Теория качки судна

раздел теории корабля, в котором методами механики и гидродинамики изучаются колебания плавающего судна под воздействием внешних сил. Позволяет предсказать характер поведения судна в морских условиях, для того чтобы учесть при его проектировании вредные последствия качки, разработать мероприятия по изменению ее характера в желательном направлении и создать методы расчета специальных устройств - успокоителей качки. Наиболее практический интерес представляет исследование качки судна на волнении. Помимо определения сил, действующих на судно, теорией качки предусматривается составление и решение дифференциальных уравнений движения судна, находящегося под воздействием заданной системы сил. В зависимости от использования линейных и нелинейных дифференциальных уравнений теория качки разделяется на линейную и нелинейную. В отличие от линейной теории, основанной на допущении о малости отклонений судна от положения равновесия, в нелинейной теории изучается проблема качки конечной амплитуды. Первые решения задачи о качке судна принадлежат Л. Эйлеру, который в 1749 г. вывел формулы для расчета периода качки на тихой воде, и Д. Бернулли, создавшему элементарную теорию качки судна на волнении (1757). В ней объяснялось явление резонанса при совпадении периода волн с периодом качки судна на тихой воде. Значительный вклад в теорию качки внес У. Фруд, разработавший теорию бортовой качки судна, размеры которого малы по сравнению с размерами волны. Создателем современной теории качки судна на регулярном волнении, получившей всеобщее признание и мировую известность, является А. Н. Крылов. Эта теория (1898) основана на гипотезе, согласно которой на каждый элемент смоченной поверхности судна действует такое давление, какое наблюдается в соответствующей точке волнующейся жидкости при отсутствии судна. Принятая гипотеза позволила учесть влияние размеров корпуса и формы обводов судна на характеристики качки. Теория качки, разработанная А. Н. Крыловым, при вычислении гидродинамических сил, действующих на качающееся судно, не учитывает взаимодействие между судном и волновым потоком. На необходимость учета этого взаимодействия впервые указал Н. Е. Жуковский в работе, посвященной качке прямоугольного понтона на длинных волнах (1907). Развитие классической теории качки шло по следующим направлениям: 1) уточнение и усовершенствование методов практического расчета качки посредством введения в уравнения качки сопротивленных и присоединенных масс; приложение общей теории качки к решению задач нормирования остойчивости и прочности судов; 2) создание гидродинамической теории качки, в которой при вычислении гидродинамических сил, действующих на качающееся судно, принимается во внимание взаимодействие между корпусом и волновым потоком жидкости.