коливальний характер. Вертикальні коливання (сила діє в напрямку осі z), що призводять до періодичних занурення і спливання, називають вертикальної хитавицею. Коливання навколо осі у, що викликають способу з борту на борт, називають бортовий хитавицею (змінний крен). Коливання навколо осі х, викликають поздовжні нахилення, називають кільовий хитавицею (змінний диферент).
Сила в напрямку осі х викликає прискорення або гальмування руху, а сила в напрямку осі у-бічний зсув (дрейф). Мо-мент навколо осі z викликає лише відхилення від курсу.
Коливання судна зазвичай відбуваються одночасно, але їх роздільне вивчення полегшує завдання, а результуюче переміщення, визначальне положення судна відносно води, може бути отримано підсумовуванням результатів.
Характеристиками коливального процесу є:
амплітуда хитавиці - найбільше відхилення судна від положення рівноваги;
розмах хитавиці - повне переміщення від одного крайнього положення до іншого (сума двох амплітуд наступних один за одним коливань);
частота хитавиці w - число повних коливань судна за час 2nt;
період хитавиці t - інтервал часу між двома послідовними коливаннями відхилень судна в одному і тому ж напрямку (два розмаху), t = 2p/w;
коефіцієнт динамічності хитавиці - відношення амплітуди хитавиці до амплітуді хвилі, що відбиває реакцію судна на вплив регулярних хвиль.
Якщо збурювальна сила прикладена одноразово, то коливальний процес під дією опору швидко згасає. Амплітуда максимального відхилення залежить від значення прикладеної сили і характеристик судна, а частота або період хитавиці - тільки від характеристик судна. Тому такі коливання називають власними, або вільними.
Найбільш важливим параметром хитавиці є частота, яка при збігу з частотами діючих сил може призвести до резонансних коливанням і значного, іноді багаторазового, збільшенню амплітуди. Забезпечення плавання без потрапляння в умови резонансних коливань покладається на судноводія. При відсутності розрахункових даних з достатньою точністю період вільної бортовий качки може бути визначений за формулe
t q = K k ( B / h 1/2 < i> m ) (1)
де K k - розмірний коефіцієнт (приймають K k = 0,83 -: -0,86 с/м для пасажирських судів, 0,75 -: -0,85 с/м для вантажних суден і 0,62 -: -0,72 с/м для буксирів; великі значення коефіцієнта відносяться до порожнього судна, менші - до груженому);
В - ширина судна, м;
h m - мала метацентріческая висота, м.
З формули (1) видно, що чим менше метацентріческая висота, тим більше період хитавиці, а отже, плавніше хитавиця. Тому в процесі проектування і експлуатації судна прагнуть до того, щоб його метацентріческая висота мала мінімальне значення, що забезпечує безпека мореплавання.
Періоди вільної кільовий і вертикальної качки однакові і наближено можуть бути визначені:
t y = t верт - (2,7 -: -3) Т
де Т - осадка судна, м.
Зв'язок між періодом бортовий качки і метацентричної висотою дозволяє помітити, що при збільшенні остійності (h m зростає) знижується плавність качки ( t q убуває), тобто зростає частота коливань w .
На хвилюванні повторюваність збурюючих сил (зустріч з хвилею) виявляється регулярної, що може призвести до резонансних коливань. Частота зустрічі з хвилею залежить від швидкості судна і хвилі, кута їх зустрічі. Якщо вважати, що судно йде до напрямку поширення хвиль під кутом пЃЄ, те відносна швидкість зустрічі
c '= vcos j В± c B , (2)
де v - швидкість судна, м/с;
з B - швидкість поширення хвилі, м/с (знак плюс відповідає зустрічній хвилі, мінус - попутної).
Частота зустрічі (частота сили, що обурює) відповідає відношенню довжини хвилі до відносної швидкості зустрічі, тобто
t B = l B / c '
Довжина хвилі l B визначається відстанню між двома сусідніми вершинами або підошвами хвиль. Висота хвилі визначається по вертикалі від нижньої точки її западини (підошви) до вищої точки вершини (гребеня). Період хвилі t B визначається часом, у протягом якого дві сусідні хвилі проходять через одну нерухому точку простран-ства. Наближено швидкість поширення хвилі
з в = 1,25 l 1/2 B . br/>
Тоді удаваний період хвилі
t B = l B /( vc...
