Чтобы корабль нормально плавал и выполнял свойственные ему задачи, он должен обладать определенной мореходностью, которая определяется мореходными качествами. Это плавучесть и запас плавучести, остойчивость, непотопляемость, плавность качки, ходкость, маневренность, устойчивость на курсе и управляемость. Они обеспечиваются главными размерениями корабля, обводами корпуса, размещением вооружения, технических средств и др.
Мореходные качества корабля — величины не постоянные. Они зависят от многих факторов и прежде всего от нагрузки и размещения грузов. История мореплавания знает немало случаез гибели кораблей (судов) с неповрежденными корпусами, но имеющих плохие мореходные качества. Поэтому морякам необходимо хорошо знать мореходные качества своего корабля, чтобы понимать и правильно использовать законы, благодаря которым корабль плавает.
2. Краткие сведения из теории корабля
Корабль строится по рабочим чертежам, которые делаются на основе технического проекта. Основой же для составления технического проекта является теоретический чертеж (рис. 1) — плод кропотливой и длительной работы многих инженеров над техническим заданием на постройку корабля. Теоретический чертеж представляет собой изображение наружных очертаний корпуса корабля в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: диаметральной, мидель-шпангоута и грузовой ватерлинии.
Диаметральная плоскость (ДП) — это вертикальная плоскость вдоль всего корабля, делящая его корпус на две симметричные половины — левую и правую. Изображение корпуса в этой плоскости называется боком и представляет часть теоретического чертежа. Параллельно диаметральной плоскости изображают еще несколько плоскостей, линии пересечения которых с наружной обшивкой корпуса называют батоксами.
Плоскость мидель-шпангоута (миделя) — это вертикальная плоскость, перпендикулярная к диаметральной плоскости и проходящая через середину длины корпуса. В теоретическом чертеже такое изображение называют корпусом. На полученный разрез наносят еще ряд линий, представляющих собой пересечение обшивки корпуса по длине корабля несколькими вертикальными плоскостями, параллельными мидель-шпангоуту. Полученные линии называются теоретическими шпангоутами. Поскольку левая и правая половины корпуса корабля относительно диаметральной плоскости абсолютно одинаковы, то на правой части корпуса наносятся линии шпангоутов, расположенных к носу от миделя, а на левой стороне — линии шпангоутов, расположенных к корме от него.
Плоскость грузовой ватерлинии (ГВЛ) — это горизонтальная плоскость, совпадающая с поверхностью спокойной воды при плавании корабля с полным грузом. Она условно отделяет надводную часть корпуса от подводной. Ввиду симметричности ватерлинии относительно диаметральной плоскости в плоскости грузовой ватерлинии изображается только одна половина корпуса и называется она полуширотой. На изображении полушироты наносят еще несколько линий, которые представляют собой сечение наружной обшивки подводной части корабля плоскостями, параллельными плоскости грузовой ватерлинии. Их также называют ватерлиниями.
По полученным кривым теоретического чертежа — батоксам, теоретическим шпангоутам и ватерлиниям — можно точно представить форму обводов корпуса будущего корабля и определить его водоизмещение.
Теоретический чертеж, сделанный на бумаге, затем вычерчивается в натуральную величину проектируемого корабля на полу огромного помещения судоверфи, который называется плазом. С чертежа, нанесенного на плазе, снимают шаблоны будущих деталей корпуса корабля и направляют их в цехи. На современных судоверфях используются более совершенные методы, позволяющие избежать медленных и трудоемких работ плазовой разметки.
В своей работе проектировщики пользуются главными размерениями корабля, к которым относятся: длина L, ширина В, осадка Т и высота борта Я (рис. 2). Различают расчетные и конструктивные главные раз-мерения. Первыми пользуются при расчетах мореходных качеств корабля, а вторыми — при всех практических надобностях.
Длина расчетная L11 — расстояние между носовым и кормовым перпендикулярами, восстановленными в крайних точках грузовой ватерлинии.
Длина наибольшая Lhб — расстояние между крайними носовой и кормовой точками корпуса. Измеряется в плоскости, параллельной грузовой ватерлинии.
Ширина расчетная В — наиболее широкое место корпуса в плоскости грузовой ватерлинии без учета обшивки.
Ширина наибольшая бнб — наиболее широкая часть корпуса с учетом толщины наружной обшивки и выступающих частей.
Осадка расчетная Т — расстояние по вертикали на миделе от верхней кромки киля до грузовой ватерлинии.
Осадка наибольшая Тнб — величина наибольшего погружения корпуса до грузовой ватерлинии с учетом обшивки и выступающих частей.
Осадка носом Tн и кормой Тк измеряется по вертикали от точки пересечения действующей грузовой ватерлинии с форштевнем и ахтерштевнем до линии продолжения нижней кромки киля. Разность осадок TН и Ткобразует дифферент.
Для быстрого определения осадки и дифферента в носовой и кормовой части корпуса наносятся марки углубления штевней: на правом борту — в дециметрах арабскими цифрами, на левом борту — в футах римскими цифрами. Нижние кромки цифр соответствуют той осадке, которую они обозначают. Если Тк больше Тн, то корабль имеет дифферент на корму и, наоборот, при Ткменьше Тн — дифферент на нос. При TK, равной Тн, говорят: «Корабль — на ровном киле». Средняя осадка представляет собой полусумму осадок носа и кормы.
Высота борта расчетная Н — высота по вертикали на миделе от верхней кромки киля до нижней кромки верхней непрерывной палубы у борта.
Высота надводного борта — разность между высотой борта Н и осадкой корабля Т.
Частные отношения главных размерений друг к другу (L/B; В/T; L/H) и др.) характеризуют форму корпуса и мореходные качества корабля.
Одной из важных величин, характеризующих размеры корабля, является его водоизмещение. Чтобы определить весовое водоизмещение, рассчитывают объемное водоизмещение и умножают его на плотность воды того моря, в котором предстоит плавать кораблю.
Объемное водоизмещение V — объем вытесненной кораблем воды. Равно объему подводной части корпуса. Измеряется в кубических метрах.
Весовое водоизмещение D — масса воды, вытесненной кораблем. Измеряется в тоннах.
Если бы подводная часть корпуса корабля, плавающего на спокойной воде без крена и дифферента, образовывала параллелепипед длиной L, шириной В и осадкой Т, то легко было бы подсчитать объемное водоизмещение. Оно было бы равно произведению LBT. Но так как подводная часть корпуса не параллелепипед, а определена соответствующей формой обводов, то объемное водоизмещение корабля будет всегда меньше произведения LBT.
Число, показывающее, какую долю от объема параллелепипеда составляет объем корпуса корабля, имеющего одинаковые с параллелепипедом главные размерения, называется коэффициентом полноты водоизмещения б.