С давних времен люди стремились покорить открытый океан, создавая устойчивые плавучие средства. Полинезийцы, известные своими мореходными навыками, еще 4000 лет назад строили невероятные катамараны и тримараны. Конструкция этих судов, с корпусами, соединенными в единое целое, оказалась настолько эффективной, что до сих пор вдохновляет создателей гоночных яхт и скоростных военных судов. Однако современность предъявляет новые требования, подталкивая нас к поиску новых решений.
Современные суда должны перевозить внушительные грузы, соответствовать определенным габаритам из-за ограниченной ширины каналов, а также быть достаточно быстрыми и комфортными для пассажиров. Однако все эти требования не способствуют улучшению их устойчивости к внешним силам.
Именно поэтому появились передовые технологии, призванные повысить устойчивость и безопасность круизных лайнеров даже в условиях шторма. Сегодня мы и рассмотрим, что же придумала цивилизация
Виды качки
Морская качка - это не просто неприятное ощущение для пассажиров, она представляет собой серьезную угрозу для судов и груза. Помимо потери скорости и повышенной нагрузки на такелаж, большая амплитуда качки может привести к потере остойчивости судна и даже его затоплению.
Существуют разные виды качки. Среди них, к примеру, есть явления, известные как:
- рысканье
- вертикальная, продольная и поперечная качка.
- бортовая качка
- килевая качка
Наиболее опасными видами качки считаются бортовая и килевая. В первом случае происходит попеременное поднятие и опускание бортов судна, а во втором - аналогичное движение носа и кормы. В сравнении с ними, влияние других четырех видов качки незначительно.
Пассивные устройства по стабилизации
Для борьбы с этой проблемой, помимо особой формы корпуса и балластной системы, на судах применяют специальные устройства - стабилизаторы качки. Их задача - минимизировать воздействие морских волн и ветра на корабль.
Стабилизаторы можно разделить на две основные группы: активные и пассивные. Принципы их работы существенно отличаются. Начнем с пассивных стабилизаторов, которые представляют собой механические приспособления, функционирующие без внешнего источника энергии.
Ярким примером пассивного стабилизатора являются бортовые или трюмные кили. Они представляют собой пластины шириной от 30 до 100 сантиметров, расположенные по обеим сторонам судна. Обычно трюмные кили монтируются на протяжении 2/3 или 3/4 длины корабля. При сильной бортовой качке кили, погруженные в воду, увеличивают сопротивление раскачиванию, уменьшая крен и стабилизируя судно.
Следующее вспомогательное средство в противостоянии с морской стихией — это пассивные успокоительные цистерны или резервуары стабилизации крена. Было замечено, что колебания жидкости, расположенные в нижней части судна, могут компенсировать колебания, вызванные качкой.
Самый простой вариант представляет из себя одиночный, частично заполненный резервуар, занимающий всю ширину судна. Есть также система сообщающихся сосудов, есть системы соединенные воздушным переходником и даже такие, которые частично выходят в море.
Активные устройства по стабилизации
Активные стабилизаторы качки делятся на три группы:
- успокоительные цистерны,
- управляемые рули
- гироскопические стабилизаторы.
Полностью активные системы оснащены компрессором или насосом, которые перемещают жидкость между цистернами.
Активные цистерны могут не только подавлять качку, но и создавать ее, что полезно при движении во льдах.
Но самыми популярными стабилизаторами являются управляемые рули по бортам, или плавниковые стабилизаторы. Эти механизмы выдвигаются из корпуса судна и, подобно элеронам самолетов, способны менять угол атаки, создавая подъемную или прижимную силу во время движения корабля. Подъемная сила, генерируемая плавниками, компенсирует момент крена судна, противодействуя его раскачиванию.
Производители, например, компания SeaKeeper, утверждают, что их устройства способны снизить бортовую качку до 95%. Важно отметить, что на судах различного назначения часто устанавливают комбинированные системы стабилизаторов. Это позволяет минимизировать риски морских путешествий и выбирать наиболее эффективные системы в зависимости от внешних условий. С принципом работы стабилизаторов качки теперь всё ясно.
Системы стабилизации качки делают морские путешествия более комфортными и безопасными. Опрокидывание судна – катастрофическое событие, которое для большинства кораблей означает гибель.
Ноооо ! Есть и исключения – самовосстанавливающиеся или самовыпрямляющиеся суда.
Уникальная конструкция позволяет им восстанавливать равновесие не только во время сильной качки, но даже после полного переворачивания на 180 градусов. Одна из самых известных самовосстанавливающихся шлюпок – стандартная 47-футовая (14-метровая) спасательная шлюпка береговой охраны США, известная как 47 MLB
Она способна преодолевать 6-метровые волны, выдерживать ветер со скоростью 110 км в час, и если она перевернётся, то выправится менее чем за 10 секунд. При этом всё оборудование будет полностью работоспособным.
Большие суда, конечно же, не обладают такой возможностью.
Но сам факт того, что существуют практически непотопляемые плавательные средства, не может не радовать. Морские перевозки в двадцатом веке стали ключевым фактором развития мировой экономики, и сегодня большая часть грузов перевозится морским транспортом.
В этом огромном успехе немалую роль сыграли технологии, позволяющие судам противостоять морской стихии и выдерживать даже самые сильные штормы.