Качка
.png)
Качка (морская) — колебания (переменное периодическое движение) плавающего корабля (судна) под действием волнения или других внешних сил. Также — раздел теории корабля, изучающий качку.
Виды качки
Судно, в общем случае, имеет 6 степеней свободы. Соответственно, различают 6 видов качки: 3 вращательных — бортовая, килевая и рыскание, и 3 возвратно-поступательных — вертикальная, продольная, поперечная. Все виды качки характеризуются периодом T, выражаемым в секундах, и амплитудой, чья мера зависит от вида качки. По степени влияния на судно, они располагаются:
- Бортовая качка — вращательные колебания вокруг продольной оси судна. Амплитуда Θ, выражается в угловой мере
- Килевая качка — вращательные колебания вокруг поперечной оси судна. Амплитуда Ψ, выражается в угловой мере
- Вертикальная качка — возвратно-поступательное движение вдоль вертикальной оси судна. Возникает от переменной силы поддержания и связанного с ним переменного текущего водоизмещения. Амплитуда ζ, выражается в линейной мере
- Поперечная качка — возвратно-поступательное движение вдоль поперечной оси судна. Возникает при боковом волнении
- Продольная качка — возвратно-поступательное движение вдоль продольной оси судна при встречном или попутном волнении
- Рыскание — вращательные колебания вокруг вертикальной оси судна. Чаще всего его влияние трудно отделимо от вопросов управляемости
Влияние качки на судно
По сравнению с бортовой и килевой качкой, влияние остальных четырех видов — незначительно. Тем не менее, оно учитывается при определении условий работы оборудования и/или боевого применения бортового вооружения. Но в чистом виде они встречаются редко. В плавании судно сталкивается с комбинацией всех выше перечисленных, но в зависимости от преобладания выделяют поперечную и продольную.
Качка приводит к замедлению скорости судна. Ухудшаются условия работы механизмов и приборов. Возникают дополнительные напряжения в корпусе и надстройках, а при большой амплитуде килевой и вертикальной качки — удар корпуса о волну (слемминг). Качка вызывает морскую болезнь.
При больших амплитудах качка может привести к потере остойчивости судна и его затоплению.
Вызванные качкой колебания конструкций корпусов кораблей можно измерить с помощью прибора паллограф.
Методы снижения
Для уменьшения бортовой качки судоводитель старается увеличить период собственных колебаний корпуса за счет снижения начальной остойчивости, чтобы собственные колебания корпуса в 2-3 раза превышали характерный видимый период падающих на судно штормовых волн; либо увеличить скорость хода судна для более частого воздействия на корпус судна штормовых волн, и вывода судна из зоны резонансных колебаний чрезмерно остойчивого корпуса.[1]
Снижение килевой качки возможно при взаимокомпенсации гидродинамических сил, происходящих при корабельном волнообразовании в условиях воздействия на корпус трохоидальных волн большой высоты. Это достигается уменьшением высоты и объёма надводной части в носовой оконечности корпуса, завалом форштевня с подрезом в его подводной части, а также включением специально закрученной поверхности судовой обшивки в районе носовой скулы, засасывающей гребень расходящейся корабельной волны под днище корпуса.[2]
Применяются откидные триммеры (на высокоскоростных катамаранах фирмы Incat) — балансируя ими, регулируя их подъёмную силу (управление осуществляется автоматически компьютером) удаётся снизить уровень качки.
На сегодняшний день продвигается технология судов с малой площадью ватерлинии (англ. Small Waterplane Area Twin Hull, S.W.A.T.H.)[3], в мире насчитывается около 50 подобных судов. Это достаточно дорогостоящее и сложное в исполнении производство, однако весьма эффективное. Стабильность такого судна обеспечивают погружённые в воду понтоны, наличие которых и являются основным отличием подобного рода кораблей от катамаранов или судов на подводных крыльях (катамараны находятся полностью на поверхности воды, а суда на подводных крыльях развивают большую скорость только в спокойном море). Поэтому с волнами в 5 баллов ничто не может справляться, кроме судов с малой площадью ватерлинии. Такие корабли используются в туристической сфере, научно-исследовательской деятельности и военной сфере.
См. также
Примечания
- ↑ Корабль без бортовой качки на волнении. Патент № 2360827 от 10 июля 2009 г. Бюл. № 19.
- ↑ Заявка в Роспатент, рег.№ 2007133625 от 07.09.2007 г., Бюл. № 8 от 20.03.2009 г.
- ↑ «Small Waterplane Area Twin Hull» (S.W.A.T.H.), двухкорпусное судно с малой площадью ватерлинии Архивная копия от 25 июня 2014 на Wayback Machine // korabley.net
Литература
- Крылов А. Н. Качка корабля // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Маков Ю. Л. Качка судов. Учебное пособие. Издательство КГТУ, Калининград, 2007. ISBN 978-5-94826-191-1
- А. Н. Крылов «Теория качки корабля». 1890
- Войткунский, Я. И. Справочник по теории корабля. Т.2. Статика судов. Качка судов. Л., Судостроение, 1986.
- K.J. Rawson. Basic Ship Theory.
Ссылки
- Качка судна Архивная копия от 18 июля 2006 на Wayback Machine // glossary.ru.