Заспокоювач качки І параходе
Для зменшення бортовий качки ставлять бічні кили. Це широкі, похилі донизу, сталеві смуги шириною в 400 700 міліметрів. Їх кріплять до підводної частини борта, ближче до днища, - як кажуть моряки - на вилиці. Бічні кили стримують розмахи судна, гальмують їх, спираючись на воду. Досвідом встановлено, що бічні кили на одну третину зменшують розмахи качки. Вони не позбавляють людей від «морської хвороби»,
але зате зменшують шкідливу дію качки на міцність
Першим, хто спробував позбавити людей від мук при хитавиці, був англійський інженер Бессемер. За професією Бессемер був металургом. Але непередбачене обставина змусила його стати кораблебудівником. Якось, подорожуючи по морю, Бессемер потрапив в сильний шторм. Багато годин прокачався він на пароплаві, надивився на страждання людей від жахливої качки. І Бессемер вирішив створити такий пароплав, де пасажири відчували б себе, як на твердій землі. Кілька років домагався він своєї мети.
Бічні кили стримують розмахи судна.
І ось в 1875 році був спущений на воду небачений пароплав «Бессемер». Зовні він особливо не відрізнявся від інших пароплавів. Зате його нутро дивувала всіх. У середній частині £ удна був вигороджений величезний «ящик». У ньому розміщувалися всі пасажирські приміщення. «Ящик» не складав Одного цілого з корпусом пароплава. Він ніби вставлявся всередину судна і підвішувався на осях до рами, міцно з'єднаної з корпусом. Рама була влаштована так, що, як би пароплав ні гойдався, «ящик» завжди залишався в одному- горизонтальному положенні.
За задумом Бессемера, це повинно було рятувати пасажирів від неприємностей при бортовий хитавиці. Бессемер не забув і про поздовжньої хитавиці пароплава. Щоб зменшити її вплив, він зробив пароплав дуже довгим і вважав, що зробив правильно.
Здавалося, Бессемер все передбачив, щоб люди не страждали при хитавиці. Нехай на море бушує шторм, нехай пароплав гойдається як завгодно, пасажирів це не повинно стосуватися.
Але все ж Бессемер ні фахівцем кораблебудування. Тому він не передбачив головного, - як буде плавати такий пароплав. При першому ж рейсі це і позначилося. Надто важкий «ящик», гойдаючись на рамі, часто порушував рівновагу судна. «Бессемер» втрачав остійність. Багато клопоту завдавала капітану і велика довжина пароплава. Такий пароплав погано слухався керма.
«Ящик» як би вставлявся всередину судна і підвішувався ка осях до рами, міцно з'єднаної з корпусом.
Адмірал Степан Осипович
Одного разу при вході в порт Кале він зовсім відмовився коритися рульовому.
З повного ходу врізався «Бессемер» в кам'яний мовляв. Його носова частина перетворилася в кашу з уламків.
Бессемер не став чинити свій пароплав. Він втратив назавжди будь-який інтерес до кораблебудування.
Після Бессемера чимало винахідників і вчених працювало над створенням заспокоювачів качки. Було запропоновано безліч різних систем. Але тільки Макаров (1848-1904). мало хто з них отримали право на життя і на широке застосування.
Дуже цікавий тип успокоителя качки для військових кораблів був розроблений в 1894 році видатним флотоводцем і вченим адміралом Степаном Йосиповичем Макаровим.
Успокоитель Макарова вигідно відрізнявся від заспокоювачів інших систем простотою і дешевизною свого пристрою і в той же час сильним протидією хитавиці. Згодом з'явився вдосконалений і пристосований для торгових суден заспокоювач Фрама. Його пристрій складається з двох цистерн, обгороджених по бортах пароплава. По висоті вони розташовані між днищем і палубою. Довжина їх не більше десяти метрів. Цистерни з'єднані трубою або каналом, прокладених по днищу. Виходить начебто сполучених посудин, у яких вода налита до половини висоти. Нагорі цистерни повідомляються між собою повітряної трубою. Посередині труби встановлений регулюючий клапан. Через нього можна перепускати стиснене повітря то в одну, то в іншу цистерну. Як же діє такий заспокоювач?
Уявіть собі людину з коромислом на плечах. На кінцях коромисла прикріплені однакові відра, наповнені водою. Поки кінці врівноважені, людині легко качати коромисло. Він може так його качати, що відра будуть досягати землі. Тепер навіс на один кінець ще одне повне відро. Тут вже такої легкості гойдання не буде. Ясно, що кінець з двома відрами буде підніматися повільно і з великим
зусиллям. Якщо перенесемо додаткове відро на інший кінець коромисла, вийде зворотна картина.
Цей приклад з відрами ми і використовуємо, щоб зрозуміти дію успокоителя Фрама. Ось пароплав при хитавиці накренився вправо. Тоді і всю воду переганяють вправо, але не відразу, а невеликими порціями. Якщо перегнати відразу, то вода своєю вагою тільки допоможе хитавиці. А потрібно, навпаки, щоб вона перешкоджала. Воду переганяють з таким розрахунком, щоб цистерна правого борта заповнилася в той момент, коли цей борт почне підніматися. Ось тоді повністю заповнена цистерна і буде на зразок додаткового відра на коромислі. Вона буде зменшувати розмах качки. Далі починає кренитися лівий борт. Вода тим же порядком переганяється вліво. Коли лівий борт починає підніматися вгору, в дію вступає цілком заповнена цистерна цього борту. Це схоже на те, як якщо б ми перенесли додаткове відро з водою на інший кінець коромисла.
Пристрій успокоителя Фрама.
Так попеременное переливання води з одного борту на інший в кілька разів зменшує розмахи качки.
Дія цистерн Фрама було перевірено в російській флоті в 1913 році. Ось як згадує про це академік А. Н. Крилов:
- А ви що скажете?
- Призначаю таку комісію під вашим головуванням, шукайте пароплав, беріть з собою, кого хочете, і через тиждень будьте в море ».
Комісія Крилова, провівши випробування на парохрде «Метеор», переконливо довела, що користь від цистерн Фрама є. Цистерни були випробувані в самих різних умовах плавання: від легкої брижах на море до жорстокого дванадцятибальною шторму. Ємність цистерн становила всього півтора відсотка від водотоннажності судна, а розмахи качки зменшувалися втричі і вчетверо. Зараз заповнення таких цистерн проводиться автоматично, і тому вони називаються активними.
Існують ще гіроскопічні заспокоювачі качки, або гіроскопи. Головна частина гіроскопа - важкий диск, який обертається навколо вертикальної осі зі швидкістю до 3000 оборотів в хвилину. Ось міцно закріплена у великій рамі, опори якої складають одне ціле з корпусом судна. Рама гойдається на цих опорах точно так, як гойдався на своїй рамі «ящик» пароплава «Бессемер».
Поки немає качки, вісь диска зберігає своє вертикальне положення. Але ось починається бортова хитавиця. Тут відразу ж пускають в хід електромотор, що обертає диск. Диск стає дзигою, на зразок того, яким ми грали в дитинстві. І, як би не нахилявся від качки диск, його вертикальна вісь, як вісь всякого дзиги, прагне зберегти своє колишнє вертикальне положення. Тут-то і проявляється дію гіроскопа.
Покладемо, правий борт судна стрімко хилиться до води. Разом з ним повинна нахилитися і вертикальна вісь диска. Але вона, по властивості дзиги, завзято пручається такому нахилу. А тому вісь тисне на раму і через опори рами - на корпус судна. І тисне саме в бік, протилежний нахилу судна. Так гіроскоп зменшує качку судна.
Нещодавно придумали нові заспокоювачі качки - виличні керма.
Це так званий пасивний гіроуспокоітель. Останнім часом частіше ставлять активний гіроуспокоітель. У нього рама
гойдається на опорах не сама по собі, а за допомогою особливого електродвигуна. Цим посилюється на опорах рами тиск, протидіє крену судна.
Гіроскоп - величезний механізм. Діаметр диска досягає чотирьох метрів. Тому для гіроскопів виділяють спеціальне приміщення великих розмірів.
На судні, обладнаному гіроскопами, качка майже не відчувається. Але зате гіроскоп - дуже складний і дорогий механізм і тому великого поширення для заспокоєння качки ще не отримав. зате
ідея гіроскопа широко застосовується в пристрої різних приладів.
Нещодавно придумали нові заспокоювачі качки. Це виличні керовані керма. Вони нагадують бічні кили. Але бічні кили прикріплені до корпусу нерухомо. А виличні рулі можуть автоматично повертатися спеціальним двигуном вгору і вниз. Їх весь час ставлять в найвигідніше становище, щоб вони на ходу судна, подібно до крил літака, створювали підйомну силу. Ось ця сила і перешкоджає крену. Досвід використання цих заспокоювачів показав, що вони гарні тільки для швидкісних суден. Коли качки немає, керма втягуються всередину корпусу, в особливі «кишені». Це робиться для того, щоб вони не гальмували руху судна.
Все, що тут розказано про заспокоювачах, відноситься до хитавиці бортовий. А що ж робиться для зменшення кільової качки? Тут спеціальних заспокоювачів не застосовують. Зусилля конструкторів спрямовані до того, щоб по можливості поліпшити форму надводної частини носовій частині судна. Наприклад, роблять у неї «розвал» в сторони бортів, щоб судно менше «заривалося», сходячи на хвилю,