Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Плаву́чість — здатність тіла втримуватись на поверхні рідини або на певному рівні всередині рідини чи газу. Плавучість тіл пояснюється законом Архімеда.
Плавучість корабля (судна) — здатність судна з вантажем на борту плавати в заданому положенні відносно водної поверхні: одна з найважливіших мореплавних якостей судна. А також — розділ теорії корабля, що вивчає плавучість.
Закон Архімеда
Закон гідростатики та аеростатики, що звучить так: на будь-яке тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі витисненої даним тілом рідини (газу) і за напрямом протилежна їй і прикладена у центрі мас витісненого об'єму рідини.
При цьому сила виштовхування (Buoyancy), залежить від густини рідини (ρfluid), а вага (Gravity) від густини тіла (ρobject). Обидві сили є рівнодійними розподілених навантажень. Зрозуміло, що чим більша густина рідини, тим менша частина тіла зануриться до рівноваги. Навпаки, чим більша густина тіла при заданому об'ємі, тим більша його маса m, і тим глибше воно зануриться.
Плавучість корабля (судна)
Сила підтримання γV прикладена в центрі ваги підводного об'єму — точці С, яку називають центром величини (ЦВ). Об'єм V називається об'ємною водотоннажністю і служить мірою плавучості.
Через те, що об'єм підводної частини корпуса можна виразити через головні розміри і коефіцієнт загальної повноти δ, тобто V=δLBT, то водотоннажність (масову) судна можна подати у вигляді D=ρδLBT. Водотоннажність D (навантаження масою) і координати центра ваги (центру мас) визначаються розрахунковим методом, що враховує масу і розташування окремих складових мас вантажу судна. Для безпечного плавання кожне судно повинно мати запас плавучості. Об'єм W водонепроникних відсіків вище від ватерлінії є мірою запасу плавучості.
Запас плавучості
Запас плавучості визначається як процентне відношення об'єму водонепроникних відсіків вище від ватерлінії до загального водонепроникного об'єму. Будь-яке порушення непроникності приводить до зниження запасу плавучості. Для корабля (судна), у якого корпус водонепроникний до головної палуби:
де VH — об'єм підпалубних приміщень над ватерлінією, VO — увесь об'єм підпалубних приміщень.
Рівняння рівноваги' у цьому випадку має вигляд:
![image]()
або:
де P — вага судна, γ — питома вага води, V — занурений об'єм, і має назву основного рівняння плавучості.
З нього випливає наступне:
- при незмінній питомій вазі γ зміна навантаження P супроводжується пропорційною зміною зануреного об'єму V до досягнення нового положення рівноваги. Тобто, при збільшенні навантаження судно «сідає» у воду глибше, при зменшенні спливає вище.
- при незмінному навантаженні P зміна питомої ваги води γ супроводжується обернено пропорційною зміною зануреного об'єму V. Так, у прісній воді судно сидить глибше, ніж у солоній.
- зміна об'єму V при інших сталих параметрах супроводжується зміною осадки. Наприклад, при баластуванні забортною водою або аварійному затопленні відсіків можна вважати, що судно не прийняло вантаж, а зменшило занурений об'єм, і осадка збільшилася — судно сидить глибше. При відкачуванні води відбувається зворотне.
Фізичний зміст запасу плавучості — це об'єм води, який судно може прийняти (наприклад, при затопленні відсіків), ще залишаючись на плаву. Запас плавучості виражається зазвичай у процентах від водотоннажності по конструктивній ватерлінії. Запас плавучості 50 % означає, що водонепроникний об'єм, розміщений вище за ватерлінію дорівнює об'єму, що знаходиться нижче від неї. Він залежить від призначення судна, сезону, виду вантажу та інших факторів. Для річкових суден запас плавучості становить 10…15, для танкерів — 15…25, для суховантажних — 25…50, для пасажирських — 80…100 %. Вважається, що чим більший запас вдалося отримати при виготовленні, тим краще.
Нейтральна плавучість
Коли об'єм прийнятої води (для надводного судна) в точності дорівнює запасу плавучості, вважається що плавучість втрачено — запас дорівнює 0 %. За цих умов судно занурюється по головну палубу і знаходиться у нестійкому стані, коли будь-який зовнішній вплив може викликати його занурення під воду. У теорії цей випадок називається нейтральною плавучістю.
Негативна плавучість
При прийнятті об'єму води більшого ніж запас плавучості (або будь-якого вантажу, більшого за вагою) кажуть, що судно отримує негативну плавучість. У цьому випадку воно нездатне плавати й затоне.
Тому для судна встановлюється обов'язковий запас плавучості, який воно повинно мати у непошкодженому стані для безпечного плавання. Він відповідає повній водотоннажності і маркується ватерлінією та / або вантажною маркою.
Нормування запасу плавучості
Запас плавучості судна є важливим з точки зору забезпечення вимог до остійності. Окрім того, він необхідний для забезпечення непотоплюваності у 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 залежно від типу судна, його довжини, довжини надбудови та інших параметрів. Класифікаційне товариство (Регістр, наприклад, Регістр судноплавства Ллойда) видає на судно «Міжнародне свідоцтво про вантажну марку», де вказаний надводний борт від палубної лінії залежно від району плавання, пори року, густини води. На основі цього свідоцтва на середині судна на обох бортах наноситься (вантажна марка).
Плавання газонаповненого тіла (аеростата) у повітрі
Аналогічно плаванню підводного човна в глибині моря, так само за законом Архімеда плавають в атмосфері Землі аеростати та дирижаблі.
Див. також
Примітки
- Плавучість // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
- Статика корабля: Учебное пособие /Р. В. Борисов, В. В. Луговский, Б. В. Мирохин, В. В. Рождественский. — СПб.:Судостроение, 2005. — 256 с. —
Джерела
- 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. — 464 с.
- И. Ф. Хурс Практические расчеты мореходных качеств судна. — Измаил: Измаильский Морской Тренажерный Центр, 2001. — 28 с.
Посилання
- Перестюк І. Основи статики судна: плавучість та остійність у журналі «Шкіпер»
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Plavu chist zdatnist tila vtrimuvatis na poverhni ridini abo na pevnomu rivni vseredini ridini chi gazu Plavuchist til poyasnyuyetsya zakonom Arhimeda Sili sho diyut na chastkovo zanurene tilo source source source source source source source source Plavuchist korablya sudna zdatnist sudna z vantazhem na bortu plavati v zadanomu polozhenni vidnosno vodnoyi poverhni odna z najvazhlivishih moreplavnih yakostej sudna A takozh rozdil teoriyi korablya sho vivchaye plavuchist Zakon ArhimedaDokladnishe Zakon Arhimeda Zakon gidrostatiki ta aerostatiki sho zvuchit tak na bud yake tilo zanurene v ridinu abo gaz diye vishtovhuvalna sila yaka dorivnyuye vazi vitisnenoyi danim tilom ridini gazu i za napryamom protilezhna yij i prikladena u centri mas vitisnenogo ob yemu ridini Pri comu sila vishtovhuvannya Buoyancy zalezhit vid gustini ridini rfluid a vaga Gravity vid gustini tila robject Obidvi sili ye rivnodijnimi rozpodilenih navantazhen Zrozumilo sho chim bilsha gustina ridini tim mensha chastina tila zanuritsya do rivnovagi Navpaki chim bilsha gustina tila pri zadanomu ob yemi tim bilsha jogo masa m i tim glibshe vono zanuritsya Plavuchist korablya sudna Ob yem W harakterizuye zapas plavuchosti pokazanij svitlo zelenim kolorom Sila pidtrimannya gV prikladena v centri vagi pidvodnogo ob yemu tochci S yaku nazivayut centrom velichini CV Ob yem V nazivayetsya ob yemnoyu vodotonnazhnistyu i sluzhit miroyu plavuchosti Cherez te sho ob yem pidvodnoyi chastini korpusa mozhna viraziti cherez golovni rozmiri i koeficiyent zagalnoyi povnoti d tobto V dLBT to vodotonnazhnist masovu sudna mozhna podati u viglyadi D rdLBT Vodotonnazhnist D navantazhennya masoyu i koordinati centra vagi centru mas viznachayutsya rozrahunkovim metodom sho vrahovuye masu i roztashuvannya okremih skladovih mas vantazhu sudna Dlya bezpechnogo plavannya kozhne sudno povinno mati zapas plavuchosti Ob yem W vodoneproniknih vidsikiv vishe vid vaterliniyi ye miroyu zapasu plavuchosti Zapas plavuchosti Zapas plavuchosti viznachayetsya yak procentne vidnoshennya ob yemu vodoneproniknih vidsikiv vishe vid vaterliniyi do zagalnogo vodoneproniknogo ob yemu Bud yake porushennya neproniknosti privodit do znizhennya zapasu plavuchosti Dlya korablya sudna u yakogo korpus vodoneproniknij do golovnoyi palubi W V H V O 100 displaystyle W frac V H V O cdot 100 de VH ob yem pidpalubnih primishen nad vaterliniyeyu VO uves ob yem pidpalubnih primishen Rivnyannya rivnovagi u comu vipadku maye viglyad P g V O V H displaystyle P gamma V O V H abo P g V displaystyle P gamma cdot V de P vaga sudna g pitoma vaga vodi V zanurenij ob yem i maye nazvu osnovnogo rivnyannya plavuchosti Z nogo viplivaye nastupne pri nezminnij pitomij vazi g zmina navantazhennya P suprovodzhuyetsya proporcijnoyu zminoyu zanurenogo ob yemu V do dosyagnennya novogo polozhennya rivnovagi Tobto pri zbilshenni navantazhennya sudno sidaye u vodu glibshe pri zmenshenni splivaye vishe pri nezminnomu navantazhenni P zmina pitomoyi vagi vodi g suprovodzhuyetsya oberneno proporcijnoyu zminoyu zanurenogo ob yemu V Tak u prisnij vodi sudno sidit glibshe nizh u solonij zmina ob yemu V pri inshih stalih parametrah suprovodzhuyetsya zminoyu osadki Napriklad pri balastuvanni zabortnoyu vodoyu abo avarijnomu zatoplenni vidsikiv mozhna vvazhati sho sudno ne prijnyalo vantazh a zmenshilo zanurenij ob yem i osadka zbilshilasya sudno sidit glibshe Pri vidkachuvanni vodi vidbuvayetsya zvorotne Fizichnij zmist zapasu plavuchosti ce ob yem vodi yakij sudno mozhe prijnyati napriklad pri zatoplenni vidsikiv she zalishayuchis na plavu Zapas plavuchosti virazhayetsya zazvichaj u procentah vid vodotonnazhnosti po konstruktivnij vaterliniyi Zapas plavuchosti 50 oznachaye sho vodoneproniknij ob yem rozmishenij vishe za vaterliniyu dorivnyuye ob yemu sho znahoditsya nizhche vid neyi Vin zalezhit vid priznachennya sudna sezonu vidu vantazhu ta inshih faktoriv Dlya richkovih suden zapas plavuchosti stanovit 10 15 dlya tankeriv 15 25 dlya suhovantazhnih 25 50 dlya pasazhirskih 80 100 Vvazhayetsya sho chim bilshij zapas vdalosya otrimati pri vigotovlenni tim krashe Nejtralna plavuchist Priklad vantazhnoyi marki Koli ob yem prijnyatoyi vodi dlya nadvodnogo sudna v tochnosti dorivnyuye zapasu plavuchosti vvazhayetsya sho plavuchist vtracheno zapas dorivnyuye 0 Za cih umov sudno zanuryuyetsya po golovnu palubu i znahoditsya u nestijkomu stani koli bud yakij zovnishnij vpliv mozhe viklikati jogo zanurennya pid vodu U teoriyi cej vipadok nazivayetsya nejtralnoyu plavuchistyu Negativna plavuchist Pri prijnyatti ob yemu vodi bilshogo nizh zapas plavuchosti abo bud yakogo vantazhu bilshogo za vagoyu kazhut sho sudno otrimuye negativnu plavuchist U comu vipadku vono nezdatne plavati j zatone Tomu dlya sudna vstanovlyuyetsya obov yazkovij zapas plavuchosti yakij vono povinno mati u neposhkodzhenomu stani dlya bezpechnogo plavannya Vin vidpovidaye povnij vodotonnazhnosti i markuyetsya vaterliniyeyu ta abo vantazhnoyu markoyu Normuvannya zapasu plavuchosti Zapas plavuchosti sudna ye vazhlivim z tochki zoru zabezpechennya vimog do ostijnosti Okrim togo vin neobhidnij dlya zabezpechennya nepotoplyuvanosti u razi popadannya vodi vseredinu korpusu Zapas plavuchosti sudna v pershu chergu zabezpechuyetsya visotoyu nadvodnogo bortu Minimalna visota nadvodnogo bortu viznachayetsya v usomu sviti odnakovo zgidno z Mizhnarodnoyu konvenciyeyu pro vantazhnu marku 1966 roku zalezhno vid tipu sudna jogo dovzhini dovzhini nadbudovi ta inshih parametriv Klasifikacijne tovaristvo Registr napriklad Registr sudnoplavstva Llojda vidaye na sudno Mizhnarodne svidoctvo pro vantazhnu marku de vkazanij nadvodnij bort vid palubnoyi liniyi zalezhno vid rajonu plavannya pori roku gustini vodi Na osnovi cogo svidoctva na seredini sudna na oboh bortah nanositsya vantazhna marka Plavannya gazonapovnenogo tila aerostata u povitriAnalogichno plavannyu pidvodnogo chovna v glibini morya tak samo za zakonom Arhimeda plavayut v atmosferi Zemli aerostati ta dirizhabli Div takozhZakon Arhimeda Kartezianskij vodolaz Centr velichini Centr plavuchostiPrimitkiPlavuchist Ukrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985 Statika korablya Uchebnoe posobie R V Borisov V V Lugovskij B V Mirohin V V Rozhdestvenskij SPb Sudostroenie 2005 256 s ISBN 5 7355 0634 XDzherelaSemyonov Tyan Shanskij V V Statika i dinamika korablya L Sudostroenie 1973 Novikov A I Gruzovaya marka morskih sudov Sevastopol Kruchinin L Yu 2006 160 s ISBN 966 8389 17 4 Doncov C B Osnovy teorii sudna uchebnoe posobie S V Doncov Odessa Feniks 2007 142 s Sizov V G Teoriya korablya Uchebnik V G Sizov Odessa Feniks M TransLit 2008 464 s I F Hurs Prakticheskie raschety morehodnyh kachestv sudna Izmail Izmailskij Morskoj Trenazhernyj Centr 2001 28 s PosilannyaPerestyuk I Osnovi statiki sudna plavuchist ta ostijnist u zhurnali Shkiper