Плавучість

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Сили, що діють на частково занурене тіло.

Плаву́чість — здатність тіла втримуватись на поверхні рідини або на певному рівні всередині рідини чи газу. Плавучість тіл пояснюється законом Архімеда.

Плавучість корабля (судна) — здатність судна з вантажем на борту плавати в заданому положенні відносно водної поверхні: одна з найважливіших мореплавних якостей судна. А також,  — розділ теорії корабля, що вивчає плавучість.

Закон Архімеда[ред.ред. код]

Докладніше: Закон Архімеда

Закон гідростатики та аеростатики, що звучить так: на будь-яке тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі витисненої даним тілом рідини (газу) і за напрямом протилежна їй і прикладена у центрі мас витісненого об'єму рідини'.

При цьому сила виштовхування (Buoyancy), залежить від густини рідини (ρfluid), а вага (Gravity) від густини тіла (ρobject). Обидві сили є рівнодійними розподілених навантажень. Зрозуміло, що чим більша густина рідини, тим менша частина тіла зануриться до рівноваги. Навпаки, чим більша густина тіла при заданому об'ємі, тим більша його маса m, і тим глибше воно зануриться.

Плавучість корабля (судна)[ред.ред. код]

Об'єм W характеризує запас плавучості (показаний світло-зеленим кольором)

Сила підтримання γV прикладена в центрі ваги підводного об'єму — точці С, яку називають центром величини (ЦВ). Об'єм V називається об'ємною водотоннажністю і служить мірою плавучості.

Через те, що об'єм підводної частини корпуса можна виразити через головні розміри і коефіцієнт загальної повноти δ, тобто V=δLBT, то водотоннажність (масову) судна можна подати у вигляді D=ρδLBT. Водотоннажність D (навантаження масою) і координати центра ваги (центру мас) визначаються розрахунковим методом, що враховує масу і розташування окремих складових мас вантажу судна. Для безпечного плавання кожне судно повинно мати запас плавучості. Об'єм W водонепроникних відсіків вище від ватерлінії є мірою запасу плавучості.

Запас плавучості[ред.ред. код]

Запас плавучості визначається як процентне відношення об'єму водонепроникних відсіків вище від ватерлінії до загального водонепроникного об'єму. Будь-яке порушення непроникності приводить до зниження запасу плавучості. Для корабля (судна), у якого корпус водонепроникний до головної палуби:

 W = \frac {V_H}{V_O} \cdot 100%,

де VH — об'єм підпалубних приміщень над ватерлінією, VO — увесь об'єм підпалубних приміщень.

Рівняння рівноваги' у цьому випадку має вигляд:

 P = \gamma (V_O - V_H), або:
 P = \gamma \cdot V,

де P — вага судна, γ — густина води, V — занурений об'єм, і має назву основного рівняння плавучості.

З нього випливає наступне:

  • при незмінній густині γ зміна навантаження P супроводжується пропорційною зміною зануреного об'єму V до досягнення нового положення рівноваги. Тобто, при збільшенні навантаження судно «сідає» у воду глибше, при зменшенні спливає вище.
  • при незмінному навантаженні P зміна густини води γ супроводжується обернено пропорційною зміною зануреного об'єму V. Так, у прісній воді судно сидить глибше, ніж у солоній.
  • зміна об'єму V при інших сталих параметрах супроводжується зміною осадки. Наприклад, при баластуванні забортною водою або аварійному затопленні відсіків можна вважати, що судно не прийняло вантаж, а зменшило занурений об'єм, і осадка збільшилася — судно сидить глибше. При відкачуванні води відбувається зворотне.

Фізичний зміст запасу плавучості — це об'єм води, який судно може прийняти (нпрриклад, при затопленні відсіків), ще залишаючись на плаву. Запас плавучості виражається зазвичай у процентах від водо тоннажу по конструктивній ватерлінії. Запас плавучості 50% означає, що водонепроникний об'єм, розміщений вище за ватерлінію дорівнює об'єму, що знаходиться нижче від неї. Він залежить від призначення судна, сезону, виду вантажу та інших факторів. Для річкових суден запас плавучості становить 10…15, для танкерів — 15…25, для суховантажних — 25…50, для пасажирських — 80…100%[1]. Вважається, що чим більший запас вдалося отримати при виготовленні, тим краще.

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Статика корабля: Учебное пособие /Р. В. Борисов, В.В.Луговский, Б.В.Мирохин, В.В.Рождественский. – СПб.:Судостроение, 2005. – 256 с. – ISBN 5-7355-0634-X

Джерела[ред.ред. код]

  • Семёнов-Тян-Шанский В. В. Статика и динамика корабля. — Л.: Судостроение, 1973.
  • Новиков А. И. Грузовая марка морских судов. — Севастополь: Кручинин Л. Ю., 2006. — 160 с. — ISBN 966-8389-17-4
  • Донцов C. B. Основы теории судна: учебное пособие/ С. В.Донцов.- Одесса: Феникс, 2007. -142 с.
  • Сизов В. Г. Теория корабля: Учебник/ В.Г.Сизов. - Одесса: Феникс, М.: ТрансЛит. 2008. -464 с.
  • И. Ф. Хурс Практические расчеты мореходных качеств судна. Измаил: Измаильский Морской Тренажерный Центр, 2001. — 28 с.

Посилання[ред.ред. код]