Одним из основных качеств, определяющих мореходность судна, является его остойчивость. Хорошая остойчивость яхты – это, прежде всего, гарантия безопасного плавания в условиях сильного волнения. А также от остойчивости зависит площадь устанавливаемого на судне парусного вооружения, отчего во многом зависят и его скоростные показатели. Сам же термин «остойчивость» означает способность судна противостоять крену. В данной статье остановимся подробнее именно на этом явлении – крене судна.
Причины крена судна
В морской дисциплине крен судна определяется как отклонение диаметральной плоскости корпуса от вертикали, условно проведённой к водной поверхности. Если выражаться более просто и доходчиво, то крен – это любое отклонение условной плоскости корпуса от горизонтального положения. Причин для этого может быть несколько:
- Воздействие волнения на корпус судна, когда под ударами набегающих волн судно начинает раскачиваться и крениться на бок.
- Действие ветра на паруса яхты. Резкие порывы крепкого ветра способны привести к образованию довольно большого крена, часто вызывающего опрокидывание парусника.
- Неправильное расположение груза в трюме судна либо срыв его с креплений во время качки.
- Действие центробежных сил при заходе яхты в крутой поворот.
Угол крена судна измеряется в градусах, показывающих степень отклонения горизонтального положения его корпуса от условного горизонта морской поверхности. Кроме этого, определение крена судна возможно и по разнице осадки правого и левого борта. Если осадка левого борта больше, то такое положение корпуса называется «крен на левый борт». Когда же осадка судна больше на правый борт, то ситуация определяется как «крен на правый борт».
Виды крена судна
В зависимости от причин, вызывающих крен судна, он может быть нескольких типов. К ним относят нижеперечисленные виды.
Динамический
Самый распространённый из всех видов крена, с которым приходится сталкиваться любому яхтсмену при выходе в открытое море. Возникает под действием неких внешних кратковременных сил. Обычно такими силами являются резкие порывы ветра или удары волны в борт. Динамический крен в силу короткого момента своего возникновения, редко требует вмешательства яхтсмена. Если быть точнее, то экипаж чаще всего просто не успевает предпринять какие-либо конкретные действия по ликвидации возникшего динамического крена.
В результате судно либо самостоятельно выравнивается, благодаря заложенной в его конструкции запаса остойчивости, либо ложится на бок. Способность судна сопротивляться кратковременному динамическому крену и определяет характеристики его остойчивости. При возникновении крена яхты под действием внешней силы, сразу же возникают противоположно направленные уравнивающие силы, стремящиеся привести судно в первоначальное положение.
Статический
Статическим называют крен судна, возникший под действием некоторой статической, то есть неизменной по своей величине, силы. Причиной статического крена является смещение центра тяжести судна на корму/нос или на один из бортов. К этому обычно приводит неправильная центровка груза или его смещение в результате обрыва креплений. Кроме того, причиной статического крена судна может стать поступление воды внутрь корпуса в результате полученной пробоины. В данной ситуации судно находится в накрененном положении даже в отсутствии внешнего воздействия в виде волн или ветра. Статический крен определяется как отрицательная начальная остойчивость судна, что при дополнительном воздействии внешних сил с большой долей вероятности может привести к его перевороту.
Продольный
Продольным креном, или дифферентом, судна называется дисбаланс осадки его кормы и носа. Когда осадка кормы больше осадки носа – это дифферент на корму, если же, наоборот, то дифферент на нос. Продольный крен судна оказывает значительное влияние на мореходные качества яхты. Для небольших яхт, с длиной корпуса менее 10 м, максимально допустимым дифферентом считается разница в осадке в 5 см. Больший показатель осадки кормы уменьшает скорость лодки, так как излишне погружённая корма увеличивает силу сопротивления водной массы движению.
Продольный крен увеличивает курсовую устойчивость движущегося судна. В связи с этим яхта хуже слушается руля при необходимости изменить курс. Кроме того, дифферент на корму приводит к тому, что лодка получает склонность уваливания под ветер. У лодок, основным типом движения которых является глиссирование, дифферент на корму затрудняет их выход на устойчивую глиссаду. Наблюдается так называемый эффект «дельфинирования», когда нос судна периодически забрасывается вверх с последующим нырянием вниз.
Продольный крен яхты с дифферентом на нос также приводит к значительному снижению скорости из-за «зарывания» носа в волны, что увеличивает лобовое сопротивление при движении. Яхта, имеющая дифферент на нос, становится рыскливой, чрезмерно «отзывчивой» на малейшее изменение положения руля, хуже держит курс. Особенно явственно это проявляется при движении под углом к волне. Увеличение лобового сопротивления воды у глиссирующих лодок также вызывает проблемы с выходом на глиссаду из-за снижения скорости. Избежать всех перечисленных проблем можно путём правильного размещения груза или балласта внутри корпуса.
Циркуляционный
Циркуляционным креном называется крен, возникающий при вхождении судна в поворот. Величина циркуляционного крена зависит от скорости, на которой судно совершает манёвр, и от радиуса кривизны поворота. Водоизмещающие судна при заходе в поворот кренятся во внешнюю сторону. Глиссирующие же лодки, вследствие динамических особенностей своего движения, накреняются, наоборот, вовнутрь поворотного радиуса.
Слишком резкая перекладка руля на судах с малой остойчивостью может привести к опрокидыванию судна. Кроме того, пассажиры и члены экипажа, не подготовленные к манёвру, могут оказаться за бортом из-за внезапного крена. Поэтому перед заходом в поворот, рулевому следует предусмотреть опасность опрокидывания яхты, а также предупредить находящихся на борту людей о предстоящем манёвре.
Предотвращение крена судна
Как видим, крен является довольно неприятным явлением, способным привести к довольно серьёзным последствиям – выпадению людей за борт, или даже перевороту судна. К слову, переворот возможен не только на борт. В морской истории отмечались случаи переворота судов на полном ходу через нос – как предполагается, именно так погиб знаменитый клипер «Ариэль», победитель «Чайной гонки-1866».
Для предотвращения крена и борьбы с ним, на больших судах устанавливают целые системы выравнивания. В их состав входят водяные цистерны, насосы и баллоны со сжатым воздухом, кингстоны и так далее. Подобные «антикреновые» системы являются частью общей корабельной системы борьбы за живучесть, и позволяют нивелировать возникающие крены и дифференты.
Определение угла крена осуществляется особым прибором – кренометром. Он устанавливается на мостике корабля или в ходовой рубке яхты. Обычно бывает двух видов:
- Отвес, закреплённый на секторе с делениями-градусами.
- Жидкостные, основанные на перемещении пузырька воздуха внутри жидкости.
Сопротивление крену, увеличение его критических показаний, является основной задачей конструкторов судов. Сегодня ко многим серийным яхтам, в числе прочих технических требований, предъявляются нормативы остойчивости. У крейсерских яхт подобный показатель составляет порядка 110-115о. Если вы владеете яхтой, но не знаете её возможности по сопротивлению опрокидыванию, то рекомендуется провести экспериментальное кренование. Лодку, находящуюся у берега, искусственно накреняют до момента её заваливания на бок. Таким образом, получают данные о возможностях яхты сопротивляться крену различной величины.