Stateczność - Polski Serwis Naukowy

Działanie sił w czasie przechyłu statku.
G – środek ciężkości, F – środek wyporu, F1 – środek wyporu w czasie przechyłu, M – pozorny środek obrotu, D – siła wyporu, P – siła ciężkości jednostki pływającej, φ – kąt przechyłu, W – poziom wody przed przechyłem, W1 – poziom wody w czasie przechyłu

Stateczność – pojęcie z teorii okrętu dotyczące zdolności jednostki pływającej do przeciwstawiania się siłom zewnętrznym mogącym spowodować jego przewrócenie. Wyróżnia się stateczność wzdłużną i poprzeczną.

Statek wodny – dość szerokie i nie do końca sprecyzowane pojęcie, zawężające określenie jednostki pływającej do takich jednostek, które mogą poruszać się samodzielnie, lub też, w myśl innych definicji, są wykorzystywane ogólnie jako środek transportu (z własnym napędem lub bez). Przykładowo w rozumieniu międzynarodowego prawa drogi morskiej statek oznacza wszelkiego rodzaju urządzenie pływające, nie wyłączając urządzeń bezwypornościowych i wodnosamolotów, używane lub nadające się do użytku jako środek transportu wodnego.

Żegluga – jedna z form komunikacji, transport wodny. Oznacza w szczególności przewóz statkami, w celach zarobkowych, pasażerów i ładunków, przez wody morskie lub śródlądowe.

Uproszczoną definicją stateczności jest stwierdzenie – zdolność powracania do stanu równowagi założonego podczas projektowania oraz określonego podczas normalnej eksploatacji jednostki pływającej, zaburzonego przez siły zewnętrzne (falowanie morza, wiatr itp.).

Przy rozpatrywaniu stateczności poprzecznej podstawowymi pojęciami są: wysokość metacentryczna (dot. tzw. stateczności początkowej) i stateczność przy dużych kątach przechyłu.

Jacht – jednostka pływająca o napędzie żaglowym lub motorowym, w zależności od konstrukcji i wyposażenia służąca najczęściej do celów turystycznych. Jachty budowane i wykorzystywane są także do rekreacji, uprawiania sportu, do celów szkoleniowych lub reprezentacyjnych.

Jednostka pływająca – pojęcie szersze w stosunku do statku wodnego. Jest to każda konstrukcja zdolna do samodzielnego unoszenia się na powierzchni wody lub do czasowego przebywania pod jej powierzchnią, z napędem własnym ew. cudzym (holowana lub pchana), lub też zakotwiczona na stałe, o jednym lub wielu z niżej wymienionych przeznaczeń:

Ze względu na rodzaj działających sił zewnętrznych stateczność można podzielić na statyczną i dynamiczną.

W przypadku zdecydowanej większości jachtów balastowych, mylne jest założenie, jakoby środek ciężkości leżał poniżej środka wyporu. Taki przypadek, który bywa nazywany statecznością ciężaru można spotkać tylko w niektórych wyczynowych konstrukcjach regatowych.

Gdy środek ciężkości statku leży powyżej środka wyporu mówi się także o stateczności kształtu, a równowaga jednostki w takim przypadku zależna jest od szerokości kadłuba (wodnicy pływania).

Wodnica (linia wodna) - teoretyczna krzywa wyznaczona na kadłubie statku (okrętu) przez przecięcie się z nim powierzchni równoległej do lustra wody. W rzucie bocznym kadłuba jest linią prostą. W uproszczeniu, jest to linia wyznaczana na kadłubie przez poziom spokojnej wody, przy określonym stopniu załadowania jednostki pływającej. Rozróżnia się wodnice:

Kadłub statku wodnego – konstrukcja przestrzenna statku nadająca mu kształt oraz zapewniająca mu pływalność. Złożona jest z elementów konstrukcyjnych, jak np.: poszycie (dna, burt i pokładu), wręgów, stępki, pokładników, tylnicy, dziobnicy, nadbudówki, itp. Kształt jak i wytrzymałość kadłuba zależą od przeznaczenia jednostki i wymogów określonych przepisami (np. towarzystw klasyfikacyjnych).

W celu zapewnienia właściwej stateczności jednostki i uniknięcia ryzyka jej utraty Międzynarodowa Organizacja Morska wprowadziła specjalne kryteria dla statków towarowych i pasażerskich, będące warunkami dopuszczenia do żeglugi. Specyficzne kryteria dotyczą statku przewożącego ziarno.

Wyporność – podstawowy parametr określający wielkość okrętów, rzadziej innych jednostek pływających. Wyporność jest miarą siły wyporu, określa masę wody wypartej przez zanurzoną część okrętu zgodnie z prawem Archimedesa (objętość zanurzonej części okrętu pomnożoną przez ciężar właściwy wody). Miarą wyporności jest tona (1000 kg) lub tona angielska (1016 kg).

Ziarniak (caryopsis) – suchy, twardy, jednonasienny owoc traw. Większą część ziarniaka stanowi nasienie, które jest wypełnione w większości przez bielmo, oraz niewielki zarodek. Nasienie pokryte jest okrywą owocowo-nasienną. Głównym materiałem zapasowym jest skrobia stanowiąca 50-70% całej masy ziarniaka. Ziarniaki mają skórzastą owocnię zrośniętą z łupiną nasienną.

Dodatkowe wymogi statecznościowe przy przewozie ziarna luzem

Ziarno jest specyficznym towarem ulegającym podczas transportu morskiego niebezpiecznym zjawiskom:

Przemieszczanie się, powodujące nierównomierne rozmieszczenie masy ziarna spowodowane siłą bezwładności generowaną przez statek podczas kołysań na fali
Osiadanie, czyli zmniejszenie objętości zajmowanej przez ziarno, wynikające z faktu, iż podczas podróży morskiej ziarno sukcesywnie wypełnia wolne przestrzenie powstałe w całej objętości w trakcie załadunku

Oba zjawiska są groźne, gdyż mogą spowodować stały statyczny przechył lub utratę stateczności jednostki, dlatego każdy statek przewożący ziarno luzem musi spełniać wymogi stateczności wynikające z kodeksu International Grain Code:

GMp (wysokość metacentryczna poprawiona o wpływ swobodnych powierzchni cieczy) ≥ 0.30 m
Ф (statyczny kąt przechyłu od przesypania się ziarna) ≤ 12ْ
Pole figury utworzonej przez krzywą ramion prostujących, kąt Ф min oraz krzywą ramienia przechylającego od przesypania się ziarna lz, powinno być nie mniejsze niż 0,075 mrad (patrz rysunek)

Oznaczenia:

kąt Ф min – najmniejszy spośród trzech: kąta zalewania, kąta 40, kąta największej różnicy pomiędzy krzywą ramienia przechylającego od przesypania się ziarna lz a krzywą ramion prostujących
Mv – moment statyczny objętościowy wytworzony przez przesypujące się ziarno (tabele podają oddzielne momenty dla każdej z ładowni, które to momenty sumujemy) [ $m^4]$
kp – współczynnik sztauerski ziarna [ $m^3/T]$
D – wyporność statku [T]
lz – ramię przechylające statek wskutek przesypania się ziarna [m]

Zobacz też

próba przechyłów

stateczność (mechanika)