Влияние мелководья и близости берега на судно. Просадка судов

При движении судна по мелководью наблюдается увеличение его осадки, что создает опасность удара корпуса о грунт. Явление приращения осадки судна при его движении называется просадкой, или динамической посадкой.

Основная причина возникновения просадки – уменьшение гидродинамических сил поддержания корпуса судна на мелководье вследствие увеличения скорости протекания потока воды между днищем судна и грунтом.

Чем меньше расстояние от днища судна до дна и чем больше скорость судна, тем больше скорость протекания воды под корпусом и просадка. При малом запасе воды под днищем, и движении судна с критической скоростью возможно не только касание грунта, но и кратковременное присасывание небольших судов ко дну.

Образование просадки

Предположим, что при движении судна по глубокой воде (положение I) поток встречной воды протекает под днищем корпуса со скоростью . При этом гидродинамическая сила поддержания судна равномерно действует по всей площади днища и обеспечивает плавучесть судна с одинаковой осадкой носовой части и кормы.

Когда судно начинает входить на мелководье (положение II), сопротивление воды в носовой части возрастает, а скорость протекания встречного потока под днищем увеличивается. Вследствие этого гидродинамическая сила поддержания корпуса , уменьшается и вызывает образование дифферента судна на корму.

При дальнейшем уменьшении запаса воды под корпусом движение судна (положение III) сопровождается увеличением скорости протекания воды под днищем и уменьшением сил поддержания . При этом дифферент судна на корму увеличивается и судно получает некоторое общее приращение осадки.

Дальнейшее движение судна в условиях минимальных глубин (положение IV) и с высокой скоростью характеризуется увеличением общего сопротивления воды движению судна , образованием большой придонной волны у его кормы и максимальной общей просадкой судна. В этом случае общая осадка судна по миделю значительно превышает осадку судна при движении по глубокой воде.

Просадка зависит от соотношения скорости, осадки судна и глубины судового хода, а также от обводов корпуса судна. Она может быть определена методом натурных испытаний или расчетом.

Мелководье, неровности дна, близость берега или откоса канала значительно ухудшают устойчивость судна на курсе, вызывают рыскливость и потерю скорости.

Рыскливость судна на мелководье возникает из-за неравномерности давления гидродинамических сил на подводную часть корпуса. Вследствие разности давлений со стороны левого и правого бортов судно произвольно отклоняется (отрыскивает) носовой частью в сторону меньшего сопротивления воды, т. е. в сторону глубокого места. Кроме того, движение по мелководью происходит при малом запасе воды под днищем судна и сопровождается возникновением так называемой придонной волны, которая увеличивает скорость попутного потока и снижает действие руля.

При движении судна вблизи «обрезных песков», берега или откоса канала, помимо гидродинамических сил в зоне повышенного давления, вызывающих отталкивание носовой части, могут возникнуть силы присасывания кормы в зоне пониженного давления. Это происходит вследствие разности гидродинамических давлений на подводную часть кормы судна. В таком случае скорости потока, обтекающего корпус со стороны берега или откоса, больше, чем со стороны стрежневого борта. Вследствие этого между корпусом судна и берегом создается зона пониженного гидродинамического давления и кормовая часть устремляется в эту сторону. Возникает опасность удара кормой о берег и повреждения винторулевого комплекса.

Под действием пары сил и с плечом на корпусе судна возникает большой поворачивающий момент . В отдельных случаях значение поворачивающего момента может оказаться намного больше, чем поворачивающего момента рулевого устройства. В этом случае судно перестает слушаться руля и может потерять управляемость.

Степень воздействия гидродинамических сил на устойчивость судна на курсе в условиях ограниченной глубины и ширины судового хода зависит прежде всего от скорости судна и от расстояния между подводной частью корпуса и бровкой берега (откоса), а также от рельефа дна и берегов. Чем больше скорость судна и разность глубин по левому и правому бортам, тем сильнее проявляется рыскливость. Чем меньше расстояние между подводной частью корпуса и берегом (откосом) и чем круче их рельеф, тем сильнее присасывание к ним кормы. В связи с этим, для обеспечения хорошей устойчивости судна на курсе при движении по мелководью или вблизи берега (откоса) необходимо заблаговременно уменьшать его скорость и не подходить слишком близко к берегу и кромкам судового хода.