокоителях прецессия создается принудительно за счет передачи внешней энергии электродвигателю, управляемому автоматическим регулятором, реагирующим на режим качки судна. Недостатки: значительная масса, большая стоимость, сложность устройства и эксплуатации (рис. 4).

Определение метацентрической высоты судна по периоду бортовой качки

В процессе эксплуатации судоводителю часто необходимо проконтролировать значения метацентрической высоты судна при различных случаях его нагрузки. Такая необходимость возникает, например, по мере расходования запасов пресной воды и топлива, когда решается вопрос о целесообразности приема балласта. Опыт кренования дает вполне надежные результаты, но требует много времени, определенных условий и специальной подготовки.

Значительно проще можно оценить поперечную метацентрическую высоту h, если известны период бортовой качки Т θ и коэффициент С по формуле, полученной из капитанской формулы:

h = 4 · C 2 · B 2 T θ 2

Период качки Т θ можно определить с помощью записи затухающих свободных колебаний судна гироскопическими кренографами либо инклинографами, снабженными отметчиками времени.

Практически период качки Т θ можно определить следующим образом. Когда судно находится в одном из крайних наклоненных положении, включают секундомер. Отсчитав 10 полных колебаний, останавливают секундомер в момент, когда судно приходит в исходное наклонное положение. Период Т θ определяют, разделив отсчитанное по секундомеру время на 10.

Описанный приближенный способ дает удовлетворительные результаты при отсутствии на судне свободных поверхностей жидких грузов, а также в том случае, когда поправка на их влияние составляет не более 5 % метацентрической высоты для данной нагрузки.

Результат вычисления метацентрической высоты h зависит и от удачного выбора значения коэффициента С, входящего в выражение для h. Для этого необходимо принимать его значения по известным значениям коэффициента С, для однотипных или близких по конструкции судов. Коэффициент С = 0,36 ± 0,43 в зависимости от типа судна.

Предлагается к прочтению: