Плавучість

Запас плавучості визначається як процентне відношення об'єму водонепроникних відсіків вище від ватерлінії до загального водонепроникного об'єму. Будь-яке порушення непроникності приводить до зниження запасу плавучості. Для корабля (судна), у якого корпус водонепроникний до головної палуби:

${\displaystyle W={\frac {V_{H}}{V_{O}}}\cdot 100\%,}$

де V_H — об'єм підпалубних приміщень над ватерлінією, V_O — увесь об'єм підпалубних приміщень.

Рівняння рівноваги' у цьому випадку має вигляд:

${\displaystyle P=\gamma (V_{O}-V_{H}),}$ або:

${\displaystyle P=\gamma \cdot V,}$

де P — вага судна, γ — питома вага води, V — занурений об'єм, і має назву основного рівняння плавучості.

З нього випливає наступне:

• при незмінній питомій вазі γ зміна навантаження P супроводжується пропорційною зміною зануреного об'єму V до досягнення нового положення рівноваги. Тобто, при збільшенні навантаження судно «сідає» у воду глибше, при зменшенні спливає вище.
• при незмінному навантаженні P зміна питомої ваги води γ супроводжується обернено пропорційною зміною зануреного об'єму V. Так, у прісній воді судно сидить глибше, ніж у солоній.
• зміна об'єму V при інших сталих параметрах супроводжується зміною осадки. Наприклад, при баластуванні забортною водою або аварійному затопленні відсіків можна вважати, що судно не прийняло вантаж, а зменшило занурений об'єм, і осадка збільшилася — судно сидить глибше. При відкачуванні води відбувається зворотне.

Фізичний зміст запасу плавучості — це об'єм води, який судно може прийняти (наприклад, при затопленні відсіків), ще залишаючись на плаву. Запас плавучості виражається зазвичай у процентах від водотоннажності по конструктивній ватерлінії. Запас плавучості 50 % означає, що водонепроникний об'єм, розміщений вище за ватерлінію дорівнює об'єму, що знаходиться нижче від неї. Він залежить від призначення судна, сезону, виду вантажу та інших факторів. Для річкових суден запас плавучості становить 10…15, для танкерів — 15…25, для суховантажних — 25…50, для пасажирських — 80…100 %[2]. Вважається, що чим більший запас вдалося отримати при виготовленні, тим краще.

Приклад вантажної марки

Коли об'єм прийнятої води (для надводного судна) в точності дорівнює запасу плавучості, вважається що плавучість втрачено — запас дорівнює 0 %. За цих умов судно занурюється по головну палубу і знаходиться у нестійкому стані, коли будь-який зовнішній вплив може викликати його занурення під воду. У теорії цей випадок називається нейтральною плавучістю.

При прийнятті об'єму води більшого ніж запас плавучості (або будь-якого вантажу, більшого за вагою) кажуть, що судно отримує негативну плавучість. У цьому випадку воно нездатне плавати й затоне.

Тому для судна встановлюється обов'язковий запас плавучості, який воно повинно мати у непошкодженому стані для безпечного плавання. Він відповідає повній водотоннажності і маркується ватерлінією та / або вантажною маркою.

Запас плавучості судна є важливим з точки зору забезпечення вимог до остійності. Окрім того, він необхідний для забезпечення непотоплюваності у разі попадання води всередину корпусу. Запас плавучості судна в першу чергу забезпечується висотою надводного борту. Мінімальна висота надводного борту визначається в усьому світі однаково згідно з «Міжнародною конвенцією про вантажну марку» 1966 року залежно від типу судна, його довжини, довжини надбудови та інших параметрів. Класифікаційне товариство (Регістр, наприклад, Регістр судноплавства Ллойда) видає на судно «Міжнародне свідоцтво про вантажну марку», де вказаний надводний борт від палубної лінії залежно від району плавання, пори року, густини води. На основі цього свідоцтва на середині судна на обох бортах наноситься вантажна марка.