(1).Приглашаем посетить сайт
Качка корабля
КАЧКА КОРАБЛЯ. На волне плавающий корабль получает сложное движение, называемое К. боковою, если к-бль качается около своей продол. оси, и килевою, если качается ок. попереч. оси. Важн. мореход. кач-вом к-бля считается, если его К. спокойна, плавна и небольшая. Найти условия, от к-рых зависит достижение этого качества, старались почти все ученые, занимавшиеся теорией к-бля, как-то: I. и Д. Бернулли; Эйлер и др.; В. Фруд дал приближен. теорию бок. К., а проф. Ник. мор. ак-мии А. Н. Крылов предложил теорию килевой К. и общую теорию К. на волнении. О К. к-бля на волнении можно судить по качаниям его на относ-но тих. воде, к-рыя, в свою очередь, подобны колебаниям маятника в сопротивляющейся среде. Пока наклонения на сторону не превышают 10-15 градусов, продолж-ность их Т (период естественных свобод. качаний к-бля) почти не зависит от величины этого наклонения, составляя прямую функцию от момента инерции к-бля (I), его водоизмещения (Р тн.) и метацентрич. высоты (Mg), по формуле:
(1).
Уравнением же К. к-бля служит уравнение движения маятника, в к-рое входит член, зависящий от сопр-ления воды; последнее с кажд. качанием уменьшает амплитуду К., и уменьшение это выражается тем или иным законом. На волнении К. к-бля более сложна и состоит из двух движений: качат-наго относ-но пов-сти воды - следствие остойчивости (Mg) и инерции (I) к-бля (т. наз. свободныя колебания) и кругов. вращат. движения, следуя за пов-стью волны (вынужденныя колебания). Это второе движение вызывает центробеж. ускорение (W) всех предметов, находящихся на к-бле, подобное ускорению силы тяжести g; равнодействующая этих двух ускорений g′ оказывается направленной всегда по нормали MN к пов-сти волны (черт. 1) и называется кажущимся ускорением, а произведение на массу тела - кажущимся весом этого тела. Кажущееся ускорение непрерывно меняется по величинеи направлению в пределах g (1±π(h/λ)), где h и λ - высота и длина волны, вызывая в человеке неприятное ощущение ускользания почвы из-под ног. От этого ускорения все находящиеся на к-бле предметы получают стремление перемещаться, во избежание чего их надо закреплять; связи к-бля меняют на К. свои напряжения. Уравнение бок. К. на волнении, если не принимать во внимание сопр-ления воды, пишется так:
(2),
где h, λ и τ - высота, длина и период волны, а Т - период свобод. качаний к-бля. Здесь могут встретиться 3 случая: 1) период волны τ велик сравнит-но с Т; тогда 
, где α - уг. отклонения нормали волны от вертикали, т.-е. к-бль будет качаться, оставаясь перпенд-ным к пов-сти волны; 2) наоборот, период к-бля Т велик по отношению к периоду волны τ; тогда 
т.-е. К. будет периодическая, с периодом t=T/2, причем наибол. отклонения будут:
Если при этих углах корабль еще остойчив, то К. для него не опасна; и, наконец, 3-й случай, самый важный, когда Т=τ: тогда θ=π(h/λ)·(ο/ο), т.-е. неопределенности, раскрытие к-рой показывает, что амплитуда (θ) в каждыя T/2 сек. возрастет на величину π(h/λ), и К. усиливается. Этот теоретич. вывод подтверждается опытами В. Фруда над моделью к-бля: когда ее подвергали действию волн с периодом, равным периоду свобод. качаний модели, размах ея с каждым качанием увеличивался, и модель быстро опрокидывалась. С к-блем этого произойти не м., благодаря сопр-лению воды, но все-таки К. его м. сильно увеличиться. В этих случаях надо изменить период набегающих волн, меняя ск-сть хода или курс к-бля. Действие такой волны, набегающей на движущееся судно, разсматривается, как действие волны с нек-рым другим кажущимся периодом на неподвижное судно. Точно также, если к-бль идет под углом γ к напр-нию бега волны (черт. 2), то действие последней разсматривается, как действие суммы двух волн того же периода: бегущей по напр-нию хода судна, с длиною АВ =λ/(cosγ), и перпенд-ной к нему, с длиною KL=λ/(sinγ), где λ - длина действит. волны. Из упомянут. теорий и опыта вытекает, что чем меньше меняется кажущееся ускорение, чем оно постояннее, тем менее чувствит-на К. (говорят, тем она плавнее); а это ускорение тем менее меняется, чем больше период свобод. колебаний к-бля Т (1); из той же формулы (1) видно, что чем остойчивость (Mg) более, тем К. резче. Раздвигая грузы на к-бле к бортам, т.-е. удаляя центр тяжести их от оси вращения, можно увеличить момент инерции К =Σmr2, а поднимая грузы выше - уменьшить Mg, что и сделает К. плавнее. Для уменьшения К. каким-либо механич. средствами делали попытки применять жироскоп, но потребный вес его оказывается настолько велик, что для больших океан. пароходов установка его практически невозможна (прибор Шлика). В послед. время в Германии Фрам, дир-р фирмы Блом и Фосс, предложил устраивать по бортам корабля противокренныя цистерны, соединенныя внизу водяными, а на верху воздушн. каналами (черт. 3 а); во время К. вода в цистернах, следуя за наклонениями к-бля, переливается с борта на борт с тем же периодом, но запаздывая на половину полн. колебания; момент воды в цистерне уравновешивает кренящий момент волны, и К. сразу уменьшается почти до нуля. Краном на воздуш. канале регулируется период переливания воды в цистернах, пока он не сравняется с периодом волны. Водяной канал заменяют иногда наружной водой, делая в борту отверстия, через к-рыя вода м. вливаться или выливаться из цистерны (черт. 3 b).
