Что такое крен судна
Понятие крен, деферент. Как определить крен и деферент судна. На что влияют эти показатели.
Крен – положение судна, при котором плоскость его симметрии отклонена от вертикали к земной поверхности.
Деферент – угол отклонения корпуса судна от горизонтально положения в продольном направлении (разница осадок кормы и носа судна).
Если осадка кормой больше осадки носом, то судно имеет деферент на корму, при осадки судна кормой меньше осадки носом деферент на нос.
Деферент считается положительным в случае деферента на корму, отрицательный – когда деферент на нос. В случае, когда деферент равен нулю, судно находится на ровном киле.
Независимо от причин появления крена управляемость судна при нем ухудшается. Как правило, при наличии крена и при движении судна на прямом курсе с прямо поставленным рулем судно стремится уклониться в сторону, противоположную крену. Крен судна увеличивает осадку.
Влияние дифферента на управляемость судна необходимо учитывать как в процессе эксплуатации, так и при загрузке судна. Если судно имеет значительный дифферент на корму, то его поворотливость ухудшается и наоборот. Наличие дифферента на нос улучшает поворотливость судна, однако оно становится более рыскливым, особенно на волнении.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему
Понятие крен, деферент. Как определить крен и деферент судна. На что влияют эти показатели.
Понятие крен, деферент. Как определить крен и деферент судна. На что влияют эти показатели.
Понятие крен, деферент. Как определить крен и деферент судна. На что влияют эти показатели.
Крен судна
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:
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:
Учимся регулировать уровень наклона яхты
Что такое крен и дифферент и на что они влияют?
Buenos días всем любителям яхтинга! Команда «Силы ветра» на Sports.ru подготовила для вас очередной образовательный материал.
Мы уже рассказывали о якорной стоянке по-средиземноморски, как регулировать пузо и распутать якорные цепи. Сегодня обсудим крен и дифферент.
Яхта под парусами почти никогда не будет идти идеально ровно — небольшой крен наверняка присутствует, но это пойдет на пользу. Корпуса лодок проектируются таким образом, что при оптимальном угле наклона в 10-15*, яхта будет идти только лучше.
Чем больше площадь смоченной поверхности, тем больше сила трения, а значит меньше скорость яхты. При небольшом крене (10-15*) площадь смоченной поверхности будет даже меньше, чем на ровном киле, значит яхта будет идти немного быстрее.
К тому же в легкий ветер паруса, провисая благодаря крену, принимают правильную форму и работают лучше. Это происходит, потому что они шьются с расчетом на оптимальный угол наклона лодки.
При этом важно учитывать, что закрененную лодку приводит. И чем больше крен, тем больше яхту будет приводить. Этим свойством можно пользоваться.
Почему яхту приводит
— Пока яхта идет на ровном киле, форма ее ватерлинии симметрична относительно диаметральной плоскости, поэтому она будет двигаться прямо.
— При крене форма ватерлинии становится асимметричной. Волна будет толкать лодку в подветренный, более погруженный в воду борт и выталкивать ее на ветер.
— Чем больше яхту кренит, тем больше ее приводит. При крене центр парусности смещается под ветер, а центр гидродинамического сопротивления на ветер, и из-за этого создается крутящий момент, который как раз заставляет лодку поворачивать. Поэтому чем больше будет смещение этих точек относительно друг друга, тем сильнее будет привод.
Использование крена для управления
Креном можно пользоваться и для управления. Понятно, что каждое лишнее движение рулем тормозит лодку. Используя крен можно сократить эти движения и не терять скорость при маневрах.
— Яхта на ровном киле будет идти прямо.
— При крене под ветер форма ватерлинии становится асимметричной, и яхта начинает приводиться.
— Если создать перекрен на ветер, лодку будет уваливать.
Во всем важна мера, поэтому при очень сильном крене (>20*) скорость лодки начинает падать.
— Ветер срывается с парусов, и они перестают работать эффективно.
— Яхту сильно приводит, привод приходится компенсировать рулем, а это еще больше тормозит движение.
Дрейф
Благодаря своей форме, киль в воде работает так же, как парус: по принципу крыла самолета он создает подъемную силу в потоке воды и благодаря этому противодействует дрейфу.
Подъемная сила направлена перпендикулярно плоскости киля, поэтому максимально она будет действовать, если яхта идет или совсем без крена или с небольшим креном — до 20*. При увеличении крена киль уже не сможет эффективно противодействовать дрейфу, так как горизонтальная составляющая подъемной силы заметно уменьшится — яхту начнет сильно сносить под ветер.
Чтобы уменьшить излишний крен и все его негативные последствия:
1) Команда откренивает яхту на наветренном борту.
3) Увеличиваем твист.
5) Смещаем центр парусности вперед и рифим грот.
6) Смещаем центр бокового сопротивления в корму, ближе к корме пересаживается команда.
Дифферент
Дифферент — это наклон судна в продольной плоскости. Так же, как и крен, его важно регулировать, чтобы яхта шла быстро и хорошо управлялась.
Вдоль лодки есть три точки, которые помогают держать курс и контролировать движение лодки: форштевень, киль и перо руля. Если убрать из этой связки форштевень, лодка станет управляться хуже. Поэтому нос должен быть немного погружен в воду, примерно на ⅕. Так яхта будет лучше держать курс и не рыскать.
В слабый ветер для этого перемещаем экипаж ближе к носу, загрузив его так, чтобы форштевень не торчал из воды.
При усилении ветра или при попутных курсах нос будет больше зарываться в воду и тормозить движение. Чтобы этого избежать, перемещаем команду ближе к корме.
Корма
Если корма погружена в воду:
— Смоченная поверхность становится шире, растет сила трения и падает скорость.
— За лодкой создаются завихрения, которые будут ее тормозить.
— Приподнимается нос, лодка рыскает, а от того, что сложно держать курс, хуже работают паруса.
Чтобы этого избежать разгружаем корму, лучше переместить команду ближе к центру яхты.
Методичка яхтсмена: крен яхты, причины и способы выровнять судно
Наблюдая за яхтами идущими по морской глади с надутыми парусами у нас возникают ассоциации связанные с романтикой, приключениями и географическими открытиями. Но у яхтинга, есть и опасная сторона, связанная со штормами, коварством морских ветров и течений, а также недостаточным профессионализмом экипажа в экстренных ситуациях. В этом обзоре, мы попробуем разобраться с таким явлением, как крен яхты и действиями команды при внезапном и сильном крене.
Прежде чем рассмотреть это захватывающее дух, а зачастую опасное явление, нужно определиться с понятием крена и областью его распространения. Как бы нам не хотелось, но без применения специальных терминов обойтись не получится, хотя мы постарались изложить информацию максимально понятным для обывателя языком.
Одним из основных качеств, определяющих мореходность судна, является его остойчивость. Да-да именно остойчивость, а не устойчивость – первая особенность морского лексикона. Хорошая остойчивость яхты – это, прежде всего, гарантия безопасного путешествия в условиях сильного волнения. А также от остойчивости зависит площадь устанавливаемого на судне парусного снаряжения, отчего во многом зависят скоростные показатели. Сам же термин «остойчивость» означает способность судна противостоять крену.
Понятие крена
Крен – это любое отклонение условной плоскости корпуса от горизонтального положения. Причин для этого может быть несколько:
• воздействие волнения на корпус, когда под ударами набегающих волн судно начинает раскачиваться и крениться на бок;
• действие ветра на паруса яхты, резкие порывы ветра способны привести к образованию довольно большого крена, часто вызывающего опрокидывание парусника;
• положение яхты по отношению к ветру, при котором крен является физической закономерностью;
• неправильное расположение груза в трюме судна либо срыв его с креплений во время качки;
• действие центробежных сил при заходе яхты в крутой поворот.
Виды крена
Динамический — самый распространённый из всех видов крена, с которым приходится сталкиваться яхтсменам при выходе в открытое море. Возникает под действием внешних кратковременных или постоянных сил. Обычно такими силами являются порывы ветра или удары волн о борт. Если динамический крен возник в результате кратковременного резкого порыва ветра, то в силу короткого момента своего возникновения, редко требует вмешательства яхтсмена. Если же динамический крен обусловлен курсом на который стала яхта, то для вывода судна в горизонтальное положение требуются профессиональные слаженные действия экипажа.
Статический — возникает под действием некоторой неизменной по своей величине и направленности 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.
Продольный – его ещё называют дифферентом, судна называется дисбаланс осадки его кормы или 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.
Циркуляционный — возникает при вхождении судна в поворот. Величина циркуляционного крена зависит от скорости, на которой судно совершает манёвр, и от радиуса кривизны поворота. Водоизмещение судна при заходе в поворот кренятся во внешнюю сторону. Глиссирующие же лодки, вследствие динамических особенностей своего движения, накреняются, наоборот, вовнутрь поворотного радиуса.
Очевидно, крен способен привести к довольно серьёзным последствиям – выпадению людей за борт, или даже перевороту судна. К слову, переворот возможен не только на борт. В морской истории известен случай переворота судов на полном ходу через нос. Именно так погиб знаменитый клипер «Ариэль», победитель «Чайной гонки-1866».
Яхты подверженные крену
Нужно учитывать, что крену подвержены все суда, как большие корабли, так и обычные лодки. Но, коль мы говорим о яхтах, то выделим из всего многообразия существующих яхт именно те, которые в наибольшей степени зависят от этого явления.
Классифицируя яхты, в первую очередь следует разделить их на моторные и парусные. Это яхты из разных идеологических лагерей, из различного представления о мечте.
Крен моторных яхт в большей степени зависит от шторма или неправильно распределённой нагрузки. В первом случае мало что зависит от действий экипажа, поэтому в шторм лучше не выходить в море, а если он застал яхту в пути, нужно постараться быстрее покинуть штормовую зону. Во втором случае при грамотных действиях экипажа, яхта быстро занимает горизонтальное положение.
Парусные яхты нужно разделить по назначению. Яхты для путешествий и яхты для соревнований. Конечно, на тех и других можно и путешествовать и соревноваться, но мы говорим именно о предназначении, заложенном конструктором.
Яхты для путешествий отличаются прочной, порой утяжеленной конструкцией. Задача производителя в этом случае — обеспечить комфорт и надежность.
Гоночные яхты проектируются для того, что бы выиграть в соревнованиях. Поэтому удобству размещения экипажа уделено меньшее внимание. Конструкторы, рассчитывая на высокую квалификацию экипажа, уменьшают вес яхты, форсируют напряжение в её узлах, что бы достичь максимальной энерговооружённости. С другой стороны, гоночные яхты оснащаются элементами, расширяющими диапазон регулировок, настроек парусов для того, что бы яхта шла быстро во всем диапазоне ветров.
Итак в силу особенностей конструкции, а также своего предназначения наиболее подвержены крену спортивные яхты. На них яхтсмены соревнуются не зависимо от направления и силы ветра, а также совершают различные манёвры с целью выиграть гонку.
Далее будет рассматриваться крен именно для этого типа яхт.
Парусное вооружения яхты
Для понимания действий экипажа в момент когда яхта вошла в крен, необходимо ознакомится с парусным вооружением судна, так как основными действиями команды для выравнивания судна станет управление парусами.
На рисунке указаны названия основных парусов и их частей.
Далее на рисунке изображены названия частей яхты и элементов к которым крепятся паруса.
Да, ещё один важный элемент в управлении парусами, это шкот – трос (верёвка) закреплённая к углу паруса для регулировки натяжения и пространственной ориентации этих элементов оборудования в процессе выравнивания судна из крена.
Ветер и курс яхты
На рисунке отражены названия положений яхты относительно направления ветра. С ними тоже необходимо кратко ознакомится.
Различают два основных понятия:
• истинный ветер – ветер, направление которого мы узнаём из метеопрогноза;
• кажущийся ветер – явление чисто субъективное, яхта при движении под парусами использует именно его, он не качает деревья и не срывает шапки у прохожих, но он надувает паруса и помогает судну идти по курсу.
В парусной терминологии кажущийся ветер называют «вымпельным».
Яхты ходят всегда относительно вымпельного ветра. Курсами с весьма странными названиями, обратите внимание на рисунок. В них также стоит разобраться:
• противный – положение яхты строго против ветра, при этом говорится, что яхта находится в левентике, то есть ее паруса не работают, а полощут на ветру;
• бейдевинд – острый к ветру курс, имеющий достаточный диапазон: он сам может быть острым и полным, то есть между носом яхты и направлением вымпельного ветра есть угол;.
• галфвинд – в полветра, его самое точное название, ветер дует ровно попрек яхты, почти под прямым углом к ее борту;
• бакштаг – полный курс, ветер дует немного с кормы;
• фордевинд – дует ветер ровно в корму, его еще называют попутным курсом.
Наивысшую скорость яхта развивает в полный галфвинд – острый бакштаг.
Чтобы не вдаваться в подробности влияния курса и направления ветра на крен, отметим, что набольший крен яхта получает когда идёт на бейдевинде. В зависимости от угла ветра, крен будет большим или меньшим и выровнять судно будет более или менее затруднительно.
Крен яхты, действия экипажа
Как часто приходится видеть картину. Яхта с выбитыми втугую парусами идёт острым бейдевиндом. Нос зарывается в волну, рулевой висит на штурвале, пытаясь удержать лодку от ударов стихии, перо руля временами до половины выходит из воды.
У обывателя может создаться впечатление, что сильно кренящаяся яхта идёт быстрее. И правда: ветер шумит, брызги летят, вода заливает палубу! На самом деле ври всей захватывающей экстремальности этой ситуации, она достаточно опасна. Крен под углом более 40°, привод к тому, что киль перестаёт создавать уравновешивающую силу и судно может лечь на бок. Тут без опыта и профессионализма команды не обойтись.
Первое, что необходимо сделать, это переместить максимум возможной нагрузки на противоположный накренённому борт, традиционно вся команда «зависает» над волнами чтобы создать противовес силе выводящей судно из равновесия.
Второе это не отпускать руль, так как рулевой поворачивает яхту к ветру таким образом, чтобы результирующая сила была тяговой, а не дрейфовой.
Выравнивание яхты управляя парусами. Какой способ выбрать? Или применить несколько способов последовательно, зависит о ситуации в которой находится яхта, величины угла крена, численности и квалификации экипажа.
Первый способ
Общеизвестен тот факт, что полные паруса обладают большой тяговитостью, но, вместе с тем, на полных (пузатых) парусах вырастает и сила дрейфа, а значит – кренящая сила. Поэтому первое, что нужно попробовать сделать – это уплостить паруса. То есть натянуть их в одну плоскость.
Грот уплощают максимально по всей площади, используя в том числе: оттяжку гика, оттяжку Каннингхэма, грота-шкот и ахтерштаг. Все снасти выбираются втугую, то есть натягивают шкоты. В одну линию от носа к корме.
На стакселе тоже нужно набить стаксель-фал и выбрать шкоты втугую так, чтобы нижняя шкаторина была натянута, как тетива. Для этого полезно переместить каретки стаксель-шкотов по погону в крайнее заднее положение.
Второй способ
Увеличенный твист (скручивание паруса) – это один из традиционных способов борьбы с креном. Когда верхняя часть паруса отваливается (поворачивается) под ветер, она сбрасывает значительную часть ветра и нагрузки, уменьшая тем самым кренящую силу.
Потравить (ослабить натяжение) шкоты, допуская скручивание парусов – самый быстрый способ уменьшить крен лодки. Чтобы увеличить твист грота, надо потравить шкот (не смещая каретку к подветренному борту!). Со стакселем аналогично: потравить шкот, оставив каретку проводки шкота («башмак» место крепления на корпусе яхты) впереди.
Для лучшей балансировки грот и стаксель должны иметь близкий твист (одинаково скручены), в противном случае возрастет усилие на руле.
Третий способ
При усилении вымпельного ветра на бейдвинде необходимо задуматься об уменьшении площади парусов и в первую очередь грота. Именно излишняя парусность приводит к чрезмерному увеличению крена, что в свою очередь вызывает букет негативных последствий, рассмотренных выше. Целью рифления (уменьшения площади паруса) и настройки парусов при усилении ветра является удержание лодки в балансе, то есть получение наибольшей эффективности хода яхты против ветра при минимальной нагрузке на руле.
Что же, можно подвести итоги. Избыточный крен вреден и плохо влияет на управляемость лодки и её скоростные показатели. Оценить величину крена на глаз трудно. Шкиперу может казаться, что его лодка кренится не больше остальных, но существующая на самом деле разница в 10-15 градусов сильно сказывается на скорости и манёвренности. Для оценки крена можно воспользоваться приборами или ощущениями на руле.