Wiki ТНТУ - Внесок користувача [uk]

Кранові розподільники

2016-05-04T16:46:33Z

Anatolii kens: Створена сторінка: Рис.1 Крановий розподільник '''Крановий розпо...

[[Файл:Крановий-розподільник.gif|600px|thumb|right|Рис.1 Крановий розподільник]]

'''Крановий розподільник''' - [[гідророзподільник]], в якому зміна напрямку потоку здійснюється поворотом пробки на певний кут.

== Використання, технічна інформація ==

Кранові розподільники володіють невеликою пропускною здатністю (до 8-10 л/хв), тому вони використовуються при невеликих тисках і витратах в основному для подачі керуючого сигналу на розподільник основного потоку (золотниковий або клапанний).

Герметичність кранового гідророзподільника забезпечується за рахунок притирання пробки до корпусу крана. Для кранів з циліндричною пробкою ''(Рис.2, а)'' зазор між пробкою і корпусом приймають рівним 0,01...0,02 мм. В цих кранах внаслідок зносу пробки і корпусу зазор між ними, а отже, і витік робочої рідини з часом збільшуються, що є недоліком такого кранового розподільника. Такого недоліку немає в кранових розподільниках з конічною пробкою ''(Рис.2, б)''. В них забезпечується кращий прижим пробки до гнізда крану за рахунок різниці площ між верхньою і нижньою частиною конуса.

Пробка крану повинна бути врівноважена від статичних сил тиску рідини, так як в протилежному випадку вона буде притиснута до однієї сторони, внаслідок чого можуть розвиватись великі сили тертя. Врівноваження в крані досягають діаметрально протилежною дією рідини на пробку.
В кранах з конусною пробкою щільність герметизуючого контакту забезпечується за допомогою пружини ''Рис.1.1'', зусилля якої має перевищувати протидію тиску рідини, яка хоче витиснути кран з гнізда.

[[Файл:З-пробкою.png‎|336px|Рис.1.1]]

Рис.1.1

== Класифікація кранових розподільників в залежності від запірно-регулювального елементу ==

Кранові розподільники в залежності від форми робочого органу поділяються на:
* Кранові розподільники з циліндричною пробкою ''(Рис.2, а)''.
* Кранові розподільники з конічною пробкою ''(Рис.2, б)''.
* Кранові розподільники з сферичною пробкою ''(Рис.2, в)''.

[[Файл:Види-запірно-регулювальних-елементів.png|365px|Рис.2]]

Рис.2

== Схема включення пробкового крану в гідросистему ==

На ''Рис.3'' показана схема включення розповсюдженного кранового розподільника в систему керування силовим циліндром. Пробка крану має два перпендикулярних, які не перетинаються між собою отвори. Вона може займати два і більше кутових положень.

[[Файл:Включення-кранового.gif‎|566px|Рис.2]]

Рис.3

== Крановий гідророзподільник Г71-31 ==

Найчастіше використовують кранові розподільники з конічною пробкою і ручним керуванням. При переключенні цього гідророзподільника його запірно-регулюючий елемент обертається навколо своєї осі.

На ''Рис.4'' показана конструкція двопозиційного кранового гідророзподільника Г71-31 з ручним керуванням, який складається з корпусу 7, крану 8, кришок 1 і 9, ущільнювальної манжети 6, рукоятки 5, фіксатора 3 з пружиною 4, кріпильних деталей. Наявність виступу ''К'' на ступиці 2 забезпечує можливість керування розподільником від кулачка. В корпусі 7 є різьбові отвори для з'єднання з напірною ''(Р)'', зливною ''(Т)'' і дренажною гідролініями ''(L)'', а також з гідролініями ''(А і В)'', по яким робоча рідина поступає до інших гідравлічних пристроїв. На ''Рис.5'' показано зовнішній вигляд кранового гідророзподільника Г71-31.

Гідророзподільник працює наступним чином. При положенні крану 8 в позиції 1 напірна гідролінія ''P'' з'єднана з гідролінією ''А'', а гідролінія ''В'' зі зливною гідролінією ''Т''. Для зміни напрямку потоку робочої рідини в гідролініях ''А'' і ''В'' необхідно повернути кран на <math>45{}^\circ </math> проти годинникової стрілки. Тоді напірна гідролінія ''Р'' з'єднається з гідролінією ''В'', а гідролінія ''А'' - зі зливною гідролінією ''Т''.

[[Файл:Крановий-гідророзподільник.png|600px|thumb|left|Рис.4 Крановий гідророзподільник Г71-31: а) конструктнивна схема; б) умовне позначення.]]

[[Файл:Приклад_кранового.jpg|340px|thumb|center|Рис.5 Крановий гідророзподільник Г71-31]]

== Список використаної літератури ==

1. Гідропривід сільськогосподарської техніки: Навчальне видання / О. М. Погорілець, М. С. Волянський, В. Д. Войтюк, С. І. Пастушенко; За ред. О. М. Погорільця. - К.: Вища освіта, 2004. - 368 с.:іл. - ISBN 966-8081-29-3

2. Розрахунок параметрів і вибір гідроагрегатів виконавчого Б91 контуру схеми гідроприводу. / [Бурєнніков Ю. А., Козлов Л. Г., Репінський С. В.] - Вінниця: ВНТУ, 2013

3. Лепешкин А. В., Михайлин А. А., Шейпак А. А. Л 48 Гидравлика и гидропневмопривод. В 2-х частях. Ч. 2: Гидравлические машины и гидропневмопривод: Учебник / Под ред. А. А. Шейпака. - 4-е изд., доп. и перераб. - М.:МГИУ, 2007. - 352 с. - ISBN 978-5-276-01019-9

4. [https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9_%D0%B3%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C https://ru.wikipedia.org/wiki/Крановый_гидрораспределитель]

Файл:З-пробкою.png

2016-05-04T16:14:20Z

Anatolii kens:

Файл:Приклад кранового.jpg

2016-05-04T15:35:25Z

Anatolii kens:

Файл:Крановий-гідророзподільник.png

2016-04-23T14:26:10Z

Anatolii kens:

Файл:Включення-кранового.gif

2016-04-23T14:09:13Z

Anatolii kens:

Файл:Види-запірно-регулювальних-елементів.png

2016-04-23T13:07:05Z

Anatolii kens:

Файл:Крановий-розподільник.gif

2016-04-23T12:54:56Z

Anatolii kens: Найпростіший крановий розподільник

Найпростіший крановий розподільник

Обговорення:Кранові розподільники

2016-03-16T14:02:23Z

Anatolii kens: Створена сторінка: Кенс А. Ка-31

Кенс А. Ка-31

Плавучість

2015-11-29T20:43:00Z

Anatolii kens:

[[Файл:Картинка12123.png|500px|thumb|right|Плавучість]]

'''Плавучість''' - здатність тіла плавати в заданому положенні відносно поверхні води при певній вазі <math>G</math>.

Плавучість - одна з морехідних якостей наукової дисципліни "Теорія корабля" і відноситься до розділу «Статика корабля».

Теорія плавання тіл базується на законі Архімеда.

== Закон Архімеда ==

Закон можна сформулювати так: '''на будь-яке тіло, яке повністю або частково занурене в рідину, діє'''

'''вертикальна і спрямована вгору виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі витісненої рідини'''.

Ця сила називається Архімедовою або підйомною силою. Закон відкрив давногрецький математик і механік Архімед.

Записати його можна у вигляді <math>P=\rho gW</math>;

(де <math>W</math> - об'єм тіла).

== Випадки ==

[[Файл:Рис366.png|500px|thumb|right|Рисунок 1]]

З викладеного зрозуміло, що можуть існувати такі випадки:

* <math>G>P</math> - тіло тоне;

* <math>G=P</math> - тіло плаває в зануреному стані;

* <math>G<P</math> - тіло спливає і плаває на поверхні;

(де <math>P</math> - підйомна сила).

При плаванні неоднорідного тіла в зануреному стані можливі такі три випадки рівноваги:

* Стійка рівновага тіла (рис. 1, а);

* Нестійка рівновага тіла (рис. 1, б);

* Байдужа рівновага тіла (рис. 1, в).

Якщо центр ваги <math>C</math> (рис. 1, а) буде нижчим точки <math>D</math> центру водотоннажності, то рівновага тіла є стійкою, оскільки пара сил <math>G</math> і <math>P</math> намагається повернути тіло в початкове положення.

Коли ж центр ваги розміщений вище центра водотоннажності (рис. 1, б), то рівновага є нестійкою; при виведені тіла зовнішньою силою в рівновагу воно до початкового положення не повертається. Для однорідного тіла в зануреному стані центр ваги <math>G</math> і центр водотоннажності <math>D</math> збігаються, і тіло може перебувати в
рівновазі у довільному положенні.

== Основні положення ==

[[Файл:Осадка_судна.jpg|300px|thumb|right|Осадка судна]]

Положення судна відносно води називають '''посадкою'''.

Посадка судна характеризується трьома параметрами:

* Середньою осадкою <math>{{d}_{CP}}</math>;

* Креном <math>{{\Theta }^{0}}</math>;

[[Файл:Крен_судна.jpg‎|300px|thumb|right|Крен судна]]

* Диферентом <math>t</math> в м.

[[Файл:Диферент_судна.jpg|300px|thumb|right|Диферент судна]]

[[Файл:Кренометр.jpg|288px|thumb|right|Кренометр]]

'''Осадка судна''' - глибина, на яку судно занурюється у воду.

'''Крен''' - поперечний нахил судна.

'''Диферент''' - кут поздовжнього нахилу судна, що викликаний різницею осадки носу і корми.

'''Середня осадка судна''' визначається по маркам заглиблення на міделі судна.

Формула для визначення середньої осадки (японська):

<math>{{d}_{CP}}=\frac{{{d}_{H}}+6{{d}_{CP}}+{{d}_{K}}}{8}</math>;

(де <math>{{d}_{H}}</math>, <math>{{d}_{CP}}</math> та <math>{{d}_{K}}</math> осадка судна носом, на міделі і кормою).

'''Крен''' визначається кренометром.

Якщо є заміри осадок на міделі з правого і лівого бортів, то крен судна визначається за формулою:

<math>{{\Theta }^{0}}=\frac{{{d}_{PrB}}-{{d}_{LB}}}{B}\times 57.3{}^\circ </math>;

(де <math>B</math> – ширина судна).

'''Диферент''':

<math>t={{d}_{H}}-{{d}_{K}}</math>.

== Умова плавучості і рівноваги ==

Розглянемо сили, що діють на верхню і нижню основу зануреного в воду прямокутного циліндра:

[[Файл:Сили_тяжіння_підтримки.png]]

На верхню основу діють сили: <math>{{P}_{1}}=\rho {{h}_{1}}{{S}_{1}}</math>, на нижню: <math>{{P}_{2}}=\rho {{h}_{2}}{{S}_{2}}</math>.

Рівнодійна сил, що діють на верхню і нижню основи буде визначатися:

<math>\Delta ={{P}_{2}}-{{P}_{1}}=\rho S({{h}_{2}}-{{h}_{1}})=\rho S\Delta h=\rho V</math>.

В теорії корабля сила <math>\Delta =\rho V</math> називається '''силою підтримки''' або '''силою плавучості'''.

На судно на тихій воді діють дві системи сил: '''сили тяжіння''' і '''сили підтримки'''.

[[Файл:Судно_в_рівновазі.png|287px|thumb|right|Судно в рівновазі]]

[[Файл:Рівновага_без_диферента.png|300px|thumb|right|Судно в рівновазі без диферента]]

[[Файл:Рівновага_диферент.png|277px|thumb|right|Судно в рівновазі з диферентом]]

'''1. Сили тяжіння.''' Їх рівнодійна <math>P</math> направлена вертикально вниз (до центру тяжіння Землі) і прикладена до центру тяжіння судна (точка <math>G</math>), і визначається: <math>P={{p}_{0}}+{{p}_{1}}+{{p}_{2}}+{{p}_{3}}+...+{{p}_{n}}</math>;

(де <math>{{p}_{0}}</math> - маса порожнього судна; <math>{{p}_{1}}</math>, <math>{{p}_{2}}</math>, <math>{{p}_{3}}</math>... <math>{{p}_{n}}</math> - маси вантажів, прийнятих на судно і не входять в масу порожнього судна).

Положення точки <math>G</math> (координати центру тяжіння судна) визначається методами, які будуть розглянуті нижче.

[[Файл:Сили_що_діють.png‎]]

'''2. Сили підтримки''' (або сили гідростатичного тиску). Їх рівнодійна <math>\Delta </math> направлена вертикально вгору і прикладена до центру тяжіння підводного об'єму (точка <math>C</math>).

Центр тяжіння об'єму, витісненого судном, називається '''центром величини''' (цв).

Положення точки <math>C</math> визначається для заданої осадки за допомогою кривих елементів теоретичного кресленика.

Величина сили <math>\Delta </math> визначається: <math>\Delta =\rho kV</math>;

(де <math>\rho </math> - щільність води, <math>k</math> - коефіцієнт, який займає обшивка і виступаючі частини, в - теоретичний обєм, витіснений судном, без врахування обшивки і виступаючих частин).

'''Рівновазі судна на тихій воді повинні відповідати такі умови:'''

* '''Перша умова'''. Сили тяжіння (<math>P</math>) і сили підтримки (<math>\Delta </math>) повинні бути рівними: <math>P=\Delta </math> або <math>P=\Delta =\rho V</math>.

Якщо, наприклад, одна з сил стане більшою (наприклад, вага судна зросте при прийомі баласту чи нового грузу), то під дією надлишку сили ваги судно буде занурюватись, поки сили підтримки які зростають з глибиною не врівноважать надлишок сил і знову <math>{{P}_{1}}={{\Delta }_{1}}=\rho {{V}_{1}}</math>.

* '''Друга умова''' (за відсутності зовнішніх моментів). Центр тяжіння (точка <math>G</math>) і центр величини (точка <math>C</math>) повинні знаходитись на одній вертикалі.

Умова відсутності диференту: <math>{{x}_{g}}={{x}_{c}}</math>.

Диферент (і крен) викликаються зміщенням центру тяжіння судна. Наприклад, при переміщенні грузу на плече <math>{{l}_{x}}</math> центр тяжіння судна переміститься з точки <math>{{G}_{1}}</math> в точку <math>{{G}_{2}}</math> на плече <math>\Delta x</math> і момент <math>{{M}_{dif}}={{\Delta }_{\Delta {{x}_{g}}}}</math> (добре видно на рис. Судно в рівновазі без диферента) поверне судно навкруг центру тяжіння площі ватерлінії, зміниться форма підводного об'єму і умова рівноваги наступить, коли новий центр величини (точка <math>{{C}_{2}}</math>) прийде під новий центр тяжіння.

== Запас плавучості ==

[[Файл:Запас_плавучості.png|277px|thumb|right|Запас плавучості]]

'''Запас плавучості судна''' – це маса додаткового вантажу, який може прийняти судно аж до повної втрати плавучості.

Він визначається непроникним для води об’ємом судна вище вантажної ватерлінії.

Його можна виразити в кубічних метрах (<math>\Delta V,{{m}^{3}}</math>), в тонах (<math>\rho \Delta V</math>), у відсотках від повного водозаміщення судна.

Для судна, зануреного по квл, запас плавучості визначають за формулою: <math>ZP={{V}_{gran}}-{{V}_{pov}}</math>;

(де <math>{{V}_{gran}}</math> - водозаміщення судна, яке занурене на граничний рівень ватерлінії, яка проходить по верхній кромці палубної лінії; <math>{{V}_{pov}}</math> - повне водозаміщення судна при зануренні по гвл).

Запас плавучості судна необхідний для забезпечення вимог до остійності. Окрім того запас плавучості необхідний для забезпечення непотоплюваності в разі попадання води всередину корпусу. Запас плавучості судна в першу чергу забезпечується висотою надводного борту. Кожне судно має мати певний запас плавучості, який має велике значення при плаванні в штормових умовах, при обледенінні, при пошкодженні корпуса і повному (або частковому) затопленні відсіків судна.

Зі збільшенням диференту і крену запас плавучості зменшується.

Сідловатість, герметичні надбудови і рубки та інші приміщення, які розташовані вище палубної лінії, збільшують запас плавучості.

Мінімальна висота надводного борту визначається в усьому світі однаково згідно з «Міжнародною конвенцією про вантажну марку» 1966 року в залежності від типу судна, його довжини, довжини надбудови і інших параметрів.

== Вантажна марка ==

[[Файл:Вантажна_марка.png‎|360px|thumb|right|Будова вантажної марки]]

[[Файл:Вантажна_м.png‎|250px|thumb|right|Вантажна марка на судні]]

'''Вантажна марка''' - це спеціальний знак, який наноситься на обидва борти судна в районі міделя для контролю за висотою надводного борту.

[[Файл:Вантажна_маркаа.png‎‎]]

Вантажна марка визначає рівень, до якого судно може бути безпечно навантажене. При завантаженні судна воно сідає глибше у воду і відмітка опускається ближче до поверхні води.

Вертикальна відстань на міделі від верхньої кромки палубної лінії до центру грузової марки повинна бути рівна висоті літнього надводного борту в морській воді.

Знак вантажної марки складається з палубної лінії, диску Плимсоля і гребінки осадок.

Буквами позначені лінії гребінок, які відповідають осадкам при плаванні в різних умовах:

* '''Л (S)''' - плавання літом в солоній воді.

* '''З (W)''' - плавання зимою в солоній воді. Надводний борт збільшений (часті шторми, можливість обледеніння).

* '''ЗСА (WNA)''' - плавання зимою в Північній Атлантиці.

* '''Т (Т)''' - плавання в тропіках в солоній воді. Допускається зменшення надводного борту.

* '''П (F)''' - плавання в прісній воді щільністю <math>\rho </math> = 1000 т/м3

* '''ТП (TF)''' - плавання в тропіках в прісній воді.

На рисунку зображено вантажні марки:

а) обмеженого району плавання;

б) необмеженого району плавання.

[[Файл:Райони_плавання.png|300px]]

На лісовозах наявність палубного вантажу сприяє більшій плавучості, тому на них допускається менша висота надводного борту. Вона контролюється спеціальною грузовою маркою, яка має такі ж позначення, лише з додаванням букви Л. Для вимірювання осадки судна користуються марками заглиблення, які наносять на обидва борти судна в носі і на кормі, а іноді в районі міделя. Осадка на марках заглиблення наноситься в дециметрах і позначається арабськими цифрами або в фунтах і позначається римськими цифрами. Ці цифри показують відстань від зовнішньої поверхні горизонтального килю.

== Посилання ==

[https://phet.colorado.edu/sims/density-and-buoyancy/buoyancy_uk.html Наочне зображення плавучості]

== Список використаних джерел ==

1. Гідравліка. Загальний курс - Львів: Світ, 1994. - 264 с. - ISBN 5-7773-0158-4

2. Будова та теорія водотонажних суден - Херсон: В. І. Прадюх, 2013. - 146 с.

3. Плавучесть и остойчевость промисловых судов. - М.: Мир. 2003. - 272 с. - ISBN 5-03-003668-7

4. Энциклопедия судов / Под общ. ред. проф. Н.Б. Слижевского. - Николаев: НУК, 2005. - 172 с. - ISBN 966-321-032-X

5. Грузовая марка морских судов/ А.И. Новиков, В.Г Зиньковский-Горбатенко: Учебное пособие, - Севастополь: Издатель Кручинин Л.Ю., 2006 - 160 с. - ISBN 966-8389-17-4

6. Статика корабля: Учебное пособие / В.В Луговский, Б.В. Мирохин, В.В Рождественский. - 2-е мзд., перераб. и доп. СПб.: Судостроение, 2005. - 256 с. - ISBN 5-7355-0634-X

7. [https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D1%83%D1%87%D1%96%D1%81%D1%82%D1%8C https://uk.wikipedia.org/wiki/Плавучість]

3. [https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BB%D1%96%D0%BD%D1%96%D1%8F https://uk.wikipedia.org/wiki/Ватерлінія]

Файл:Вантажна маркаа.png

2015-11-29T20:26:23Z

Anatolii kens:

Плавучість

2015-11-29T20:11:59Z

Anatolii kens:

[[Файл:Картинка12123.png|500px|thumb|right|Плавучість]]

'''Плавучість''' - здатність тіла плавати в заданому положенні відносно поверхні води при певній вазі <math>G</math>.

Плавучість - одна з морехідних якостей наукової дисципліни "Теорія корабля" і відноситься до розділу «Статика корабля».

Теорія плавання тіл базується на законі Архімеда.

== Закон Архімеда ==

Закон можна сформулювати так: '''на будь-яке тіло, яке повністю або частково занурене в рідину, діє'''

'''вертикальна і спрямована вгору виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі витісненої рідини'''.

Ця сила називається Архімедовою або підйомною силою. Закон відкрив давногрецький математик і механік Архімед.

Записати його можна у вигляді <math>P=\rho gW</math>;

(де <math>W</math> - об'єм тіла).

== Випадки ==

[[Файл:Рис366.png|500px|thumb|right|Рисунок 1]]

З викладеного зрозуміло, що можуть існувати такі випадки:

* <math>G>P</math> - тіло тоне;

* <math>G=P</math> - тіло плаває в зануреному стані;

* <math>G<P</math> - тіло спливає і плаває на поверхні;

(де <math>P</math> - підйомна сила).

При плаванні неоднорідного тіла в зануреному стані можливі такі три випадки рівноваги:

* Стійка рівновага тіла (рис. 1, а);

* Нестійка рівновага тіла (рис. 1, б);

* Байдужа рівновага тіла (рис. 1, в).

Якщо центр ваги <math>C</math> (рис. 1, а) буде нижчим точки <math>D</math> центру водотоннажності, то рівновага тіла є стійкою, оскільки пара сил <math>G</math> і <math>P</math> намагається повернути тіло в початкове положення.

Коли ж центр ваги розміщений вище центра водотоннажності (рис. 1, б), то рівновага є нестійкою; при виведені тіла зовнішньою силою в рівновагу воно до початкового положення не повертається. Для однорідного тіла в зануреному стані центр ваги <math>G</math> і центр водотоннажності <math>D</math> збігаються, і тіло може перебувати в
рівновазі у довільному положенні.

== Основні положення ==

[[Файл:Осадка_судна.jpg|300px|thumb|right|Осадка судна]]

Положення судна відносно води називають '''посадкою'''.

Посадка судна характеризується трьома параметрами:

* Середньою осадкою <math>{{d}_{CP}}</math>;

* Креном <math>{{\Theta }^{0}}</math>;

[[Файл:Крен_судна.jpg‎|300px|thumb|right|Крен судна]]

* Диферентом <math>t</math> в м.

[[Файл:Диферент_судна.jpg|300px|thumb|right|Диферент судна]]

[[Файл:Кренометр.jpg|288px|thumb|right|Кренометр]]

'''Осадка судна''' - глибина, на яку судно занурюється у воду.

'''Крен''' - поперечний нахил судна.

'''Диферент''' - кут поздовжнього нахилу судна, що викликаний різницею осадки носу і корми.

'''Середня осадка судна''' визначається по маркам заглиблення на міделі судна.

Формула для визначення середньої осадки (японська):

<math>{{d}_{CP}}=\frac{{{d}_{H}}+6{{d}_{CP}}+{{d}_{K}}}{8}</math>;

(де <math>{{d}_{H}}</math>, <math>{{d}_{CP}}</math> та <math>{{d}_{K}}</math> осадка судна носом, на міделі і кормою).

'''Крен''' визначається кренометром.

Якщо є заміри осадок на міделі з правого і лівого бортів, то крен судна визначається за формулою:

<math>{{\Theta }^{0}}=\frac{{{d}_{PrB}}-{{d}_{LB}}}{B}\times 57.3{}^\circ </math>;

(де <math>B</math> – ширина судна).

'''Диферент''':

<math>t={{d}_{H}}-{{d}_{K}}</math>.

== Умова плавучості і рівноваги ==

Розглянемо сили, що діють на верхню і нижню основу зануреного в воду прямокутного циліндра:

[[Файл:Сили_тяжіння_підтримки.png]]

На верхню основу діють сили: <math>{{P}_{1}}=\rho {{h}_{1}}{{S}_{1}}</math>, на нижню: <math>{{P}_{2}}=\rho {{h}_{2}}{{S}_{2}}</math>.

Рівнодійна сил, що діють на верхню і нижню основи буде визначатися:

<math>\Delta ={{P}_{2}}-{{P}_{1}}=\rho S({{h}_{2}}-{{h}_{1}})=\rho S\Delta h=\rho V</math>.

В теорії корабля сила <math>\Delta =\rho V</math> називається '''силою підтримки''' або '''силою плавучості'''.

На судно на тихій воді діють дві системи сил: '''сили тяжіння''' і '''сили підтримки'''.

[[Файл:Судно_в_рівновазі.png|287px|thumb|right|Судно в рівновазі]]

[[Файл:Рівновага_без_диферента.png|300px|thumb|right|Судно в рівновазі без диферента]]

[[Файл:Рівновага_диферент.png|277px|thumb|right|Судно в рівновазі з диферентом]]

'''1. Сили тяжіння.''' Їх рівнодійна <math>P</math> направлена вертикально вниз (до центру тяжіння Землі) і прикладена до центру тяжіння судна (точка <math>G</math>), і визначається: <math>P={{p}_{0}}+{{p}_{1}}+{{p}_{2}}+{{p}_{3}}+...+{{p}_{n}}</math>;

(де <math>{{p}_{0}}</math> - маса порожнього судна; <math>{{p}_{1}}</math>, <math>{{p}_{2}}</math>, <math>{{p}_{3}}</math>... <math>{{p}_{n}}</math> - маси вантажів, прийнятих на судно і не входять в масу порожнього судна).

Положення точки <math>G</math> (координати центру тяжіння судна) визначається методами, які будуть розглянуті нижче.

[[Файл:Сили_що_діють.png‎]]

'''2. Сили підтримки''' (або сили гідростатичного тиску). Їх рівнодійна <math>\Delta </math> направлена вертикально вгору і прикладена до центру тяжіння підводного об'єму (точка <math>C</math>).

Центр тяжіння об'єму, витісненого судном, називається '''центром величини''' (цв).

Положення точки <math>C</math> визначається для заданої осадки за допомогою кривих елементів теоретичного кресленика.

Величина сили <math>\Delta </math> визначається: <math>\Delta =\rho kV</math>;

(де <math>\rho </math> - щільність води, <math>k</math> - коефіцієнт, який займає обшивка і виступаючі частини, в - теоретичний обєм, витіснений судном, без врахування обшивки і виступаючих частин).

'''Рівновазі судна на тихій воді повинні відповідати такі умови:'''

* '''Перша умова'''. Сили тяжіння (<math>P</math>) і сили підтримки (<math>\Delta </math>) повинні бути рівними: <math>P=\Delta </math> або <math>P=\Delta =\rho V</math>.

Якщо, наприклад, одна з сил стане більшою (наприклад, вага судна зросте при прийомі баласту чи нового грузу), то під дією надлишку сили ваги судно буде занурюватись, поки сили підтримки які зростають з глибиною не врівноважать надлишок сил і знову <math>{{P}_{1}}={{\Delta }_{1}}=\rho {{V}_{1}}</math>.

* '''Друга умова''' (за відсутності зовнішніх моментів). Центр тяжіння (точка <math>G</math>) і центр величини (точка <math>C</math>) повинні знаходитись на одній вертикалі.

Умова відсутності диференту: <math>{{x}_{g}}={{x}_{c}}</math>.

Диферент (і крен) викликаються зміщенням центру тяжіння судна. Наприклад, при переміщенні грузу на плече <math>{{l}_{x}}</math> центр тяжіння судна переміститься з точки <math>{{G}_{1}}</math> в точку <math>{{G}_{2}}</math> на плече <math>\Delta x</math> і момент <math>{{M}_{dif}}={{\Delta }_{\Delta {{x}_{g}}}}</math> (добре видно на рис. Судно в рівновазі без диферента) поверне судно навкруг центру тяжіння площі ватерлінії, зміниться форма підводного об'єму і умова рівноваги наступить, коли новий центр величини (точка <math>{{C}_{2}}</math>) прийде під новий центр тяжіння.

== Запас плавучості ==

[[Файл:Запас_плавучості.png|277px|thumb|right|Запас плавучості]]

'''Запас плавучості судна''' – це маса додаткового вантажу, який може прийняти судно аж до повної втрати плавучості.

Він визначається непроникним для води об’ємом судна вище вантажної ватерлінії.

Його можна виразити в кубічних метрах (<math>\Delta V,{{m}^{3}}</math>), в тонах (<math>\rho \Delta V</math>), у відсотках від повного водозаміщення судна.

Для судна, зануреного по квл, запас плавучості визначають за формулою: <math>ZP={{V}_{gran}}-{{V}_{pov}}</math>;

(де <math>{{V}_{gran}}</math> - водозаміщення судна, яке занурене на граничний рівень ватерлінії, яка проходить по верхній кромці палубної лінії; <math>{{V}_{pov}}</math> - повне водозаміщення судна при зануренні по гвл).

Запас плавучості судна необхідний для забезпечення вимог до остійності. Окрім того запас плавучості необхідний для забезпечення непотоплюваності в разі попадання води всередину корпусу. Запас плавучості судна в першу чергу забезпечується висотою надводного борту. Кожне судно має мати певний запас плавучості, який має велике значення при плаванні в штормових умовах, при обледенінні, при пошкодженні корпуса і повному (або частковому) затопленні відсіків судна.

Зі збільшенням диференту і крену запас плавучості зменшується.

Сідловатість, герметичні надбудови і рубки та інші приміщення, які розташовані вище палубної лінії, збільшують запас плавучості.

Мінімальна висота надводного борту визначається в усьому світі однаково згідно з «Міжнародною конвенцією про вантажну марку» 1966 року в залежності від типу судна, його довжини, довжини надбудови і інших параметрів.

== Вантажна марка ==

[[Файл:Вантажна_марка.png‎|360px|thumb|right|Будова вантажної марки]]

[[Файл:Вантажна_м.png‎|250px|thumb|right|Вантажна марка на судні]]

'''Вантажна марка''' - це спеціальний знак, який наноситься на обидва борти судна в районі міделя для контролю за висотою надводного борту.

Вантажна марка визначає рівень, до якого судно може бути безпечно навантажене. При завантаженні судна воно сідає глибше у воду і відмітка опускається ближче до поверхні води.

Вертикальна відстань на міделі від верхньої кромки палубної лінії до центру грузової марки повинна бути рівна висоті літнього надводного борту в морській воді.

Знак вантажної марки складається з палубної лінії, диску Плимсоля і гребінки осадок.

Буквами позначені лінії гребінок, які відповідають осадкам при плаванні в різних умовах:

* '''Л (S)''' - плавання літом в солоній воді.

* '''З (W)''' - плавання зимою в солоній воді. Надводний борт збільшений (часті шторми, можливість обледеніння).

* '''ЗСА (WNA)''' - плавання зимою в Північній Атлантиці.

* '''Т (Т)''' - плавання в тропіках в солоній воді. Допускається зменшення надводного борту.

* '''П (F)''' - плавання в прісній воді щільністю <math>\rho </math> = 1000 т/м3

* '''ТП (TF)''' - плавання в тропіках в прісній воді.

На рисунку зображено вантажні марки:

а) обмеженого району плавання;

б) необмеженого району плавання.

[[Файл:Райони_плавання.png]]

На лісовозах наявність палубного вантажу сприяє більшій плавучості, тому на них допускається менша висота надводного борту. Вона контролюється спеціальною грузовою маркою, яка має такі ж позначення, лише з додаванням букви Л. Для вимірювання осадки судна користуються марками заглиблення, які наносять на обидва борти судна в носі і на кормі, а іноді в районі міделя. Осадка на марках заглиблення наноситься в дециметрах і позначається арабськими цифрами або в фунтах і позначається римськими цифрами. Ці цифри показують відстань від зовнішньої поверхні горизонтального килю.

== Посилання ==

[https://phet.colorado.edu/sims/density-and-buoyancy/buoyancy_uk.html Наочне зображення плавучості]

== Список використаних джерел ==

1. Гідравліка. Загальний курс - Львів: Світ, 1994. - 264 с. - ISBN 5-7773-0158-4

2. Будова та теорія водотонажних суден - Херсон: В. І. Прадюх, 2013. - 146 с.

3. Плавучесть и остойчевость промисловых судов. - М.: Мир. 2003. - 272 с. - ISBN 5-03-003668-7

4. Энциклопедия судов / Под общ. ред. проф. Н.Б. Слижевского. - Николаев: НУК, 2005. - 172 с. - ISBN 966-321-032-X

5. Грузовая марка морских судов/ А.И. Новиков, В.Г Зиньковский-Горбатенко: Учебное пособие, - Севастополь: Издатель Кручинин Л.Ю., 2006 - 160 с. - ISBN 966-8389-17-4

6. Статика корабля: Учебное пособие / Р.В. борисов, В.В Луговский, Б.В. Мирохин, В.В Рождественский. - 2-е мзд., перераб. и доп. СПб.: Судостроение, 2005. - 256 с. - ISBN 5-7355-0634-X

7. [https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D1%83%D1%87%D1%96%D1%81%D1%82%D1%8C https://uk.wikipedia.org/wiki/Плавучість]

3. [https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BB%D1%96%D0%BD%D1%96%D1%8F https://uk.wikipedia.org/wiki/Ватерлінія]

Плавучість

2015-11-17T13:57:11Z

Anatolii kens:

[[Файл:Картинка12123.png|500px|thumb|right|Плавучість]]

'''Плавучість''' - здатність тіла плавати в заданому положенні відносно поверхні води при певній вазі <math>G</math>.

Плавучість - одна з морехідних якостей наукової дисципліни "Теорія корабля" і відноситься до розділу «Статика корабля».

Теорія плавання тіл базується на законі Архімеда.

== Закон Архімеда ==

Закон можна сформулювати так: '''на будь-яке тіло, яке повністю або частково занурене в рідину, діє'''

'''вертикальна і спрямована вгору виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі витісненої рідини'''.

Ця сила називається Архімедовою або підйомною силою. Закон відкрив давногрецький математик і механік Архімед.

Записати його можна у вигляді <math>P=\rho gW</math>;

(де <math>W</math> - об'єм тіла).

== Випадки ==

[[Файл:Рис366.png|500px|thumb|right|Рисунок 1]]

З викладеного зрозуміло, що можуть існувати такі випадки:

* <math>G>P</math> - тіло тоне;

* <math>G=P</math> - тіло плаває в зануреному стані;

* <math>G<P</math> - тіло спливає і плаває на поверхні;

(де <math>P</math> - підйомна сила).

При плаванні неоднорідного тіла в зануреному стані можливі такі три випадки рівноваги:

* Стійка рівновага тіла (рис. 1, а);

* Нестійка рівновага тіла (рис. 1, б);

* Байдужа рівновага тіла (рис. 1, в).

Якщо центр ваги <math>C</math> (рис. 1, а) буде нижчим точки <math>D</math> центру водотоннажності, то рівновага тіла є стійкою, оскільки пара сил <math>G</math> і <math>P</math> намагається повернути тіло в початкове положення.

Коли ж центр ваги розміщений вище центра водотоннажності (рис. 1, б), то рівновага є нестійкою; при виведені тіла зовнішньою силою в рівновагу воно до початкового положення не повертається. Для однорідного тіла в зануреному стані центр ваги <math>G</math> і центр водотоннажності <math>D</math> збігаються, і тіло може перебувати в
рівновазі у довільному положенні.

== Основні положення ==

[[Файл:Осадка_судна.jpg|300px|thumb|right|Осадка судна]]

Положення судна відносно води називають '''посадкою'''.

Посадка судна характеризується трьома параметрами:

* Середньою осадкою <math>{{d}_{CP}}</math>;

* Креном <math>{{\Theta }^{0}}</math>;

[[Файл:Крен_судна.jpg‎|300px|thumb|right|Крен судна]]

* Диферентом <math>t</math> в м.

[[Файл:Диферент_судна.jpg|300px|thumb|right|Диферент судна]]

[[Файл:Кренометр.jpg|288px|thumb|right|Кренометр]]

'''Осадка судна''' - глибина, на яку судно занурюється у воду.

'''Крен''' - поперечний нахил судна.

'''Диферент''' - кут поздовжнього нахилу судна, що викликаний різницею осадки носу і корми.

'''Середня осадка судна''' визначається по маркам заглиблення на міделі судна.

Формула для визначення середньої осадки (японська):

<math>{{d}_{CP}}=\frac{{{d}_{H}}+6{{d}_{CP}}+{{d}_{K}}}{8}</math>;

(де <math>{{d}_{H}}</math>, <math>{{d}_{CP}}</math> та <math>{{d}_{K}}</math> осадка судна носом, на міделі і кормою).

'''Крен''' визначається кренометром.

Якщо є заміри осадок на міделі з правого і лівого бортів, то крен судна визначається за формулою:

<math>{{\Theta }^{0}}=\frac{{{d}_{PrB}}-{{d}_{LB}}}{B}\times 57.3{}^\circ </math>;

(де де <math>B</math> – ширина судна).

'''Диферент''':

<math>t={{d}_{H}}-{{d}_{K}}</math>.

== Умова плавучості і рівноваги ==

Розглянемо сили, що діють на верхню і нижню основу зануреного в воду прямокутного циліндра:

[[Файл:Сили_тяжіння_підтримки.png]]

На верхню основу діють сили: <math>{{P}_{1}}=\rho {{h}_{1}}{{S}_{1}}</math>, на нижню: <math>{{P}_{2}}=\rho {{h}_{2}}{{S}_{2}}</math>.

Рівнодійна сил, що діють на верхню і нижню основи буде визначатися:

<math>\Delta ={{P}_{2}}-{{P}_{1}}=\rho S({{h}_{2}}-{{h}_{1}})=\rho S\Delta h=\rho V</math>.

В теорії корабля сила <math>\Delta =\rho V</math> називається '''силою підтримки''' або '''силою плавучості'''.

На судно на тихій воді діють дві системи сил: '''сили тяжіння''' і '''сили підтримки'''.

[[Файл:Судно_в_рівновазі.png|287px|thumb|right|Судно в рівновазі]]

[[Файл:Рівновага_без_диферента.png|300px|thumb|right|Судно в рівновазі без диферента]]

[[Файл:Рівновага_диферент.png|277px|thumb|right|Судно в рівновазі з диферентом]]

'''1. Сили тяжіння.''' Їх рівнодійна <math>P</math> направлена вертикально вниз (до центру тяжіння Землі) і прикладена до центру тяжіння судна (точка <math>G</math>), і визначається: <math>P={{p}_{0}}+{{p}_{1}}+{{p}_{2}}+{{p}_{3}}+...+{{p}_{n}}</math>;

(де <math>{{p}_{0}}</math> - маса порожнього судна; <math>{{p}_{1}}</math>, <math>{{p}_{2}}</math>, <math>{{p}_{3}}</math>... <math>{{p}_{n}}</math> - маси вантажів, прийнятих на судно і не входять в масу порожнього судна).

Положення точки <math>G</math> (координати центру тяжіння судна) визначається методами, які будуть розглянуті нижче.

[[Файл:Сили_що_діють.png‎]]

'''2. Сили підтримки''' (або сили гідростатичного тиску). Їх рівнодійна <math>\Delta </math> направлена вертикально вгору і прикладена до центру тяжіння підводного об'єму (точка <math>C</math>).

Центр тяжіння об'єму, витісненого судном, називається '''центром величини''' (цв).

Положення точки <math>C</math> визначається для заданої осадки за допомогою кривих елементів теоретичного кресленика.

Величина сили <math>\Delta </math> визначається: <math>\Delta =\rho kV</math>;

(де <math>\rho </math> - щільність води, <math>k</math> - коефіцієнт, який займає обшивка і виступаючі частини, в - теоретичний обєм, витіснений судном, без врахування обшивки і виступаючих частин).

'''Рівновазі судна на тихій воді повинні відповідати такі умови:'''

* '''Перша умова'''. Сили тяжіння (<math>P</math>) і сили підтримки (<math>\Delta </math>) повинні бути рівними: <math>P=\Delta </math> або <math>P=\Delta =\rho V</math>.

Якщо, наприклад, одна з сил стане більшою (наприклад, вага судна зросте при прийомі баласту чи нового грузу), то під дією надлишку сили ваги судно буде занурюватись, поки сили підтримки які зростають з глибиною не врівноважать надлишок сил і знову <math>{{P}_{1}}={{\Delta }_{1}}=\rho {{V}_{1}}</math>.

* '''Друга умова''' (за відсутності зовнішніх моментів). Центр тяжіння (точка <math>G</math>) і центр величини (точка <math>C</math>) повинні знаходитись на одній вертикалі.

Умова відсутності диференту: <math>{{x}_{g}}={{x}_{c}}</math>.

Диферент (і крен) викликаються зміщенням центру тяжіння судна. Наприклад, при переміщенні грузу на плече <math>{{l}_{x}}</math> центр тяжіння судна переміститься з точки <math>{{G}_{1}}</math> в точку <math>{{G}_{2}}</math> на плече <math>\Delta x</math> і момент <math>{{M}_{dif}}={{\Delta }_{\Delta {{x}_{g}}}}</math> (добре видно на рис. Судно в рівновазі без диферента) поверне судно навкруг центру тяжіння площі ватерлінії, зміниться форма підводного об'єму і умова рівноваги наступить, коли новий центр величини (точка <math>{{C}_{2}}</math>) прийде під новий центр тяжіння.

== Запас плавучості ==

[[Файл:Запас_плавучості.png|277px|thumb|right|Запас плавучості]]

'''Запас плавучості судна''' – це маса додаткового вантажу, який може прийняти судно аж до повної втрати плавучості.

Він визначається непроникним для води об’ємом судна вище вантажної ватерлінії.

Його можна виразити в кубічних метрах (<math>\Delta V,{{m}^{3}}</math>), в тонах (<math>\rho \Delta V</math>), у відсотках від повного водозаміщення судна.

Для судна, зануреного по квл, запас плавучості визначають за формулою: <math>ZP={{V}_{gran}}-{{V}_{pov}}</math>;

(де <math>{{V}_{gran}}</math> - водозаміщення судна, яке занурене на граничний рівень ватерлінії, яка проходить по верхній кромці палубної лінії; <math>{{V}_{pov}}</math> - повне водозаміщення судна при зануренні по гвл).

Запас плавучості судна необхідний для забезпечення вимог до остійності. Окрім того запас плавучості необхідний для забезпечення непотоплюваності в разі попадання води всередину корпусу. Запас плавучості судна в першу чергу забезпечується висотою надводного борту. Кожне судно має мати певний запас плавучості, який має велике значення при плаванні в штормових умовах, при обледенінні, при пошкодженні корпуса і повному (або частковому) затопленні відсіків судна.

Зі збільшенням диференту і крену запас плавучості зменшується.

Сідловатість, герметичні надбудови і рубки та інші приміщення, які розташовані вище палубної лінії, збільшують запас плавучості.

Мінімальна висота надводного борту визначається в усьому світі однаково згідно з «Міжнародною конвенцією про вантажну марку» 1966 року в залежності від типу судна, його довжини, довжини надбудови і інших параметрів.

== Вантажна марка ==

[[Файл:Вантажна_марка.png‎|360px|thumb|right|Будова вантажної марки]]

[[Файл:Вантажна_м.png‎|250px|thumb|right|Вантажна марка на судні]]

'''Вантажна марка''' - це спеціальний знак, який наноситься на обидва борти судна в районі міделя для контролю за висотою надводного борту.

Вантажна марка визначає рівень, до якого судно може бути безпечно навантажене. При завантаженні судна воно сідає глибше у воду і відмітка опускається ближче до поверхні води.

Вертикальна відстань на міделі від верхньої кромки палубної лінії до центру грузової марки повинна бути рівна висоті літнього надводного борту в морській воді.

Знак вантажної марки складається з палубної лінії, диску Плимсоля і гребінки осадок.

Буквами позначені лінії гребінок, які відповідають осадкам при плаванні в різних умовах:

* '''Л (S)''' - плавання літом в солоній воді.

* '''З (W)''' - плавання зимою в солоній воді. Надводний борт збільшений (часті шторми, можливість обледеніння).

* '''ЗСА (WNA)''' - плавання зимою в Північній Атлантиці.

* '''Т (Т)''' - плавання в тропіках в солоній воді. Допускається зменшення надводного борту.

* '''П (F)''' - плавання в прісній воді щільністю ро= 1000 т/м3

* '''ТП (TF)''' - плавання в тропіках в прісній воді.

На рисунку зображено вантажні марки:

а) обмеженого району плавання;

б) необмеженого району плавання.

[[Файл:Райони_плавання.png]]

На лісовозах наявність палубного вантажу сприяє більшій плавучості, тому на них допускається менша висота надводного борту. Вона контролюється спеціальною грузовою маркою, яка має такі ж позначення, лише з додаванням букви Л. Для вимірювання осадки судна користуються марками заглиблення, які наносять на обидва борти судна в носі і на кормі, а іноді в районі міделя. Осадка на марках заглиблення наноситься в дециметрах і позначається арабськими цифрами або в фунтах і позначається римськими цифрами. Ці цифри показують відстань від зовнішньої поверхні горизонтального килю.

== Посилання ==

[https://phet.colorado.edu/sims/density-and-buoyancy/buoyancy_uk.html Наочне зображення плавучості]

== Список використаних джерел ==

1. Гідравліка. Загальний курс - Львів: Світ, 1994. - 264 с. - ISBN 5-7773-0158-4

2. Будова та теорія водотонажних суден - Херсон: В. І. Прадюх, 2013. - 146 с.

3. Плавучесть и остойчевость промисловых судов. - М.: Мир. 2003. - 272 с. - ISBN 5-03-003668-7

4. Энциклопедия судов / Под общ. ред. проф. Н.Б. Слижевского. - Николаев: НУК, 2005. - 172 с. - ISBN 966-321-032-X

5. Грузовая марка морских судов/ А.И. Новиков, В.Г Зиньковский-Горбатенко: Учебное пособие, - Севастополь: Издатель Кручинин Л.Ю., 2006 - 160 с. - ISBN 966-8389-17-4

6. Статика корабля: Учебное пособие / Р.В. борисов, В.В Луговский, Б.В. Мирохин, В.В Рождественский. - 2-е мзд., перераб. и доп. СПб.: Судостроение, 2005. - 256 с. - ISBN 5-7355-0634-X

7. [https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D1%83%D1%87%D1%96%D1%81%D1%82%D1%8C https://uk.wikipedia.org/wiki/Плавучість]

3. [https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BB%D1%96%D0%BD%D1%96%D1%8F https://uk.wikipedia.org/wiki/Ватерлінія]

Обговорення:Ротор Оніпка

2015-11-17T13:45:15Z

Anatolii kens: Сторінка очищена

Ротор Оніпка

2015-11-17T13:44:38Z

Anatolii kens: Сторінка очищена

Кут змочування

2015-11-16T12:03:17Z

Anatolii kens: Створена сторінка: Пошелюжний О. КБ-31

Пошелюжний О. КБ-31

Ротор Оніпка

2015-11-16T12:02:44Z

Anatolii kens: Створена сторінка: Василіцький Р. КБ-31

Василіцький Р. КБ-31

Обговорення:Ротор Оніпка

2015-11-16T12:01:09Z

Anatolii kens: Створена сторінка: Василіцький Р. КБ-31

Василіцький Р. КБ-31

Обговорення:Кут змочування

2015-11-16T12:00:19Z

Anatolii kens: Створена сторінка: Пошелюжний О. КБ-31

Пошелюжний О. КБ-31

Плавучість

2015-11-14T16:51:10Z

Anatolii kens:

[[Файл:Картинка12123.png|500px|thumb|right|Плавучість]]

'''Плавучість''' - здатність тіла плавати в заданому положенні відносно поверхні води при певній вазі <math>G</math>.

Плавучість - одна з морехідних якостей наукової дисципліни "Теорія корабля" і відноситься до розділу «Статика корабля».

Теорія плавання тіл базується на законі Архімеда.

== Закон Архімеда ==

Закон можна сформулювати так: '''на будь-яке тіло, яке повністю або частково занурене в рідину, діє'''

'''вертикальна і спрямована вгору виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі витісненої рідини'''.

Ця сила називається Архімедовою або підйомною силою. Закон відкрив давногрецький математик і механік Архімед.

Записати його можна у вигляді <math>P=\rho gW</math>;

(де <math>W</math> - об'єм тіла).

== Випадки ==

[[Файл:Рис366.png|500px|thumb|right|Рисунок 1]]

З викладеного зрозуміло, що можуть існувати такі випадки:

<math>G>P</math> - тіло тоне;

<math>G=P</math> - тіло плаває в зануреному стані;

<math>G<P</math> - тіло спливає і плаває на поверхні;

(де <math>P</math> - підйомна сила).

При плаванні неоднорідного тіла в зануреному стані можливі такі три випадки рівноваги:

1) Стійка рівновага тіла (а);

2) Нестійка рівновага тіла (б);

3) Байдужа рівновага тіла (в).

Якщо центр ваги <math>C</math> (рис. 1, а) буде нижчим точки <math>D</math> центру водотоннажності, то рівновага тіла є стійкою, оскільки пара сил <math>G</math> і <math>P</math> намагається повернути тіло в початкове положення.

Коли ж центр ваги розміщений вище центра водотоннажності (рис. 1, б), то рівновага є нестійкою; при виведені тіла зовнішньою силою в рівновагу воно до початкового положення не повертається. Для однорідного тіла в зануреному стані центр ваги <math>G</math> і центр водотоннажності <math>D</math> збігаються, і тіло може перебувати в
рівновазі у довільному положенні.

== Основні положення ==

[[Файл:Осадка_судна.jpg|300px|thumb|right|Осадка судна]]

Положення судна відносно води називають '''посадкою'''.

Посадка судна характеризується трьома параметрами:

1) Середньою осадкою <math>{{d}_{CP}}</math>;

2) Креном <math>{{\Theta }^{0}}</math>;

[[Файл:Крен_судна.jpg‎|300px|thumb|right|Крен судна]]

3) Диферентом <math>t</math> в м.

[[Файл:Диферент_судна.jpg|300px|thumb|right|Диферент судна]]

[[Файл:Кренометр.jpg|288px|thumb|right|Кренометр]]

'''Осадка судна''' - глибина, на яку судно занурюється у воду.

'''Крен''' - поперечний нахил судна.

'''Диферент''' - кут поздовжнього нахилу судна, що викликаний різницею осадки носу і корми.

'''Середня осадка судна''' визначається по маркам заглиблення на міделі судна.

Формула для визначення середньої осадки (японська):

<math>{{d}_{CP}}=\frac{{{d}_{H}}+6{{d}_{CP}}+{{d}_{K}}}{8}</math>;

(де <math>{{d}_{H}}</math>, <math>{{d}_{CP}}</math> та <math>{{d}_{K}}</math> осадка судна носом, на міделі і кормою).

'''Крен''' визначається кренометром.

Якщо є заміри осадок на міделі з правого і лівого бортів, то крен судна визначається за формулою:

<math>{{\Theta }^{0}}=\frac{{{d}_{PrB}}-{{d}_{LB}}}{B}\times 57.3{}^\circ </math>;

(де де <math>B</math> – ширина судна).

'''Диферент''':

<math>t={{d}_{H}}-{{d}_{K}}</math>.

== Умова плавучості і рівноваги ==

Розглянемо сили, що діють на верхню і нижню основу зануреного в воду прямокутного циліндра:

[[Файл:Сили_тяжіння_підтримки.png]]

На верхню основу діють сили: <math>{{P}_{1}}=\rho {{h}_{1}}{{S}_{1}}</math>, на нижню: <math>{{P}_{2}}=\rho {{h}_{2}}{{S}_{2}}</math>.

Рівнодійна сил, що діють на верхню і нижню основи буде визначатися:

<math>\Delta ={{P}_{2}}-{{P}_{1}}=\rho S({{h}_{2}}-{{h}_{1}})=\rho S\Delta h=\rho V</math>.

В теорії корабля сила <math>\Delta =\rho V</math> називається '''силою підтримки''' або '''силою плавучості'''.

На судно на тихій воді діють дві системи сил: '''сили тяжіння''' і '''сили підтримки'''.

[[Файл:Судно_в_рівновазі.png|287px|thumb|right|Судно в рівновазі]]

[[Файл:Рівновага_без_диферента.png|300px|thumb|right|Судно в рівновазі без диферента]]

[[Файл:Рівновага_диферент.png|277px|thumb|right|Судно в рівновазі з диферентом]]

'''1. Сили тяжіння.''' Їх рівнодійна <math>P</math> направлена вертикально вниз (до центру тяжіння Землі) і прикладена до центру тяжіння судна (точка <math>G</math>), і визначається: <math>P={{p}_{0}}+{{p}_{1}}+{{p}_{2}}+{{p}_{3}}+...+{{p}_{n}}</math>;

(де <math>{{p}_{0}}</math> - маса порожнього судна; <math>{{p}_{1}}</math>, <math>{{p}_{2}}</math>, <math>{{p}_{3}}</math>... <math>{{p}_{n}}</math> - маси вантажів, прийнятих на судно і не входять в масу порожнього судна).

Положення точки <math>G</math> (координати центру тяжіння судна) визначається методами, які будуть розглянуті нижче.

[[Файл:Сили_що_діють.png‎]]

'''2. Сили підтримки''' (або сили гідростатичного тиску). Їх рівнодійна <math>\Delta </math> направлена вертикально вгору і прикладена до центру тяжіння підводного об'єму (точка <math>C</math>).

Центр тяжіння об'єму, витісненого судном, називається '''центром величини''' (цв).

Положення точки <math>C</math> визначається для заданої осадки за допомогою кривих елементів теоретичного кресленика.

Величина сили <math>\Delta </math> визначається: <math>\Delta =\rho kV</math>;

(де <math>\rho </math> - щільність води, <math>k</math> - коефіцієнт, який займає обшивка і виступаючі частини, в - теоретичний обєм, витіснений судном, без врахування обшивки і виступаючих частин).

'''Рівновазі судна на тихій воді повинні відповідати такі умови:'''

'''Перша умова'''. Сили тяжіння (<math>P</math>) і сили підтримки (<math>\Delta </math>) повинні бути рівними: <math>P=\Delta </math> або <math>P=\Delta =\rho V</math>.

Якщо, наприклад, одна з сил стане більшою (наприклад, вага судна зросте при прийомі баласту чи нового грузу), то під дією надлишку сили ваги судно буде занурюватись, поки сили підтримки які зростають з глибиною не врівноважать надлишок сил і знову <math>{{P}_{1}}={{\Delta }_{1}}=\rho {{V}_{1}}</math>.

'''Друга умова''' (за відсутності зовнішніх моментів). Центр тяжіння (точка <math>G</math>) і центр величини (точка <math>C</math>) повинні знаходитись на одній вертикалі.

Умова відсутності диференту: <math>{{x}_{g}}={{x}_{c}}</math>.

Диферент (і крен) викликаються зміщенням центру тяжіння судна. Наприклад, при переміщенні грузу на плече <math>{{l}_{x}}</math> центр тяжіння судна переміститься з точки <math>{{G}_{1}}</math> в точку <math>{{G}_{2}}</math> на плече <math>\Delta x</math> і момент <math>{{M}_{dif}}={{\Delta }_{\Delta {{x}_{g}}}}</math> (добре видно на рис. Судно в рівновазі без диферента) поверне судно навкруг центру тяжіння площі ватерлінії, зміниться форма підводного об'єму і умова рівноваги наступить, коли новий центр величини (точка {{C}_{2}}) прийде під новий центр тяжіння.

== Запас плавучості ==

[[Файл:Запас_плавучості.png|277px|thumb|right|Запас плавучості]]

'''Запас плавучості судна''' – це маса додаткового вантажу, який може прийняти судно аж до повної втрати плавучості.

Він визначається непроникним для води об’ємом судна вище вантажної ватерлінії.

Його можна виразити в кубічних метрах (<math>\Delta V,{{m}^{3}}</math>), в тонах (<math>\rho \Delta V</math>), у відсотках від повного водозаміщення судна.

Для судна, зануреного по квл, запас плавучості визначають за формулою: <math>ZP={{V}_{gran}}-{{V}_{pov}}</math>;

(де <math>{{V}_{gran}}</math> - водозаміщення судна, яке занурене на граничний рівень ватерлінії, яка проходить по верхній кромці палубної лінії; <math>{{V}_{pov}}</math> - повне водозаміщення судна при зануренні по гвл).

Запас плавучості судна необхідний для забезпечення вимог до остійності. Окрім того запас плавучості необхідний для забезпечення непотоплюваності в разі попадання води всередину корпусу. Запас плавучості судна в першу чергу забезпечується висотою надводного борту. Кожне судно має мати певний запас плавучості, який має велике значення при плаванні в штормових умовах, при обледенінні, при пошкодженні корпуса і повному (або частковому) затопленні відсіків судна.

Зі збільшенням диференту і крену запас плавучості зменшується.

Сідловатість, герметичні надбудови і рубки та інші приміщення, які розташовані вище палубної лінії, збільшують запас плавучості.

Мінімальна висота надводного борту визначається в усьому світі однаково згідно з «Міжнародною конвенцією про вантажну марку» 1966 року в залежності від типу судна, його довжини, довжини надбудови і інших параметрів.

== Вантажна марка ==

[[Файл:Вантажна_марка.png‎|360px|thumb|right|Будова вантажної марки]]

[[Файл:Вантажна_м.png‎|250px|thumb|right|Вантажна марка на судні]]

'''Вантажна марка''' - це спеціальний знак, який наноситься на обидва борти судна в районі міделя для контролю за висотою надводного борту.

Вантажна марка визначає рівень, до якого судно може бути безпечно навантажене. При завантаженні судна воно сідає глибше у воду і відмітка опускається ближче до поверхні води.

Вертикальна відстань на міделі від верхньої кромки палубної лінії до центру грузової марки повинна бути рівна висоті літнього надводного борту в морській воді.

Знак вантажної марки складається з палубної лінії, диску Плимсоля і гребінки осадок.

Буквами позначені лінії гребінок, які відповідають осадкам при плаванні в різних умовах:

'''Л (S)''' - плавання літом в солоній воді.

'''З (W)''' - плавання зимою в солоній воді. Надводний борт збільшений (часті шторми, можливість обледеніння).

'''ЗСА (WNA)''' - плавання зимою в Північній Атлантиці.

'''Т (Т)''' - плавання в тропіках в солоній воді. Допускається зменшення надводного борту.

'''П (F)''' - плавання в прісній воді щільністю ро= 1000 т/м3

'''ТП (TF)''' - плавання в тропіках в прісній воді.

На рисунку зображено вантажні марки:

а) обмеженого району плавання;

б) необмеженого району плавання.

[[Файл:Райони_плавання.png]]

На лісовозах наявність палубного вантажу сприяє більшій плавучості, тому на них допускається менша висота надводного борту. Вона контролюється спеціальною грузовою маркою, яка має такі ж позначення, лише з додаванням букви Л. Для вимірювання осадки судна користуються марками заглиблення, які наносять на обидва борти судна в носі і на кормі, а іноді в районі міделя. Осадка на марках заглиблення наноситься в дециметрах і позначається арабськими цифрами або в фунтах і позначається римськими цифрами. Ці цифри показують відстань від зовнішньої поверхні горизонтального килю.

== Посилання ==

[https://phet.colorado.edu/sims/density-and-buoyancy/buoyancy_uk.html Наочне зображення плавучості]

== Список використаних джерел ==

1. Гідравліка. Загальний курс - Львів: Світ, 1994. - 264 с. - ISBN 5-7773-0158-4

2. Будова та теорія водотонажних суден - Херсон: В. І. Прадюх, 2013. - 146 с.

3. Плавучесть и остойчевость промисловых судов. - М.: Мир. 2003. - 272 с. - ISBN 5-03-003668-7

4. Энциклопедия судов / Под общ. ред. проф. Н.Б. Слижевского. - Николаев: НУК, 2005. - 172 с. - ISBN 966-321-032-X

5. Грузовая марка морских судов/ А.И. Новиков, В.Г Зиньковский-Горбатенко: Учебное пособие, - Севастополь: Издатель Кручинин Л.Ю., 2006 - 160 с. - ISBN 966-8389-17-4

6. Статика корабля: Учебное пособие / Р.В. борисов, В.В Луговский, Б.В. Мирохин, В.В Рождественский. - 2-е мзд., перераб. и доп. СПб.: Судостроение, 2005. - 256 с. - ISBN 5-7355-0634-X

7. [https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%B0%D0%B2%D1%83%D1%87%D1%96%D1%81%D1%82%D1%8C https://uk.wikipedia.org/wiki/Плавучість]

3. [https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BB%D1%96%D0%BD%D1%96%D1%8F https://uk.wikipedia.org/wiki/Ватерлінія]

Файл:Вантажна м.png

2015-11-14T16:19:38Z

Anatolii kens:

Файл:Райони плавання.png

2015-11-14T16:16:41Z

Anatolii kens:

Файл:Вантажна марка.png

2015-11-14T16:09:47Z

Anatolii kens: Anatolii kens завантажив нову версію «Файл:Вантажна марка.png»

Файл:Вантажна марка.png

2015-11-14T16:08:25Z

Anatolii kens:

Файл:Рівновага диферент.png

2015-11-14T14:04:50Z

Anatolii kens:

Файл:Рівновага без диферента.png

2015-11-14T14:03:35Z

Anatolii kens:

Файл:Судно в рівновазі.png

2015-11-14T14:02:02Z

Anatolii kens:

Файл:Сили тяжіння підтримки.png

2015-11-14T13:30:10Z

Anatolii kens:

Файл:Сили що діють.png

2015-11-14T13:27:07Z

Anatolii kens:

Ходовість судна

2015-11-08T12:14:07Z

Anatolii kens: Посилання на статтю про "Плавучість"

== '''Загальне визначення''' ==

'''Ходовість''' — якість судна мати і зберігати задану швидкість ходу за даних умов при мінімальній витраті потужності механізмів, встановлених на ньому. З двох подібних суден кращою ходовістю володіє те, яке розвиває велику швидкість при однаковій потужності головних суднових двигунів або однаковою парусністю. [[Файл:Olympic_sea_trials.jpeg|200px|right|thumb|Олімпік — трансатлантичний лайнер компанії «White Star Line»]]

== '''Елементи "Теорії корабля"''' ==
Теорія корабля - наука про рівновагу і рух судна та про його морехідні якості. Вивчення та дослідження морехідних якостей проводиться у залежності від головних розмірів корабля, форми обрисів корпусу, розподілу вантажів і зовнішніх навантажень. Знання морехідних якостей потрібне при проектуванні, коли вирішується задача про обрання таких характеристик, що забезпечували б надійну і безаварійну експлуатацію корабля за різних режимів плавання, а також в процесі експлуатації для їх контролю і регулювання з метою дотримання безпеки плавання. Ходовість корабля - це одна з морехідних якостей наукової дисципліни "Теорія корабля". Загалом їх є шість: ''[[плавучість]], остійність і непотоплюваність, ходовість, керованість та помірність хитавиці''.
[[Плавучість]], остійність, а також непотоплюваність об'єднуються у розділ, що носить назву «Статика корабля»; ходовість, хитавиця і керованість – у розділ, що називається «Динаміка корабля» . Ходовість, у свою чергу, охоплює два самостійних, але взаємозалежних питання: опору води руху судна й суднових рушіїв.
Цей розподіл має умовний характер, оскільки в реальних умовах при русі корабель зазнає впливу хвиль і вітру, тому аналіз плавучості і остійності слід робити з врахуванням його хитавиці. З іншого боку, забезпечення плавності і помірності хитавиці певним чином пов'язане з напрямком руху корабля, характеристиками хвиль, параметрами суднових рушіїв та керма, а також, різних конструкцій вгамовувачів хитавиці. Тобто хитавицю, ходовість і керованість слід розглядати сумісно.

=='''Основи динаміки судна: опір води руху судна'''==
У цьому розділі теорії розглядають ходовість, що залежить від опору води руху судна, керованість та хитавицю, а також суднові рушії.
Якщо судно рухається з постійною швидкістю, воно збурює воду, частки якої починають рухатись у тому самому напрямку, обертаються та коливаються. Такий рух дає початок хвилеутворенню та вихроутворенню.
Судно, надаючи енергію масам води, сприймає реакцію води у формі гідродинамічних сил, що контактують із його змоченою поверхнею. Рівнодіюча цих сил '''Q''' спрямована під певним кутом. Проекція її на горизонталь і є опором води руху судна '''R''' (рис.1). Рух води залежить також від таких її фізичних властивостей, як інерція, питома вага, в'язкість. [[Файл:сила_опору_r.jpg|200px|thumb|right|Рис.1 '''Сила опору R''']]

Потужність для подолання опору при русі судна з постійною швидкістю дорівнює: '''<math>EPS = RV/75</math>''' к.с., де '''R''' – сила опору, кг, '''V''' – швидкість руху, м/сек., '''EPS''' – буксировочна або ефективна потужність.
Опір судна вивчають починаючи з випробування моделей корпусів в певних мірилах в гідродинамічних випробувальних басейнах.

== '''Складові повного опору руху судна''' ==

Сили, прикладені до змоченої поверхні можна розкласти на нормальні '''p''' та дотичні (τ) складові, вимірюючи їх у кг/м2 (рис.2). Проекція результуючої усіх сил '''р''' на напрямок руху називають '''опором тиску Rp''', а усіх дотичних – '''опором тертя Rf'''.

'''<math>R = Rp + Rf</math>'''
==='''Хвильовий та вихровий опори'''===
Проекцію на напрямок руху результуючої тисків за відсутності хвилеутворення називають вихровим опором – '''Re''', проекцію на той самий напрямок додаткових хвильових тисків називають хвильовим опором - '''Rw'''.
==='''Повний опір'''===
Повний опір складається: '''<math>R = Rf + Re + Rw</math>'''
При швидкості, що відповідає найбільшій швидкості яхти опір тертя становить від повного опору 40-45%, вихровий – 18-20%, хвильовий опір – до 10%. [[Файл:Сили.jpg|200px|thumb|right|Рис.2. Нормальні і дотичні сили що діють на судно, 1- складова опору тертя, 2- складова опору тертя]]

==='''Опір тертя.'''===
Цей опір залежить від в'язкості рідини, що в свою чергу залежить від внутрішнього тертя при деформації. Дослідженнями встановлено, що усякі деформації часток рідини, викликані рухом тіла, згасають на певній відстані від поверхні тіла. Як приклад, можна навести рух рідини між двома стінками, одна з яких рухається – шар рідини біля неї матиме таку саму швидкість, а біля нерухомої дорівнюватиме 0 (рис. 3а).

Шар рідини, в якому відбуваються зміни швидкостей часток внаслідок дії в'язких сил, називають прикордонним. У ньому відбувається передача енергії від тіла до оточуючої рідини й створення величини опору тертя. Товщина прикордонного шару становить 1-2% від довжини змоченої поверхні. Опір тертя на окремих ділянках корпусу не однаковий. Розрізняють два режими течії рідини:

'''ламінарний''', коли рідина тече шарами що не змішуються між собою (рис. 3б),
'''турбулентний''', коли течія невпорядкована з пульсацією швидкостей внаслідок переходу виниклих вихорів із одного шару до іншого (рис. 3в). Тертя при цьому в сотні разів більше, ніж при ламінарній течії, а швидкості поблизу поверхні корпусу значно більші. У натурі цей вид потоку обтікає судно майже по всій довжині.
[[Файл:Течії.jpg|200px|thumb|right|Рис.3. Течії у прикордонному шарі: а- передача енергії при руху пластини, б – ламінарна течія, в – турбулентний потік, 1- пластина що рухається, 2 – границя шару]]
Режими течії залежать від швидкості судна та довжини змоченої поверхні, у гідродинаміці вони пов'язані із числом Рейнольдса: '''<math>Re = V x L /ν</math>''', де '''ν''' – коефіцієнт кінематичної в'язкості води , для прісної – '''ν''' = 1, 15 х10-6 м2/сек., '''L''' – довжина змоченої поверхні, м, '''V''' – швидкість судна, м/сек.

Це число в прикордонному шарі зростає що далі від форштевня внаслідок збільшення довжини змоченої поверхні.

Для ламінарної течії воно становить Re ≥ 106, для турбулентного потоку Re ≥ 5х106 – 6х106. Ламінарна перетворюється на турбулентну внаслідок появи вихорів, направлених впоперек прикордонного шару. Швидкість часток поблизу поверхні корпусу більша, ніж при ламінарній течії. Поперечні рухи часток води збільшують товщину прикордонного шару – опір тертя зростає. Ламінарна течія може бути на невеличкій ділянці поблизу форштевня й при невеликих швидкостях. Критична величина '''Re''' залежить також від форми корпусу та ступеня гладкості носової частини. При збільшенні швидкості ділянка ламінарної течії скорочується і при досить високій швидкості настає момент, коли весь корпус охоплений турбулентним потоком. Однак безпосередньо біля поверхні корпусу зберігається дуже тонкий ламінарний підшар. Загальна картина показана на рис. 4.
[[Файл:омивання.jpg|200px|thumb|right|Рис.4. Омивання корпусу: I – ділянка ламінарної течії, II – турбулентний потік, III – зона зриву потоку, а – ламінарний підшар]]

Опір тертя розраховують за формулою: '''<math>Rf = Сf x (ρ x V2/2) Ω</math>''', кгс, де: '''Rf''' – опір тертя, в кг, '''Сf''' – коефіцієнт опору тертя, що залежить від '''Re''' та шорсткості, '''ρ''' – масова щільність прісної води, 102 кг сек.2/м4, '''V''' – швидкість яхти, м/сек., '''Ω''' – змочена поверхня, м2.

Зростання опору шорсткої поверхні, порівняно із гладкою пояснюють наявністю в турбулентному шарі ламінарного підшару. Якщо нерівності поверхні занурені у нього, то це не змінює його течії, а якщо виступають – тоді відбувається турбулізація руху часток по усій товщині прикордонного шару і коефіцієнт тертя зростає. Наприклад, при висоті шорсткості 0,2 мм цей коефіцієнт становить 0,0038, при зменшенні висоти до 0,025 мм (шліфована та лакована поверхня) він зменшується до 0,0028, тобто на 30%.

Орієнтовні величини шорсткості поверхонь:

дерев'яна лакована шліфована – 0,003-0,005 мм,
дерев'яна фарбована шліфована – 0,02-0,03 мм,
дерев'яна фарбована суриком – 0,15 мм,
днище, вкрите мушлями – > 4 мм.
З цього зрозуміла важливість підготовки корпусу особливо у носовій частині. Що ж до водоростей та мушель на корпусі – варто знати, що вони можуть збільшити опір на 50- 80% і втрату швидкості на 15-25%.

Опір корпусу вивчають на моделях у дослідних басейнах з урахуванням співвідношення між ними та натурним корпусом, тобто з урахуванням мірила. Опір тертя, застосовуючи закони подібності, вираховують теоретично, й віднімаючи його від повного опору моделі, отримують залишковий опір, що має дві складові – вихрову та хвильову. Зрозуміло, що це основна мета дослідів у басейні – при великих швидкостях залишковий опір становить більше половини загального.

== '''Короткий висновок''' ==
Ходовість судна - це дуже важлива мореплавна якість, що дозволяє досягати максимальних швидкостей при меншій витраті потужності механізмів. Теоретичний розрахунок ходовості як правило не дає надійних результатів внаслідок необхідності врахування великої кількості факторів, що погано піддаються визначенню. Ходовість судна при проектуванні оцінюють розрахунками та шляхом модельних випробувань в дослідному басейні.

== '''Посилання''' ==
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.

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.

Плавучість

2015-11-05T20:41:39Z

Anatolii kens: Створена сторінка: '''Плавучість''' - здатність тіла плавати в заданому положенні відносно поверхні води при...

'''Плавучість''' - здатність тіла плавати в заданому положенні відносно поверхні води при певній вазі <math>G</math>.

Теорія плавання тіл базується на законі Архімеда.

[[Файл:Картинка12123.png|500px|thumb|right|Плавучість]]

== Закон Архімеда ==

Закон можна сформулювати так: '''на будь-яке тіло, яке повністю або частково занурене в рідину, діє'''

'''вертикальна і спрямована вгору виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі витісненої рідини'''.

Ця сила називається Архімедовою або підйомною силою.

Закон відкрив давногрецький математик і механік Архімед.

Записати його можна у вигляді <math>P=\rho gW</math>;

(де <math>W</math> - об'єм тіла).

== Основні положення ==

Положення судна відносно води називають '''посадкою'''.

Посадка судна характеризується трьома параметрами:

1) Середньою осадкою <math>{{d}_{CP}}</math>;

[[Файл:Осадка_судна.jpg|300px|thumb|right|Осадка судна]]

2) Креном <math>{{\Theta }^{0}}</math>;

[[Файл:Крен_судна.jpg‎|300px|thumb|right|Крен судна]]

3) Диферентом <math>t</math> в м.

[[Файл:Диферент_судна.jpg|300px|thumb|right|Диферент судна]]

[[Файл:Кренометр.jpg|288px|thumb|right|Кренометр]]

'''Осадка судна''' - глибина, на яку судно занурюється у воду.

'''Крен''' - поперечний нахил судна.

'''Диферент''' - кут поздовжнього нахилу судна, що викликаний різницею осадки носу і корми.

Зазвичай середня осадка визначається по маркам заглиблення на міделі судна.

Якщо середню осадку необхідно визначити відносно точно, то можна
скористатися формулою (її називають 6 на 8 або японською):

<math>{{d}_{CP}}=\frac{{{d}_{H}}+6{{d}_{CP}}+{{d}_{K}}}{8}</math>;

(де <math>{{d}_{H}}</math>, <math>{{d}_{CP}}</math> та <math>{{d}_{K}}</math> осадка судна носом, на міделі і кормою).

Якщо судно має значний диферент, то необхідно для <math>{{d}_{H}}</math> і <math>{{d}_{K}}</math>, які заміряні безпосередньо по маркам заглиблення, ввести поправки.

Порядок визначення поправок повинен бути приведений в «Інформації про остійність судна для капітана».

Розрахункова формула середня осадку судна:

<math>{{d}_{CPP}}={{d}_{CP}}-\delta </math>:

(де <math>\delta </math> – товщина горизонтального кіля).

Крен, зазвичай, повинен дорівнювати нулю. Якщо з якихось причин крен не дорівнює нулю, то він визначається кренометром.

Якщо є заміри осадок на міделі з правого і лівого бортів, то крен судна:

<math>{{\Theta }^{0}}=\frac{{{d}_{PrB}}-{{d}_{LB}}}{B}\times 57.3{}^\circ </math>;

(де де <math>B</math> – ширина судна).

Цією формулою можна скористатися для визначення осадки судна по одному з бортів, коли відомі крен і осадка по другому борту.

<math>{{d}_{\Pr B}}={{d}_{LB}}+\frac{{{\Theta }^{0}}}{57.3}\times B</math>.

Диферент судна:

<math>t={{d}_{H}}-{{d}_{K}}</math>.

На судно, що плаває на спокійній воді, діють такі сили:

- тяжіння (ваги всіх складових маси судна);

- підтримки (гідростатичний тиск забортної води на підводну частину судна);

- упору рушія (сила, яка штовхає судно);

- опору руху судна.

Дві з цих сил (тяжіння і підтримки) – вертикальні. Сила упору рушія і сила опору руху судна – горизонтальні.

'''Сила опору руху судна''' – це горизонтальна складова рівнодіючої гідродинамічного тиску на корпус судна, який виникає при русі судна.

В розрахунках вважається, що швидкість судна така, що вертикальна складова рівнодіючої гідродинамічного тиску на корпус судна незначна і її не враховують.

Також вважається, що судно жорстке недеформоване тіло.

[[Файл:Схема_сил_що_діють_на_судно.png]]

Три сили (тяжіння, підтримки і опору руху) тим або іншим чином розподілені по всьому судну. При розрахунках вони приводяться до рівнодіючих зі своїми координатами. В документації іноземних суден координату по довжині відраховують від кормового перпендикуляра, який проходить по осі баллєра руля.

Центр сил тяжіння називається '''центром мас судна''' і позначається буквою <math>G</math> (gravity).

Координати центра мас позначаються:

- в російській і українській документації - <math>{{x}_{g}}</math>, <math>{{y}_{g}}</math>, <math>{{z}_{g}}</math>;

- в документації англійською мовою – <math>LCG</math>, <math>TCG</math>, <math>KG</math>.

Центр сил підтримки називається '''центром величини судна''' і позначається буквою <math>C</math>. В іноземних «Інформаціях про остійність» центр
величини позначається буквою <math>B</math> (buoyancy).

Центр сил підтримки знаходиться в центрі підводного об’єму судна.

Координати центра величини позначаються:
- в російській і українській документації – <math>{{x}_{c}}</math>, <math>{{y}_{c}}</math>, <math>{{z}_{c}}</math>;
- в англійській документації – <math>LCB</math>, <math>TCB</math>, <math>VCB</math>.

'''Силу упору рушія''' частіше всього позначають буквою <math>P</math>, '''силу опору руху'''
судна – буквою <math>R</math>.

Умова рівноваги судна в вертикальній площині:

<math>\Delta =\gamma V</math> (закон Архімеда);

(де Δ – маса судна, <math>\gamma</math> - густина води в <math>\frac{t}{{{m}^{3}}}</math>, <math>V</math> - об’єм підводної частини судна);

Додатково <math>{{x}_{g}}</math> = <math>{{x}_{c}}</math>, <math>{{y}_{g}}</math> = <math>{{y}_{c}}</math>.

Умова рівноваги судна в горизонтальній площині:

<math>P=R</math>.

== Випадки ==

[[Файл:Рис366.png|500px|thumb|right|Рисунок 1]]

З викладеного зрозуміло, що можуть існувати такі випадки:

<math>G>P</math> - тіло тоне;

<math>G=P</math> - тіло плаває в зануреному стані;

<math>G<P</math> - тіло спливає і плаває на поверхні;

(де <math>P</math> - підйомна сила).

При плаванні неоднорідного тіла в зануреному стані можливі такі три випадки рівноваги:

1) Стійка рівновага тіла (а);

2) Нестійка рівновага тіла (б);

3) Байдужа рівновага тіла (в).

Якщо центр ваги <math>C</math> (рис. 1, а) буде нижчим точки <math>D</math> центру водотоннажності, то рівновага

тіла є стійкою, оскільки пара сил <math>G</math> і <math>P</math> намагається повернути тіло в початкове

положення. Коли ж центр ваги розміщений вище центра водотоннажності (рис. 1, б), то рівновага є нестійкою; при виведені тіла

зовнішньою силою в рівновагу воно до початкового положення не повертається. Для однорідного тіла в зануреному стані центр

ваги <math>G</math> і центр водотоннажності <math>D</math>

збігаються, і тіло може перебувати в рівновазі у довільному положенні. Викладені висновки поширюються також і на плавання тіл

на поверхні.

== Запас плавучості ==

[[Файл:Запас_плавучості.png|250px|thumb|right|Запас плавучості]]

'''Запас плавучості судна''' – це маса додаткового вантажу, який може прийняти судно аж до повної втрати плавучості.

Він визначається непроникним для води об’ємом судна вище вантажної ватерлінії.

Запас плавучості судна необхідний для забезпечення вимог до остійності. Окрім того запас плавучості необхідний для забезпечення непотоплюваності в разі попадання води всередину корпусу. Запас плавучості судна в першу чергу забезпечується висотою надводного борту.

Мінімальна висота надводного борту визначається в усьому світі однаково згідно з «Міжнародною конвенцією про вантажну марку» 1966 року в залежності від типу судна, його довжини, довжини надбудови і інших параметрів.

== Посилання ==

[https://phet.colorado.edu/sims/density-and-buoyancy/buoyancy_uk.html Наочне зображення плавучості]

== Список використаних джерел ==

1. Гідравліка. Загальний курс - Львів: Світ, 1994. - 264 с. - ISBN 5-7773-0158-4

2. Будова та теорія водотонажних суден - Херсон: В. І. Прадюх, 2013. - 146 с.

Файл:Запас плавучості.png

2015-11-05T20:20:43Z

Anatolii kens: Anatolii kens завантажив нову версію «Файл:Запас плавучості.png»

Файл:Запас плавучості.png

2015-11-05T20:17:37Z

Anatolii kens:

Файл:Кренометр.jpg

2015-11-05T20:06:01Z

Anatolii kens:

Файл:Диферент судна.jpg

2015-11-05T19:45:49Z

Anatolii kens:

Файл:Крен судна.jpg

2015-11-05T19:45:30Z

Anatolii kens:

Файл:Осадка судна.jpg

2015-11-05T19:45:10Z

Anatolii kens:

Файл:Схема сил що діють на судно.png

2015-11-05T19:34:07Z

Anatolii kens:

Файл:Картинка12123.png

2015-11-03T20:39:10Z

Anatolii kens: Anatolii kens завантажив нову версію «Файл:Картинка12123.png»

Файл:Картинка12123.png

2015-11-03T20:37:23Z

Anatolii kens: Anatolii kens завантажив нову версію «Файл:Картинка12123.png»

Файл:Картинка12123.png

2015-11-03T20:31:21Z

Anatolii kens:

Файл:Рис366.png

2015-11-03T20:15:57Z

Anatolii kens:

Файл:Рис36.png

2015-11-03T20:13:16Z

Anatolii kens: