6. Теория яхты.
Инерция яхты, плавучесть, остойчивость (поперечная и продольная) швертботов и килевых яхт.
Приближённая величина допустимого и относительного крена для яхт различных типов.
Причина опрокидывания яхт на разных курсах.
Дифферент.
Устойчивость на курсе, поворотливость, маневренность (управляемость).
Действие руля при переднем и заднем ходе.
Термины: «право (лево) руля!», «прямо руль!», «одерживай!», «так держать!».
6.1. Гидродинамическая сила
Гидродинамическая сила, её положение в зависимости от курса, относительно ветра, скорости яхты, дрейфа, крена.
Её составляющие: сила сопротивления движению яхты и сила, противодействующая дрейфу.
Сопротивление трения, формы, волновое сопротивление, добавочное сопротивление. Глиссирование.
Влияние формы руля, шверта, киля.
Гидродинамическое сопротивление. Влияние крена на сопротивление корпуса.
Соотношения главных размерений
При проектировании формы судна учитывают ряд опытных величин - судостроительных
характеристик, которые определяют не только различные качества судна, но
и его экономичность. Характеристики формы описывают форму судна и тем самым
его внешний вид через соотношения между главными размерениями длиной, шириной,
высотой борта и осадкой, а также через соотношения площади ватерлиний,
площади шпангоутов и водоизмещения с главными размерениями. Характеристики
формы соотносятся обычно с конструктивной осадкой. В частности, они оказывают
влияние на поведение судна в море, причем при выборе относительных величин
учитывают в первую очередь требования к данному типу судна.
Отношение длины к ширине L/B влияет главным образом на скоростные качества
судна, на его маневренность и остойчивость. Большие значения L/B (длинные
узкие суда) благоприятно сказываются на скорости судна и его устойчивости
на курсе. Поэтому пассажирские и быстроходные грузовые суда имеют большие
значения L/B. При заданных скорости и водоизмещении при этих условиях уменьшается
необходимая мощность двигателя, а устойчивость на курсе улучшается благодаря
большей боковой поверхности подводной части судна (площадь проекции). Верхняя
граница отношения L/B определяется необходимой поперечной остойчивостью
судов. Кроме указанных преимуществ, большое отношение ИВ позволяет увеличить
объем корпуса пассажирских и больших грузовых судов и рационально распределить
помещения на них. На экономичность этих судов колебание значений L/B почти
не влияет. Малые значения L/B (короткие широкие суда) обеспечивают хорошую
маневренность и остойчивость. По этой причине буксиры, которые должны иметь
хорошую поворотливость и при боковой тяге троса часто испытывают рывки,
влияющие на поперечную остойчивость, имеют особенно малые L/B.
Отношение длины к высоте борта L/H у свободной балки (судно) представляет
собой отношение длины балки к ее высоте. Это отношение имеет решающее значение
для продольной прочности и изгиба корпуса судна. Малое L/H, т. е. большая
высота борта при заданной длине, требует меньших размеров для верхнего
и нижнего поясков корпуса судна и дает при продольной нагрузке меньший
прогиб, чем большое L/H. Меньшие размеры поясков возможны как результат
того, что на моменте сопротивления, требуемом для обеспечения продольной
прочности, благоприятно сказывается увеличение высоты балки. По этой причине
длинные надстройки в средней части судна включаются в верхний поясок (большая
высота борта H) судна. Из соображений прочности, а также в зависимости
от района плавания, за максимально допустимые приняты следующие соотношения:
при неограниченном плавании L/H = 14; при большом каботажном плавании -
L/H = 15; для Северного моря - L/H = 16; для Балтийского моря - L/H = 17;
при малом каботажном плавании - L/H = 18. Для судов внутреннего плавания,
которые не подвержены значительным нагрузкам от волнения, принимают существенно
большие значения L/H (до 30).
Отношение ширины к осадке B/T определяет преимущественно поперечную остойчивость
и сопротивление движению судна. Так как остойчивость возрастает пропорционально
третьей степени ширины, то суда с небольшим B/T (узкие суда с большой осадкой)
имеют меньшую начальную остойчивость, чем суда с большим B/T (широкие суда
с малой осадкой); впрочем, последние склонны к резкой качке на волнении. Поскольку, например, буксиры из-за малой высоты надводного борта не отличаются
большой остойчивостью при значительных наклонениях, они, как и все другие
небольшие суда, имеют обычно большое B/T, в то время как большие суда с
высоким бортом имеют меньшие значения B/T. Сопротивление движению у судов
с большим B/T больше, чем у судов с малым B/T.
Отношение высоты борта к осадке H/T характеризует запас водоизмещения,
т. е. водоизмещение непогруженной водонепроницаемой части корпуса судна,
и в значительной мере влияет на угол заката диаграммы статической остойчивости.
Чем больше H/T, тем больше надводный борт и, следовательно, запас плавучести
судна. Кроме того, угол заката диаграммы статической остойчивости существенно
увеличивается благодаря большому надводному борту. Таким образом, суда
с большим H/T, например, пассажирские суда, обладают большей остойчивостью,
чем суда с малым H/T, так как первые при больших наклонениях судна (60°
и больше) имеют еще восстанавливающий момент, что значительно уменьшает
опасность опрокидывания.