Cerințe pentru un velier
Pentru a trece prin apă rapid și în condiții de siguranță, barca ar trebui să aibă semete cunoscute.
Starea de navigabilitate principală a oricărei nave - flotabilitate, stabilitate, propulsie și manevrabilitate. În plus, velier ar trebui să fie capabil de a efectua o vela.
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 navigabilitatea face obiectul unei științe speciale - teoria navei pe elementele principale din care sunt aplicate pe iaht și ne vom concentra în acest capitol.
Buoyancy - este capacitatea navei de a pluti (float). Ar trebui să fie păstrate în încărcarea navei, mișcarea sa și depășirea undelor.
Orice navă plutitoare în repaus pe apă este în echilibru sub acțiunea a două forțe: greutatea vasului, îndreptată vertical în jos, iar forțele de presiune a apei din partea subacvatică a acestuia, îndreptată vertical în sus. forță de presiune a apei din partea subacvatică a corpului se numește forța de flotabilitate. Conform principiului forței flotabilității lui Arhimede este egală cu greutatea apei deplasate de navă.
Greutatea apei dislocuit de navă, numită deplasarea greutății unei nave sau o deplasare. Încă distinge volumul dislocat sau volumul de apă deplasat de barca.
Deplasarea în greutate măsurată în tone (-kilograme mai puțin), volum - în metri cubi. În apă proaspătă volumul dislocat este egal cu greutatea, pentru un metru cub de apă proaspătă cântărește o tonă.
Aceeași barcă cu un anumit tonaj greutate (întotdeauna egală cu greutatea vasului) în apă diferite pot avea un volum diferit de deplasare. În apă proaspătă volumul dislocat înainte de sare, deoarece apa sarata este mai greu decât apa proaspătă și o greutate egală ocupă un volum mai mic. Prin urmare, Curtea de apă proaspătă ședinței mai adâncă și sare - sunt 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 Volumetric navei este determinată de forma și lungimea și lățimea la linia de plutire și criză.
Fig. 76. Dimensiunile principale careening iaht
Lungimea liniei de plutire este măsurată în planul median între punctele de intersecție ale marginilor frontale și posterioare ale navei din planul de apă.
Lățimea la linia de plutire este măsurată la punctul cel mai larg al navei (în planul median cadru al ambarcațiunii).
Precipitarea este distanța punctul cel mai în profunzime a părții subacvatice a navei sub 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. Desigur, orice navă cu o anumită lungime și lățimea liniei de plutire și de proiect va avea o cilindree mai mică decât pontonul 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 raportul, cu atât mai mare caracterul complet al contururilor navei sau caracterul complet al navei. Vasul lent-se miște, în general, o mai mare plinătatea ei. 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 nave de război mari navigație și cumpărături, 0.6 la 0.7, pentru distrugătorii și crucișătoarele ușoare - de la 0,45 la 0,50. Veliere sunt factori plinătate chiar mai mici. Astfel, pentru dinghies d = 0,28-0,33; pentru curse iahturi chilă d = 0,12-0,17; pentru bărci cu d = Limbi 0,19-0,22 croazieră.
Cunoscând viteza de deplasare a completitudine, putem calcula aproximativ deplasamentul volumetric al vasului, prin înmulțirea acestui raport cu produsul dintre lungimea pe o latime de linie de plutire și pescajul liniei de plutire. Dacă acest lucru este exprimat prin formula, obținem deplasarea:
V = d * LVL BVL * T (m3)
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 = * 6,5 * 0,3 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.
Tonajul este o măsură a flotabilitatea navei, dar nu este complet caracterizează flotabilitatea și securitatea călătoriei sale.
Rolul principal pentru păstrarea sarcinii vasului flotabilității joacă necăptușită F (fig. 76). Navele cu laturile mici vor copleșit cu ușurință val, astfel încât înălțimea de talon este determinată în principal de mărimea valurilor în apă, în cazul în care el va înota. De aceea, destul de bărcuța râu pentru a avea o înălțime de 0,3-0,4 m bord liber; iahturi keel semete trebuie să aibă bord semnificativ mai mare-0,7-1,2 m. Pentru iaht crește cu ușurință în înălțimea valurilor de partea din prova este mai mare decât în mijloc și la pupa.
Buoyancy nava este mai mare, cu atât mai mare bordul liber.
El a determinat volumul porțiunii de apă deasupra navei de la linia de plutire pe punte.
În cazul în care nava neîncărcată este complet descărcat, acesta va sta mai adânc și de deplasare va fi mai mult. Diferența dintre deplasamentul greutatea vasului încărcat și gol numit capacitatea sa de transport.
Stabilitate. În cazul în care nava este așezat astfel încât să fie paralelă cu linia de plutire nu este valabilă în direcția longitudinală (fig. 77), atunci spunem că nava are asieta de prova sau pupa. Asieta este de obicei din cauza unui calcul eronat al navei sau distribuția greutății incorecte pe lungimea navei, sau, în cele din urmă, rezultatul inundând feed sau compartimente înainte.
Trim pot fi, de asemenea, formată sub acțiunea forțelor hidrodinamice la mișcare Yacht: cu creșterea vitezei de deplasare cu barca ia la pupa.
Datorită asimetrice în raport cu axa centrală a aranjamentului navei sau încărcăturii forțelor externe (presiunea vântului asupra puterii naviga, și așa mai departe. D.) Nava poate fi rola.
Capacitatea navei de a se confrunta și se rostogolească înapoi în poziția sa normală privind încetarea forțelor de bandare se numește stabilitate laterală.
Fig. 77. Rola și teren
Când barca plutește fără o rolă, este echilibrată de forța de flotabilitate și greutatea sa. punctul gravitate de aplicare a navei, cu toate părțile sale și cargobot numit centrul de greutate (CG). flotabilitate punctul de aplicare a forței este situată în centrul de greutate al apei deplasate de navă. Acest punct se numește valoarea centru (CV).
În cazul în care bunurile sau echipajul nu se mișcă, în orice poziție a centrului de greutate navei își menține poziția. Valoarea centrului este deplasată înclinat la un unghi datorită schimbării formei subacvatice coca.
Când șalupa plutește fără o rolă, forța de gravitație (greutate) al vasului este echilibrată de forța de flotabilitate. Forța flotabilitate aplicată valorii centrului (CV) și este orientată 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 cazul în care toate sarcinile plasate pe nava simetric față de linia mediană, centrul de greutate (CG) este situat în planul diametral al navei. forță Buoyancy egală cu greutatea; acestea se află în același plan, iar bărcuța este în echilibru (Fig. 78, de asemenea).
Dacă shvertboate înclinat, centrul de flotabilitate se va deplasa spre rola datorită modificărilor în forma superioara. Forța gravitațională și forța de flotabilitate nu va mai fi situat într-un singur plan și să formeze un cuplu forță care tinde să se întoarcă bărcuța în poziția sa normală. O astfel de stabilitate este declarat a fi pozitiv (fig. 78, b).
O măsură de stabilitate este produsul deplasarea greutății la distanța dintre greutatea și forțele de flotabilitate (stabilitatea umărului), așa-numitul moment al stabilității statice. Aceasta este măsurată în tone-metri. In acest moment, rola stabilitate lotca poate fi mărită dacă căruciorul se deplasează spre partea, opusă rolei (fig. 78 c). Apoi, centrul de greutate al navei se va deplasa la punctul de DH și a stabilității umărului / și, în consecință, timpul va crește, de asemenea, stabilitatea. Acest fapt este utilizat pe scară largă de către sportivi, plutind pe șalupa, unde pentru a reduce rola (crește stabilitatea) echipajului „atârnat“ peste margine, sau ca numitul vas otkrenivaet.
Fig. 78. Stabilitate dinghy
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 (Fig. 78 g).
Dacă da o rola lotca mai mare, atunci acțiunea unui cuplu forță va trebui să caute să-l răstoarne (fig. 78, etc.). O astfel de stabilitate este numit negativ. Pentru majoritatea dinghies stabilitate negativă începe la unghiuri de bandare aproximativ 60-70 °,
Să vedem cum stabilitatea va varia în funcție de acțiunea valurilor de pe vasul (fig. 79). hulă provoca mișcarea de CE, și, prin urmare, stabilitatea negativă (fig. 79 dreapta), iar nava începe să se rotească în direcția opusă. Când trece următorul val de imagine din nou, iar nava tot timpul va fi de balansare pe un 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.
Fig. dinghy 79. Stabilitatea pe un val
Fig. 80. Stabilitatea unui iaht careening
Fig. 81. Stabilitatea catamaran
În cabrare barca, în cazul în care, datorită centrul chila grele de greutate este foarte scăzută, de multe ori sub CV-ul. altă imagine a stabilității (Fig. 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 unic în termeni de stabilitate se comporta catamarane. Fig. 81 prezintă forțele și momentele care acționează asupra catamaran în rola. 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, atunci când coca windward din apă, stabilitatea umărului atinge o valoare maximă (fig. 81 c).
In acest moment, stabilitate umăr aproximativ egală cu jumătate din distanța dintre carenele, iar rola este relativ mic, aproximativ 10-12 °. stabilitate Ulterior scade, catamaran și se comportă ca o șalupă, până la răsturnare; astfel, devine în jos catarg. Stabilitatea inițială a catamaran este foarte mare, cu toate acestea, atingând maximul, cade rapid. Stabilitatea negativă a începe un pic mai devreme decât bărcuța - înclinată la un unghi de aproximativ 50-60 °.
Trebuie remarcat faptul că catamaran este stabilit și stabilitatea longitudinală. 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). Îngust coca catamaran nu sunt la fel de mare stabilitate longitudinală, și vânt în stare proaspătă se poate obține o asieta de prova. Ca rezultat, carcasa nas leeward îngropa în apă și catamaran balansarea cum spune prin pometele.
Am examinat stabilitatea iaht sub influența unui moment, care determină o anumită bancă. 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. Fig. 82 prezintă o diagramă comparativă a catamaran de stabilitate și de navigație cu lotca la fel; în acest fel, la vânt egală rezistență momente bandare au egal. Curba A corespunde momentului de bandare când viteza vântului de 5-6 m / sec. În acest caz, rola lotca va fi de aproximativ 19 °, de la un catamaran - 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. Iolă este astfel deviată (la punctul 2). Dar, odată cu creșterea unghiului de stabilitate bancară în timp a momentului de bandare. Prin urmare, se va transforma numai când viteza vântului corespunzătoare curbei B, care trece prea aproape de stabilitate maximă (punctul 3).
Fig. dinghy 82. Stabilitate și catamaran prin acțiunea vântului asupra velele
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 este uneori gândit. Trebuie avut în vedere atunci când gestionarea salupa, catamaran și, în special, faptul că, în poziția / se transformă peste foarte rapid.
Să ne locui pe scurt cele mai importante momente ale materialului considerat (trebuie să știe să funcționeze corect iaht):
- dinghy și catamaran poate răsturna, îngustarea are loc atunci când o rolă este apropiată de cea la care stabilitatea maximă;
- răsturnare barca chila nu se poate, dar dacă are un cockpit deschis, apoi cu o bancă mare sau val poate umple, și se va scufunda;
- la bord val de roci barca și reduce stabilitatea acesteia; lotca pe val mare poate rula pe neașteptate;
- apă conținută în interiorul vasului reduce semnificativ stabilitatea acesteia; atunci când un număr mare de ei să dețină lotca destul de mici rola, așa că rostogoli;
- stabilitatea navei la nivel îngust;
- inferior centrul de greutate, stabilitatea navei și invers;
- mai mult zona de naviga și cu atât mai mare este centrul a naviga, mai puțin, toate celelalte fiind egale, stabilitatea navei.
Unele dintre aceste descoperiri nu sunt explicate, ei trebuie să-și asume credință sau auto-familiarizat cu literatura de specialitate privind teoria iahturilor.