Как движется корабль

Как движется корабль

На воде редко бывает штиль. Поэтому при движении кораблю приходится испытывать на себе действие различных факторов, которые вызывают его отклонение от нормального положения.

Под действием волнения или других внешних сил плавающий корабль испытывает колебания, или качку. В результате замедляется скорость движения судна. Появляются дополнительные напряжения в корпусе. А при больших амплитудах это может привести к потере остойчивости. Судно может даже затонуть.

Остойчивость корабля

Как движется корабль

Что происходит с кораблём в момент качки с точки зрения физики?

Предположим, корабль накренился вправо. Центр тяжести самого корабля остался на прежнем месте. А центр давления сместится. Сила веса всегда приложена к центру тяжести корабля, а выталкивающая сила, или сила Архимеда, к центру давления. Эти силы при крене уже не находятся на одной вертикали, а образуют пару сил и момент, который называют восстанавливающим. Они будут стремиться поворачивать корабль так, чтобы эти силы снова оказались на одной вертикальной прямой. То есть, будут стараться выровнять корабль.

Точка пересечения выталкивающей силы с осью корабля называется метацентром. Если она расположена выше центра тяжести, кораблю не страшен даже большой крен. Он находится в устойчивом положении.

А если метацентр находится ниже центра тяжести, корабль неустойчив. Так случается, если судно загружено неправильно. Например, трюм почти пустой, а основная часть груза находится на верхней палубе. В этом случае момент силы тяжести и силы Архимеда будет опрокидывающим. В таком положении малейший крен опасен для судна, так как способен перевернуть его.

Способность судна, которое отклоняется внешними силами от положения равновесия, возвращаться к нему, называется остойчивостью.

Бывают случаи, когда судно вынуждено идти без груза. В этом случае в трюм специально загружают балласт, чтобы повысить его остойчивость.

Различают поперечную и продольную остойчивость. При бортовой качке, когда корабль кренится на правый или левый борт, говорят о поперечной остойчивости. А при килевой качке, когда корабль наклоняется вдоль диаметральной плоскости, речь идёт о продольной остойчивости.

Ходкость корабля

Как движется корабль

Способность корабля двигаться с заданной скоростью на заданном курсе относительно ветра и волнения моря называют ходкостью. Считается, что большей ходкостью обладает корабль, который разовьёт большую скорость при меньших энергетических затратах.

Скорость движения корабля зависит от сопротивления воды и воздуха, мощности главных судовых двигателей и работы движителей. Основная мощность двигателей расходуется на преодоление сопротивления воды.

Самоходное судно имеет двигатель и движитель.

Двигатели, которые используются на судах, разделяют на главные и вспомогательные. Главный двигатель является основным источником энергии и обеспечивает движение судна. Его мощность приводит в движение движитель, который, в свою очередь, преобразует энергию двигателя в полезную работу по перемещению судна. Например, движителем на корабле является гребной винт.

Вспомогательные двигатели приводят в действие электрогенераторы, электронасосы, вентиляторы и др.

В разное время корабли приводились в движение разными типами двигателей. На пароходах это была паровая машина, которая вращала винт или колёса. Позже её заменил дизельный двигатель. Он вырабатывал электроэнергию, которая запускала электродвигатель. А тот уже вращал вал винта.

Кстати, движитель может использовать не только мощность главного двигателя. Так, на парусных судах движителем являются паруса. Они преобразует энергию ветра в энергию движения. Движителем на лодке являются вёсла, преобразующие мускульную силу человека в энергию движения.

Движение теплохода обеспечивает дизельный двигатель внутреннего сгорания, а турбохода – паровая или газовая турбина. На атомоходах винт приводит в движение ядерная силовая установка.

На современном корабле все машины и механизмы размещены в машинном отделении. Здесь же происходит и управление ими.

Управление кораблём

Как движется корабль

Курс судна изменяют с помощью руля. На самом деле это довольно сложное устройство, чаще всего расположенное в корме судна. Руль корабля изменяет направление движения воды вокруг него. Вода давит на руль с определённой силой. И эта сила заставляет корабль поворачиваться вокруг своего центра тяжести. В стоячей воде судно не слушается руля, но чем больше скорость судна, тем лучше оно управляется.

На старых судах руль изменял своё положение с помощью штурвала. И в наше время на некоторых судах штурвал сохранился. Но чаще всего на современном судне рулём управляют из рулевой рубки, которая входит в ходовую рубку. В ходовой рубке находятся средства навигации, а также спидометры, барометры и др.

Безопасность корабля во время движения обеспечивают локационные станции, позволяющие избежать столкновений с рифами и скалами. Судовая сигнализация с помощью световых и звуковых сигналов предупреждает о наступлении предаварийного состояния, если какой-то из параметров отклоняется от нормы. В случае аварийной ситуации включается аварийная сигнализация.