Силы и моменты от ветра, волнения, течения и их влияние на управляемость судна в штормовых условиях, в том числе на малых ходах.

Уклонение судна под ветер называется увальчивостью. Это свойство так же, как рыскливость, является недостатком судна, его всегда приходится учитывать при осуществлении различных маневров, особенно в стесненных условиях.

Воздействие ветра на корабль определяется его на­правлением и силой, формой и размерами площади па­русности корабля, расположением центра парусности, значениями осадки, крена и дифферента.

Действие ветра в пределах курсовых углов 0—110° вызывает потерю скорости, а при больших курсовых уг­лах и силе ветра не свыше 3—4 баллов — некоторое ее приращение.

Действие ветра в пределах 30—120° сопровождается дрейфом и ветровым креном.

На движущийся корабль действует относительный (кажущийся) ветер

Удельное давление ветра на корабль рассчи­тывается по формуле

где W — скорость ветра, м/с.

Так, при урагане, когда скорость ветра достигает 40—50 м/с, величина ветровой нагрузки достигает 130— 200 кгс/м2.
Волнение моря оказывает наиболее существенное вли­яние на корабль. Оно сопровождается действием на кор­пус значительных динамических нагрузок и качкой ко­рабля. При плавании на волнении увеличивается сопро­тивление корпуса корабля и ухудшаются условия совместной работы винтов, корпуса и главных двигателей.
В результате снижается скорость, увеличивается нагрузка на главные машины, повышается расход топлива и умень­шается дальность плавания корабля.

Форма и размеры волн характеризуются следующими элементами (рис. 7.3):

— высота волны h — расстояние по вертикали от вер­шины до подошвы волны;
— длина волны λ — расстояние по горизонтали между двумя соседними гребнями или подошвами;
— период волны t — промежуток времени, в течение которого волна проходит расстояние, равное своей дли­не(3);
— скорость волны С — расстояние, проходимое вол­ной в единицу времени.

По происхождению волны подразделяются на ветро­вые, приливо-отливные, анемобарические, волны земле­трясения (цунами) и корабельные.

Наиболее распространенными являются ветровые волны.

Различают три типа волнения: ветровое, зыбь и смешанное.

Ветровое волне­ние — развивающееся, оно находится под непосредствен­ным воздействием ветра в отличие от зыби, представляю­щей собой инерционное волнение, или волнение, вызванное штормовым ветром, дующим в удаленном районе.

На вершинах ветро­вых волн образуются гребни, верхушки которых под дей­ствием ветра заваливаются, образуя пену (барашки), а при сильном ветре срываются. Направление ветра и на­правление ветровых волн в открытом море, как правило, совпадают или разнятся на 30—40°.

Размеры ветровых волн зависят от скорости ветра и продолжительности его воздействия, длины пути ветро­вых потоков над водной поверхностью и глубины данного района.

Безопасность корабля с точки зрения остойчивости определяется не только его конструкцией и распределе­нием грузов, но и курсом, а также скоростью. В условиях развитого волнения непрерывно меняется форма дейст­вующей ватерлинии. Соответственно изменяются форма погруженной части корпуса, плечи остойчивости формы и восстанавливающие моменты.

Пребывание корабля на подошве волны сопровожда­ется увеличением восстанавливающих моментов. Пребыва­ние корабля (особенно длительное) на гребне волны опасно и может привести к опрокидыванию. Наиболее опасна резонансная качка, при которой период собствен­ных колебаний корабля равен периоду волны.