Błękitny Piotruś> Materiały szkoleniowe> Stateczność jachtu
Stateczność jachtu - zapobieganie wywrotkom
Siła aerodynamiczna A i hydrodynamiczna R działają na różnych wysokościach, dlatego powstaje moment obrotowy przechylający jacht. By moment prostujący miał wartość dodatnią, nie jest potrzebne, aby jak podaje wiele podręczników, punkt przyłożenia wypadkowej siły ciężkości Fc znajdował się poniżej punktu przyłożenia wypadkowej siły wyporu Fw. Mało tego, nie ma w tej chwili jachtu, który by posiadał taka własność. Zdolność jachtu do powrotu do pozycji pionowej (początkowej) nazywa się statecznością.
Najważniejsza z punktu widzenia bezpieczeństwa żeglugi jest stateczność poprzeczna.
Stateczność poprzeczną (przeciwdziałanie przechyłom jachtu na burty) może zapewnić:
- odpowiedni kształt kadłuba (stateczność kształtu),
- balast (stateczność ciężaru)
W rzeczywistości jachty wykorzystują zarówno stateczność kształtu jak i ciężaru, ale lekka łódka mieczowa typu Omega bazuje w większym stopniu na stateczności kształtu a duży jacht morski korzysta w większym stopniu ze stateczności ciężaru.
4.6.1 Stateczność kształtu
Środek ciężkości Sc znajduje się powyżej środka wyporu Sw (jest to punkt ciała, na który działa wypadkowa sił wyporu, znajduje się on w geometrycznym środku zanurzonej części kadłuba). Do punktu środka ciężkości przyłożona jest siła ciężkości Fc, a do punktu środka wyporu, siła wyporu Fw. W pozycji pionowej siła ciężkości i siła wyporu leżą na tej samej prostej ich działanie znosi się. Podczas przechyłu, położenie środka ciężkości (najczęściej) nie zmienia się, natomiast położenie środka wyporu „ucieka” w bok w stronę przechyłu, powoduje to powstanie momentu prostującego sił. W miarę wzrostu tego momentu zdolność powrotu jachtu do pozycji pionowej rośnie. Największy moment prostujący występuje przy kącie przechyłu jachtu równym 30 – 45 stopni, po przekroczeniu tego kąta wartość momentu prostującego maleje i przy kącie krytycznym wynoszącym około 60 – 80 stopni spada do zera. Przy większych kątach przechyłu jacht cechuje tzw. stateczność ujemna, gdyż przyjmuje wartości ujemne, czyli ujemny moment prostujący pomaga wywrócić jacht. Jeżeli jacht mimo balastowania osiąga wartości większe od kąta, przy którym występuje największy moment prostujący należy wyluzować szoty, a tym samym zmniejszyć siłę przechylającą jacht, jeżeli taka sytuacja powtarza się należy zmniejszyć powierzchnię ożaglowania (zarefować bądź zrzucić żagle). W przeciwnym wypadku prowadzi to nieuchronnie do wywrotki jachtu.
4.6.2 Stateczność ciężaru
Występuje na jachtach balastowych. Środek wyporu Sw znajduje się także powyżej środka ciężkości Sc. W miarę wzrostu kąta przechyłu ramię sił ciągle rośnie aż do kąta 70o – 90o (w zależności od typu jachtu). Czyli im mocniej przechyla się jacht balastowy tym większy moment prostujący pojawia się aż do wartości ok. 90o, potem wartość momentu prostującego stopniowo maleje by przy wartości ok. 135o (wartość orientacyjna zależna od typu jachtu) osiągnąć 0.
Teoria o niewywracalności jachtów balastowych to tylko teoria. Każdy jacht się przewraca i żaden slogan tego nie zmieni. Dlatego należy uważać jacht za poprawnie skonstruowany, gdy spełni następujące postulaty:
- przechylony o 90 stopni będzie posiadał dodatni moment prostujący
- moment prostujący będzie wzrastał w możliwie dużym przedziale kątów przechyłu, a malał wolniej niż zmniejszanie się momentu przechylającego (dla przechyłów od 0 do 90 stopni)
- obszar równowagi statecznej jachtu przechylonego o 180 stopni będzie możliwie mały, czyli stosunkowo nieduże oddziaływanie będzie w stanie spowodować powrót jachtu do pozycji wyjściowej
Dwa pierwsze postulaty są ujęte odpowiednimi przepisami nadzoru technicznego, trzeci jest wymogiem dobrej praktyki morskiej dla jachtu przewidzianego do żeglugi po akwenach oceanicznych o dużej fali.
Podstawą oceny stateczności jest wykres momentu (lub ramienia) prostującego w funkcji kąta przechyłu, czyli tzw. krzywa Reeda.
Krzywa ramion prostujących - krzywa Reeda, przykłady (α - kąt przechyłu, h - ramię prostujące)
