Pentru a naviga rapid și în siguranță în apă, iahtul trebuie să aibă o navigație binecunoscută.
Principala navigabilitate a fiecărui vas este flotabilitatea, stabilitatea, fluiditatea și agilitatea. În plus, un iaht de navigație trebuie să poată transporta vele.
Toate aceste calități ale navei trebuie să rămână în orice condiții de navigare, adică dinghies - în condițiile de râuri și lacuri, curse de barci chilă - într-o călătorie scurtă mare, crucișătoare semete - în condiții de mare deschisă, etc ...
Studiul navigabilității face obiectul unei teorii științifice speciale, pe elementele de bază ale cărora, așa cum se aplică la un iaht de navigație, vom trăi în acest capitol.
Flotabilitatea este capacitatea unei nave de a rămâne pe apă (pentru a înota). Ar trebui să fie păstrată atunci când nava este încărcată, se deplasează și depășește undele.
Orice vas plutitor într-o stare calmă se află pe apă în echilibru sub acțiunea a două forțe: greutatea vasului, îndreptată vertical în jos și forța presiunii apei asupra părții subacvatice a acestuia, direcționată vertical în sus. Forța presiunii apei asupra părții subacvatice a corpului este denumită forța de flotabilitate. Conform legii lui Archimedes, forța de flotabilitate este egală cu greutatea apei deplasate de navă.
Greutatea apei deplasate de o navă se numește deplasarea în greutate a navei sau pur și simplu prin deplasare. O altă diferență este deplasarea volumului sau volumul de apă deplasat de navă.
Deplasarea în greutate este măsurată în tone (mai puțin în kilograme), volumetric - în metri cubi. În apă dulce, deplasarea este egală cu greutatea, deoarece un metru cub de apă dulce cântărește o tonă.
Același vas cu o deplasare specifică în greutate (întotdeauna egal cu greutatea vasului) în ape diferite poate avea un volum volumic diferit de deplasare. În apa dulce, deplasarea este mai mare decât în apa sărată, deoarece apa sărată este mai grea decât apa proaspătă și ocupă un volum mai mic, cu o greutate egală. Prin urmare, navele în apă dulce stau mai adânc și în apă sărată - mai mici.
Acest fenomen marinari frecvent întâlnite atunci când măsurarea vaselor: barca chila va avea o lungime mai mare pe linia de plutire (oglinda apei) în apă dulce decât în sare (Figura 76.).
Deplasarea volumului vasului este determinată de forma acestuia, precum și de lungimea și lățimea acestuia de-a lungul liniei de plutire și de pescaj.
Fig. 76. Dimensiunile principale ale iahtului de chilă
Lungimea liniei de plutire este măsurată într-un plan diametral, între punctele de intersecție a marginilor frontale și posterioare ale vasului cu planul apei.
Lățimea liniei de plutire este măsurată în cel mai larg punct al navei (în planul liniei de mijloc).
Precipitarea este distanța dintre punctul cel mai adânc al părții subacvatice a vasului de pe suprafața apei.
Dacă nava are forma unei pontoane dreptunghiulare cu pereți verticali, este evident că volumul dislocat este egal cu volumul său de paralelipiped, cu margini egale cu lungimea liniei de plutire, lățimea liniei de plutire și sedimente. Bineînțeles, orice navă cu o anumită lungime și lățime de-a lungul liniei de plutire și pescajul va avea o deplasare mai mică decât un ponton cu aceleași dimensiuni. Raportul dintre deplasamentul volumetric al navei la volumul unui paralelipiped cu laturile de lungime egală, la linia de plutire, lățimea liniei de plutire și sedimente, numit coeficientul de deplasare suplimentar. Cu cât este mai mare acest coeficient, cu atât mai mare este completitudinea liniilor navei sau plinătatea navei. Cu cât nava este mai lentă, cu atât este mai completă. De exemplu, pentru navele comerciale lente, acest coeficient (al teoriei navei este notată cu litera grecească d- «delta") este egal cu aproximativ 0,8; pentru navele de război mari și barcile de navigație comerciale - de la 0,6 la 0,7, pentru bărci torpilă și croaziere ușoare - de la 0,45 până la 0,50. Yachturile de navigație au chiar și mai mici coeficienți de exhaustivitate. Deci, pentru dverbotov d = 0,28-0,33; pentru iahturile cu chile de curse d = 0,12-0,17; pentru iahturile de croazieră d = 0,19-0,22.
Cunoscând coeficientul de completare a deplasării, este posibil să se calculeze aproximativ volumul de deplasare al navei, înmulțind acest coeficient cu produsul lungimii de la linia de plutire cu lățimea la linia de plutire și de pescaj. Dacă aceasta este exprimată printr-o formulă, obținem o deplasare:
V = d * LVL * BVL * T (m3)
Un exemplu. . Este necesar să se calculeze lungimea deplasării cât dinghy la lățimea liniei de plutire 6.5m la linia de plutire de 1,7 metri și proiectul de 0,2 m Presupunând media coeficientului de completitudine 0,3, atunci deplasarea sa de spus formula este:
V = 0,3 * 6,5 * 1,7 * 0,2 = 0,66 (m3)
La calcularea tonajului acestei formule pentru bărcuța și compromite necesar să se ia fără precipitarea centreboard și pentru iahturi chilă - cu chila.
Deplasarea este o măsură a flotabilității navei, dar nu caracterizează complet flotabilitatea și siguranța voiajului său.
Rolul principal pentru menținerea flotabilității la încărcarea navei este jucat de partea F de bord (Figura 76). O navă cu margele mici va fi ușor copleșită de un val, astfel că înălțimea bilei este determinată, în principal, de mărimea valului în apele în care se va naviga. De aceea, este suficient ca navele fluviale să aibă o înălțime a bordului de 0,3-0,4 m; navele de iaht cu șenile, este necesar să existe o placă mult mai mare de 0,7-1,2 m. Pentru a face iahtul mai ușor să urce în val, înălțimea plăcii în arcul este mai mult decât în mijloc și în pupa.
Cu cât este mai mare flotabilitatea navei, cu atât este mai mare bordul liber.
Aceasta este determinată de volumul părții deasupra apei a vasului de la linia de plutire până la punte.
Dacă vasul gol este încărcat complet, acesta se va scufunda mai adânc și deplasarea acestuia va fi mai mare. Diferența dintre deplasarea în greutate a unei nave încărcate și goale se numește capacitatea sa utilă.
Stabilitate. Dacă nava este așezată astfel încât linia de plutire calculată să nu fie paralelă cu cea actuală în direcția longitudinală (Figura 77), atunci se spune că nava are un ornament pe nas sau pe pupa. Diferența este, de obicei, rezultatul unui calcul greșit al navei sau al unei distribuții necorespunzătoare a încărcăturii de-a lungul navei sau, în final, efectul inundării compartimentelor sale pupa sau nazale.
Diferența poate fi, de asemenea, formată de acțiunea forțelor hidrodinamice în timpul mișcării iahtului: cu o viteză crescătoare, nava capătă o decupare pe pupa.
Din cauza aranjamentului asimetric al încărcăturii sau a efectului forțelor exterioare (forța presiunii vântului asupra velelor, etc.) față de planul diametral al navei, vasul poate avea o rolă.
Capacitatea navei de a rezista la rotire și a reveni la poziția sa normală după terminarea forțelor de bandare se numește stabilitate transversală.
Fig. 77. Rola și ornamentarea
Atunci când o navă plutește fără călcâi, se află în echilibru sub acțiunea flotabilității și a greutății sale. Punctul de greutate al navei, cu toate piesele și încărcăturile sale, se numește centrul de greutate al vasului (CT). Punctul de aplicare al forței de flotabilitate va fi în centrul de greutate a apei deplasate de vas. Acest punct este numit centrul de magnitudine (CV).
Dacă mărfurile sau echipajul nu se mișcă, atunci în orice poziție a navei, centrul de greutate își păstrează poziția. Centrul valorii se mișcă la călcâi datorită unei modificări a formei părții subacvatice a corpului.
Când barca plutește fără călcâi, gravitatea (greutatea) navei este echilibrată de forța de flotabilitate. Forța de flotabilitate este aplicată în centrul de mărime (CV) și este direcționată vertical în sus. centrul de valoare este situată într-un plan diametral al navei, ca și conturul părții subacvatice a vasului fără rola sunt simetrice în raport cu acest plan.
Dacă luăm în considerare situația în care toate încărcăturile sunt plasate pe navă simetric față de planul diametral, centrul de greutate (CT) va fi, de asemenea, situat în centrul vasului. Forța de flotabilitate este egală cu greutatea; ele se află într-un plan, iar barca este în echilibru (Figura 78, a).
Dacă bordul este înclinat, centrul valorii se va deplasa spre călcâi datorită unei modificări a formei părții deasupra apei. Gravitatea și forța de flotabilitate nu vor mai fi amplasate în același plan și nu vor forma o pereche de forțe, căutând să returneze barca în poziția normală. O astfel de stabilitate este numită pozitivă (Figura 78, b).
O măsură a stabilității este produsul deplasării greutății prin distanța dintre forțele de greutate și flotabilitate (umărul stabilității), așa-numitul moment de stabilitate statică. Se măsoară în tone-metri. Cu această rolă, momentul stabilității vagonului poate fi mărit dacă echipajul se deplasează spre partea opusă rolei (Figura 78, c). Apoi, centrul de greutate al vasului se va deplasa la punctul CT și la umărul de stabilitate / și, în consecință, momentul de stabilitate va crește de asemenea. Această circumstanță este utilizată pe scară largă de către sportivii care plutesc pe dinghii, unde se reduce ruloul (creșterea stabilității), echipajul "atârnă" peste bord sau, cum se spune, nava ridică.
Fig. 78. Stabilitatea barcii
Odată cu creșterea în continuare în partea subacvatice formă rola continuă să se schimbe, stabilitatea primei atinge valoarea sa maximă (la ° unghi de bandare 20-35), apoi scade treptat și în cele din urmă vine o situație în care forța de greutate vine într-un plan cu forța flotabilitatea și setează poziția de echilibru din nou (Figura 78, d).
Fig. 79. Stabilitatea barcii pe val
Fig. 80. Stabilitatea iahtului de chilă
Fig. 81. Stabilitatea catamaranului
Dacă barca este dată mai mult, atunci efectul perechii de forțe va avea deja tendința să o răstoarne (Figura 78, d). O astfel de stabilitate este numită negativă. Pentru majoritatea ganterelor, stabilitatea negativă începe la unghiurile de colț de ordinul 60-70 °,
Să vedem cum se va schimba stabilitatea atunci când valul acționează asupra navei (Figura 79). hulă provoca mișcarea de CE, și, prin urmare, stabilitatea negativă (fig. 79 dreapta), iar nava începe să se rotească în direcția opusă. Odată cu trecerea următoarelor valuri, imaginea se va repeta și nava se va învârti tot timpul pe val. În aceste val mare de oscilație poate duce la lotca în caz de răsturnare, deoarece efectul de roll în anumite puncte pot coincide cu acțiunea vântului asupra velele.
În cabrare barca, în cazul în care, datorită centrul chila grele de greutate este foarte scăzută, de multe ori sub CV-ul. imaginea stabilității este diferită (Figura 80). După cum se vede din figură, cu cav puntea ambarcațiunii chilă este întotdeauna stabilitate pozitivă, iar odată cu creșterea unghiului rolei este crescut și ajunge la o valoare maximă la banca de 90 °, atunci când vele sunt pe apă. Desigur, în practică, un cockpit deschis barca sau hașuri slab zadraennymi cu apă de inundații, și se poate scufunda, nereușind să se îndrepte.
Foarte ciudat din punct de vedere al stabilității sunt catamaranele. În Fig. 81 prezintă forțele și momentele care acționează asupra catamaranului la călcâi. La unghiuri mici role, atunci când corpul leeward imersate în apă, și ieșirile din acestea Windward CV puternic mișcat de vânt (fig. 81 b). În cele din urmă, când corpul vântului iese din apă, umărul de stabilitate va atinge valoarea maximă (Figura 81, c).
În acest moment, umărul de stabilitate este aproximativ egal cu jumătate din distanța dintre corpuri, iar rola este relativ mică - aproximativ 10-12 °. În viitor, stabilitatea scade, iar catamarana se comportă ca o barcă, până la și inclusiv un rollover; în timp ce devine un catarg în jos. Stabilitatea inițială a catamaranului este foarte mare, totuși, după ce a atins un maxim, acesta cade intens. Stabilitatea negativă începe ușor mai devreme decât pentru o barcă - la o rolă de aproximativ 50-60 °.
Trebuie remarcat faptul că stabilitatea longitudinală este de asemenea importantă pentru un catamaran. La iahturi chilă și șalupe general de stabilitate longitudinală este suficient de mare, astfel încât să nu ia în considerare posibilitatea oricărei asieta grave sub influența vântului asupra vela (chiar sub spinnaker). Corpurile înguste ale catamaranului nu au o stabilitate longitudinală atât de lungă și, cu un vânt proaspăt, poate obține o ornamentare pe nas. Ca rezultat, carcasa nas leeward îngropa în apă și catamaran balansarea cum spune prin pometele.
Am considerat stabilitatea unui iaht sub influența unui moment, care provoacă o anumită rulare. Evident, în cazul în care momentul de bandare aplicat pe iaht peste stabilitate în timp, nava va începe să se încline. Cu aceasta se confruntă, de exemplu, atunci când pe un iaht, merge fără o rola curs de prim-tractat cu vele aproape obezvetrennymi începe să ridice foi, creșterea forței de derivă și, prin urmare, momentul de bandare. Deoarece cu creșterea moment de toc bandare care rezultă din presiunea vântului asupra vela este redusă și stabilitatea de redresare crește moment, atunci ambele momente sunt echilibrate la un anumit unghi de înclinare, iar dacă nu se schimbă nimic, banca va continua. În Fig. 82 prezintă o diagramă comparativă a catamaran stabilitate și lotca navigație cu aceleași; în consecință, cu rezistență egală la vânt, momentele de bandare sunt aceleași pentru ele. Curba A corespunde momentului de bandare la o viteză a vântului de 5-6 m / sec. În acest caz, ruloul va avea o rolă de aproximativ 19 °, catamaranul are 4 °. Odată cu creșterea bandare a vântului crește moment, și va veni o poziție în care acesta va fi pentru catamaran este stabilitatea timp de la 1, care corespunde stabilității maxime și bandare clipă de curba B. Se poate observa că într-o astfel de situație, cea mai mică creștere a macaralei (sau vânt puternic) răsturnare a catamaran, ca și cu o rolă de bandare mai mare moment de tot timpul peste stabilitate în timp. Barca în același timp se înclină mai mult (la punctul 2). Dar cu o creștere a unghiului de rulare, momentul de stabilitate este mai mare decât momentul de înclinare. Prin urmare, se va transforma numai când viteza vântului corespunzătoare curbei B, care trece prea aproape de stabilitate maximă (punctul 3).
Fig. 82. Stabilitatea barci și a catamaranului sub influența vântului pe vele
Acest fapt indică faptul că, deși bărcuța Or catamaran se păstrează stabilitatea pozitivă la punctele 4 și 5, respectiv, dar pericolul de răsturnare apare mult mai devreme, la unghiurile de bandă este puțin mai mare decât unghiurile corespunzătoare stabilitate maximă, mai degrabă decât unghiurile critice de călcâi (la punctele 4 și 5), așa cum se crede uneori. Acest lucru trebuie avut în vedere atunci când conduci o barcă, în special un catamaran, care este într-o poziție / se transformă foarte repede.
Să ne limităm pe cele mai importante aspecte ale materialului examinat (trebuie să știe să gestioneze competent iahtul):
- dinghy și catamaran poate răsturna, îngustarea are loc atunci când o rolă este apropiată de cea la care stabilitatea maximă;
- iahtul de chilă nu poate să se răstoarne, dar dacă are un cockpit deschis, atunci cu o rolă mare sau un val se poate turna și se va scufunda;
- Valul de pe bordie leagă iahtul și îi reduce stabilitatea; un barca pe un val mare se poate transforma complet in mod neasteptat;
- apa din interiorul navei reduce semnificativ stabilitatea sa; cu un număr mare de ele în cârligul vagonului, doar o rola foarte mică este suficientă pentru ao întoarce;
- un vas larg este mai rezistent decât unul îngust;
- cu cât centrul de greutate este mai mic, cu atât este mai stabil nava și invers;
- cu cât suprafața de navigație este mai mare și cu atât mai mare este centrul pânzei, cu atât mai puțin, toate celelalte lucruri fiind egale, stabilitatea vasului.
Unele dintre aceste concluzii nu sunt explicate, ele trebuie să fie luate ca atare sau să fie în mod independent familiarizate cu literatura de specialitate privind teoria iahturilor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: