По законам физики
Итак, беспалубное судно при попадании в корпус большого количества воды теряет остойчивость.
Остойчивость зависит также и от ширины судна. Чем шире судно, тем оно остойчивее.
До сих пор мы упоминали лишь о крене, т. е. о поперечном, бортовом наклонении судна. Но любое судно может получить и продольное наклонение, которое называется дифферентом.
В зависимости от того, какая часть — нос или корм — больше погружена в воду, судостроители говорят «Судно имеет дифферент на нос» или «Судно имеет дифферент на корму» (рис. 23). Если осадка носом и кормой одинакова — Тн=Тк, то судно «сидит на ровный киль». Значит, для полного равновесия судна на воде необходимо, чтобы его ЦВ и ЦТ лежали на одной вертикали и по ширине, и по длине судна. Ранее мы выяснили, что по ширине оба центра совпадают у остойчивого судна ( ведь по ширине корпус судна симметричен относительно диаметральной плоскости). Но в продольном направлении такого совпадения нет, так как почти у всех судов носовая и кормовая половины несимметричны относительно плоскости миделя, причем у одного и того же судна надводная и подводная части также несимметричны.
Поэтому ЦТ и ЦВ по длине судна не лежат на одной вертикали, даже когда нет продольного наклонения — дифферента (см. рис. 23).
Рис. 23. Дифферент и продольная остойчивость судна.
Но длина судна гораздо больше его ширины, а продольный метацентр расположен высоко (здесь на рисунке он и не умещается). Следовательно, все суда обладают значительно большей остойчивостью в продольном направлении, чем в поперечном.
Порожнее судно имеет вполне определенный центр тяжести. Если же судно в грузу (с людьми, снабжением, грузами и т. д.), то положение ЦТ будет зависеть от величины и размещения грузов.
Для большей остойчивости грузы следует располагать возможно ниже, а также более равномерно по длине и ширине судна, чтобы оно сидело в воде без крена и значительного дифферента. Существует даже специальное выражение «удифферентовать судно».
Для некоторых судов заранее предусматривают разницу в осадке носом и кормой. Например, рыболовные траулеры, у которых грузовые трюмы находятся ближе к носу, до загрузки имеют дифферент на корму. По мере заполнения трюмов рыбой осадка выравнивается.
Иногда судну специально придают значительный дифферент, чтобы снять его с мели, улучшить ходкость или управляемость и т. д.
Знать законы остойчивости необходимо не только судостроителям при постройке судов, но и судоводителям. Возьмем простой случай—прогулку на шлюпке. Люди, знакомые с остойчивостью, конечно, не будут нарушать правил безопасности на воде. Они знают, почему на небольшой шлюпке не следует вставать, садиться всем к одному борту, переходить с одного места на другое; почему пловцам нельзя хвататься за низкие борта или влезать в лодку через борт; почему на байдарках нужно возможно ниже устраивать сиденья для гребцов, класть грузы на днищевые слани, а не на палубу и т. д.
На рис. 24 показаны еще два опасных положения шлюпки. Первое называют «положением лагом», т. е. бортом к волне. Обратите внимание: здесь центр величины почти не смещается, зато центр тяжести сильно отклонился вместе с судном. Силы тяжести и поддержания образовали пару сил с большим плечом, которая стремится опрокинуть шлюпку.
Рис. 24. Опасные положения шлюпки: а — положение лагом к волне; б — шлюпка на мели.
Во втором случае заметно повысился центр тяжести, а центр величины значительно отодвинулся к корме. Корма глубоко осела в воду; площадь борта, препятствующая опрокидыванию, уменьшилась. Достаточно небольшого усилия и равновесие будет нарушено. В тайком случае следует отталкиваться сидя, создавая упор вдоль шлюпки. Если гребец будет отталкиваться стоя со стороны одного из бортов, лодка может опрокинуться.
Кстати заметим, что упирать в грунт надо рукоять весла, а «е лопасть, которая может расколоться или помяться.
После дождя или штормовой погоды в незачехленных шлюпках, стоящих у причалов или «а якорях, скапливается много воды. Отливать воду вначале следует не влезая в шлюпку, с причала, берега или другого судна, так как остойчивость у полузатопленных судов очень мала.
Жидкие и сыпучие грузы во время хода судна, особенно при качке, легко перемещаются (перекатываются) с места на место и нарушают его остойчивость. Поэтому, если требуется перевезти питьевую воду, бензин, смазочное масло или другие подобные грузы в крупной таре (бочках, канистрах), надо следить за тем, чтобы тара была заполнена доверху и плотно, надежно закрыта.
Кроме плавучести и остойчивости, судну следует иметь еще одно важное свойство — непотопляемость.
Как правило, весь корпус современного крупного судна делят поперечными перегородками (переборками) на несколько больших отсеков. Многие суда кроме поперечных имеют еще и продольные переборки.
Отсеки, в свою очередь, Делят на отделения. Делают это для того, чтобы в случае образования пробоины или течи вода затопляла не весь корпус, а лишь поврежденный отсек. Тогда судно не потеряет своей плавучести и остойчивости.