Заливаемость. Движение судна, испытывающего качку, может сопровождаться дополнительными проблемами, одной из которых является заливание – прием больших масс воды на палубу. При анализе мореходности обычно рассматривается заливание судна встречной волной через бак («зарываемость» в волну). Явление принятия воды на носовую часть палубы судном на встречном волнении, называется в англоязычных источниках «Green waters. Такая заливаемость считается сильной, когда длина покрываемой водой носовой части судна составляет 0,15L и более. Если волны достигают палубной линии в любой точке по длине судна и только некоторые из них превышают ее, заливаемость считается умеренной. Заливания нет, когда вода не попадает на палубу.
Интенсивность заливания зависит от состояния моря, скорости и курса судна, его загрузки, формы корпуса, особенно носовой оконечности. Наибольшее заливание происходит на встречном волнении, когда судно в полном грузу и длина волн близка к длине судна. Условие максимальной заливаемости на встречном волнении, согласно исследованиям Р.Н.Ньютона, может быть представлено соотношением:
Заливание палубы появляется не только на встречном волнении, но и при других его курсовых углах, когда большие массы воды могут попадать на палубу со стороны бортов, угрожая выломать фальшборт и нанести повреждения объектам на палубе. На попутном волнении заливание может происходить через корму. Например, при следовании на попутном очень крупном волнении судно может испытывать сильную смешанную качку и принимать через борта и корму слишком много воды на палубу, чем создается угроза вскрытия грузовых люков и различных повреждений. Заливание также наблюдается при движении лагом к волне при режиме движения, близком к резонансной зоне. Особенно сильно оно в условиях резонанса.
Слеминг (от англ. slam – хлопать) – явление удара днищевой части носовой оконечности корпуса о воду в процессе качки при движении судна на встречных волнах. Удар сопровождается содроганием корпуса вследствие внезапного нарастания нагрузки на днище и медленно затухающей вибрации. Такую общую вибрацию корпуса называют випингом. Различают еще незатухающую вибрацию (спрингинг), обусловленную возбуждением изгибных колебаний корпуса под действием периодически изменяющихся гидродинамических давлений на встречных волнах. Появление слеминга зависит от размеров судна, осадки носом, формы корпуса, состояния моря, курса и скорости судна. Особенности слеминга как физического явления определяются в основном совместным выполнением двух условий: оголением днища и входом его в воду с достаточно большой вертикальной скоростью относительно воды.
Слемингу непременно предшествует оголение днища, возникающее чаще всего при встрече с волнами, близкими по длине к судну. Гидродинамические удары по днищу и общая вибрация корпуса могут быть причинами нарушений местной и общей прочности судна. Повреждения обычно развиваются медленно в виде накопления пластической деформации обшивки и элементов набора корпуса. Внешним проявлением ударов служит образование мощных всплесков воды вдоль борта у форштевня, обрушивающихся на палубу в виде струйно-брызговых потоков.
Условие возникновения слеминга. Слеминг появляется при сильном волнении с носовых курсовых углов, когда:
Слеминг обычно возникает у судов с малой осадкой носом (при плавании в балласте или с неполным грузом на встречном волнении). Вероятность опасных ударов тем выше, чем больше высота волн и скорость судна. Наблюдаются они на встречном волнении в широком диапазоне курсовых углов. Поэтому отклонение по курсу от чисто встречного движения не всегда является эффективным средством против слеминга. Исключить опасные удары волн легче снижением скорости или увеличением осадки судна носом [3]. Чтобы избежать неприятных последствий слеминга, капитаны обычно снижают скорость судна. Выбор режима хода носит субъективный характер. Он зависит от опыта судоводителя, а также от психологического воздействия на экипаж сотрясений корпуса. Чем интенсивнее волны и ветер, тем меньшую скорость можно допустить при постоянной осадке носом или тем большая осадка носом требуется для сохранения прежней скорости судна.
В штормовых условиях на встречных и косых относительно волн курсах, особенно когда судно имеет большой развал бортов, наблюдаются также удары волн в борт носовой оконечности судна. Такое явление называется бортовым слемингом.
Випинг (от англ. whip — хлестать) представляет собой упругие неустановившиеся колебания корпуса судна, вызываемые ударами его днища и бортов о воду и накатом воды на открытые участки палуб при движении на волнении. Випинг появляется через случайные интервалы времени, имеет характер затухающих колебаний с частотой первого тона свободной вибрации корпуса. Напряжения в продольных связях, вызванные випингом, накладываются на напряжения от волновых изгибающих моментов. При неблагоприятных условиях плавания они могут быть причиной усталостных деформаций и повреждений конструкций корпуса.
Явления заливания и випинга вызывают повреждения бака, наружной обшивки, люковых закрытий, палубного оборудования и т.д.
