Непотопляемостью называется способность судна оставаться на плаву, не опрокидываясь, а также сохранять способность перемещаться и управляться при аварийном затоплении одного или нескольких отсеков.

Обеспечение непотопляемости очень важно для любого судна, так как решение этой задачи в значительной мере обеспечивает безопасность плавания, сохранность перевозимых грузов и самого судна.

Непотопляемость как навигационное качество предполагает, что при затоплении соответствующего требования данного класса судна к непотопляемости количества отсеков судно получит крен и дифферент, но не опрокинется и не затонет, что означает, что при затоплении отсека у судна будет достаточный запас плавучести, а остойчивость, если и изменится, не станет отрицательной.

 

§ 37. Обеспечение непотопляемости судна

Непотопляемость судна обеспечивается следующими факторами:

1) Правильной расстановкой достаточного количества поперечных переборок, которые делят корпус на отсеки. Переборки препятствуют распространению воды по судну в случае получения повреждения в каком-либо отсеке.

2) Назначением каждому судну достаточной высоты надводного борта, что обеспечивает достаточный запас плавучести, необходимый для обеспечения плавучести судна, принявшего на борт большое количество воды через пробоину.

3) Устройством двойного дна, а иногда и двойных бортов, что сильно ограничивает количество поступившей на судно воды за счет относительно небольших размеров этих отсеков.

4) Наличием перетоков, в качестве которых используются обычно балластные трубопроводы. Таким способом пользуются, когда появляется необходимость спрямить судно путем затопления противоположно расположенного отсека при получении судном опасного крена или дифферента.

Таким образом, требования к непотопляемости для судов внутреннего плавания:

· Непотопляемость для судов всех классов должна быть обеспечена при затоплении форпика или ахтерпика, причем переборки форпика и ахтерпика устанавливаются на расстоянии от штевней не менее половины расчетной ширины судна и желательно не более 0,1 расчетной длины судна. То есть это означает, что суда классов «Л» и «Р» обязательно рассчитываются на изменение остойчивости при затоплении крайних носового или кормового отсека, все остальные отсеки на непотопляемость у этих судов не проверяются. Это происходит потому, что эти отсеки, во-первых, наиболее уязвимы при столкновении, а, во-вторых, эти отсеки - самые отдаленные от центра тяжести судна, и при их затоплении дифферентующий момент судна может оказаться довольно значительным даже при небольшом количестве принятой судном воды (Рисунок 62). В случае получения пробоины в районе других отсеков суда этих классов имеют возможность сесть на мель и дождаться помощи.

· Для судов всех типов и классов рекомендуется обеспечивать непотопляемость при затоплении машинного отделения.

· Непотопляемость судов классов «О», «М» и пассажирских судов класса «Р» обеспечивается при затоплении любого одного отсека из всех. Это означает, что при проектировании производили расчет остойчивости судна поочередно при затоплении каждого из имеющихся на судне отсеков.

·  Непотопляемость судов морских должна быть обеспечена при затоплении любых двух смежных отсеков.

Что же касается военных кораблей, то их непотопляемость обеспечивается несколько иначе. Корабли, как правило, имеют большое количество сравнительно небольших отсеков, поэтому их непотопляемость обеспечивается при затоплении нескольких отсеков, при этом корабль выравнивается путем искусственного затопления противоположных отсеков, расположенных в другой оконечности. Такое искусственное затопление проводится по так называемым «Таблицам непотопляемости», разработанных академиком А.Н.Крыловым.

 Таблицы непотопляемости корабля - заранее вычисленные данные, сведенные в табличную форму, удобную для быстрого принятия решения по восстановлению нарушенной остойчивости корабля, ликвидации крена и дифферента поврежденного корабля.

В таблицах непотопляемости указаны:

o объем каждого водонепроницаемого отсека;

o величины изменения остойчивости и осадки, крена и дифферента судна при их затоплении.

Для восстановления остойчивости судна на основании таблиц непотопляемости: производится перераспределение жидких грузов; либо производится выбор отсеков, подлежащих дополнительному затоплению или осушению

Что же означают слова: «непотопляемость должна быть обеспечена»? Это значит, что на стадии проектирования в процессе расстановок поперечных переборок каждый отсек рассчитывается на случай приема дополнительного груза – воды. При этом его остойчивость, естественно, меняется. И если оказывалось, что при затоплении какого-либо отсека остойчивость судна становилась недостаточной, уменьшали размер отсека, добиваясь того, чтобы предельная линия погружения судна при его затоплении не входила в воду.

Предельной линией погружения судна называется линия, проходящая на 76мм ниже бортовой линии палубы переборок. Палубой переборок называется, в свою очередь, палуба, до которой доведены водонепроницаемые поперечные переборки.

Принцип разделения на переборки должен быть таким, чтобы плавучесть утрачивалась ранее остойчивости, то есть судно должно тонуть, не опрокидываясь.

 

§ 38. Расчет остойчивости и посадки судна при затоплении отсеков.

При расчетах непотопляемости все отсеки по характеру затопления можно разделить на три категории:

I. Отсек закрыт сверху и затоплен полностью. Таким отсеком может быть отсек междудонного пространства, например, или любой другой отсек, расположенный ниже действующей ватерлинии. В этом случае расчет сводится к расчету остойчивости и посадки судна при приеме груза, равного весу воды, проникшей в затопленный отсек, с координатами центра тяжести (x v; у v; z v), соответствующим координатам геометрического центра тяжести объема отсека.

Такой груз не ухудшит остойчивости судна, так как центр его тяжести однозначно находится ниже действующей ватерлинии. Расчет такого случая известен. В этом случае изменяется средняя осадка судна

Т' = Т + ΔТ

где

 

Метацентрическая высота изменится и станет равной

 

где р = γ v – вес принятой судном воды в тоннах,

v – объем принятой воды в м³,

z v – аппликата центра тяжести принятого груза в м.

Учитывая, что по закону Архимеда сила поддержания определяется по формуле

D = γ V,

Получим следующее выражение для определения изменившейся метацентрической высоты:

(133)

                                   

Далее по условиям статического равновесия судна рассчитывается новая посадка судна методами, изложенными ранее в § 25.

 

II. Отсек заполнен водой не полностью, открыт сверху (там нет воздушной подушки), пробоина заделана, и вода в нем не сообщается с забортной водой, в отсеке есть свободная поверхность жидкости. В отличие от предыдущего случая наличие свободной поверхности жидкости тоже меняет метацентрическую высоту на величину, равную

(134)

                                                 

добавим еще одну поправку (134) к выражению (133), получим следующее выражение для определения поправки к метацентрической высоте для отсеков второй категории затопления:

Или

 

(135)

                                

где i x – момент инерции свободной поверхности воды в отсеке в м .

 

 III. Отсек открыт сверху и сообщается с забортной водой. Так как количество воды в затопленном отсеке – величина переменная, фактически, затопленный отсек представляет собой забортную воду, а судно – судно, имеющее новую форму корпуса – без затопленного отсека. Изменение осадки в этом случае вычисляется по формуле

 IV.

S – площадь действующей ватерлинии в м²,

s – площадь поверхности в поврежденном отсеке в м²,

ΔТ – изменение средней осадки в м,

v – потерянный объем, то есть объем затопленного отсека в м³.

При решении задач для вычисления крена и дифферента можно с достаточной долей точности считать измененную метацентрическую высоту судна в этом случае по формуле:

(136)

                           

где   v – потерянный объем, то есть объем затопленного отсека в м³,

V – исходное объемное водоизмещение судна в м³,

Т – исходная средняя осадка судна в м,

ΔТ – изменение средней осадки в м,

H – исходная метацентрическая высота в м,

i x – момент инерции свободной поверхности воды в отсеке в м .

 

Следует отметить, что объем воды, влившейся в отсек, будет несколько меньше геометрического объема той части отсека, который занят водой. Часть отсека занята балками набора, трубопроводами, механизмами, оборудованием и т.п., в том числе и грузом. Поэтому при расчете веса воды, попавшей в отсек, надо пересчитать теоретический объем отсека на объем влившейся воды при помощи коэффициента пересчета – коэффициента проницаемости µ, который показывает, какую часть теоретического объема составит объем воды в отсеке. Значения коэффициента для некоторых судовых помещений приведены в Таблица 3.

 

Таблица 3

Судовые помещения	Коэффициент проницаемости µ
Междубортные и междудонные отсеки, балластные цистерны, порожние рефрижераторные трюмы и т.п.	0,98
Жилые и пассажирские помещения, сухие форпиковые и ахтерпиковые отсеки, помещения, загруженные пустой колесной техникой	0,95
Порожние рефрижераторные трюмы	0,93
Машинные отделения	0,80 – 0,85
Помещения, занятые генеральным грузом и судовыми запасами	0,60
Трюмы с массовым грузом	0,55
Трюмы, занятые лесом	0,35

 

С учетом коэффициента проницаемости объем воды в отсеке будет равен:

v = µ∙ v о,                                                           

(137)

тогда вес воды, попавшей в отсек будет

р = γ∙ µ∙ v о,                                               

(138)

где γ – удельный вес воды в т/м³,

µ – коэффициента проницаемости,

v – геометрический объем помещения в м³.

 

 

Глава 4. УПРАВЛЯЕМОСТЬ

 

 

§ 39. Основные положения