Морски капитан А. Анохин
Кандидат на Физико-математически науки ZL Lomakin
Три морски трагедия
Това се случи в средата на миналия век. Скоро след това, последван с Цейлон в Европа barque "Стар" е на остров Света Елена, за да му бързо наближава "зловеща шега." - черен бригантина спечелил страховитата репутация пират Бенито де Сото. На "звезди", където, освен че не многобройни екипаж е имало 25 войници с увреждания и почти едни и същи, не мисля за устойчивостта на жени и деца, но се надява да се отплати, който е бил в багажното отделение на товари. Въпреки това, той не дойде на преговори - кацна на пиратите баржата брутално убити няколко души, включително капитанът, а останалите отредена трюма, изчукване нокти люк. Тогава пиратите разграбени кораба, прибрана кулата, нарязан на мачтата, такелаж и направиха питейна страна, след което се върна на бригантина. Но преди "мрачен неща" в пълен платно вземе екскурзия, Бенито де Сото е убеден, че в случая на "звезди" под ватерлинията пробити дупки в сигурността, които да проведат няколко отделения дойдоха морска вода. Но зловещият план на пиратът не е трябвало да бъде. Защо? Това ще бъде обсъдено по-късно, когато ще разберем на теория.
* * *
В Лондон, на стената на катедралата Сейнт Пол в бронз плоча миналия век приложен. Релефен текст върху него се разказва историята на смъртта на бойния кораб "Капитан" и, може би несъзнателно изразява укор към онези, на чиято вина се е случило.
Battleship "капитан" е построен през 1870 година. Тези, които се има доверие тайните на Военноморските сили на Великобритания, за да се знае, че това творение строители необичайни: това е, така да се каже, се свързват несъвместими - множество оръжия, включително огромни въртящи се кули, мощна страна броня, подсилена стенд и много нисък надводен борд че е трябвало да се намали вероятността от удари на врага черупките. Тя ще изглежда, не по-добре! Вярно е, привлечен като консултант с опит инженер Рийд отново направи необходимите математически изчисления и каза, че въздействието на усилията с малко вятър броненосец заплаши преобръщане. Все пак, това е специалист потвърди математически изчисления, а не е било взето предвид - изключително уважаван Господари на Адмиралтейството настояваха.
Battleship Стартира се проведе, както се казва, с голям шум. И тогава "Капитана", заедно с други десет кораби взеха участие в упражненията. Внезапна буря взривиха. Всички кораби, които не са особено усещат силата си. Всички, с изключение на бойния кораб "Капитан", - преобърнал той. Какво е това произшествие е причинено от?
* * *
Имаше и друг чудесен нощно къпане. Много пътници отидоха на почивка, но значителен брой от тях продължават да се забавляват. И, както изглежда, никой от тях не знаеше, че корабът е влязъл в областта, в която той заплаши, че ще се срещне с айсберги - ледените великани четири пети от които са умело скрити под вода. До известна степен да стане като капитан на пътниците, задвижван от корабособственика поиска да издържат на движещи се графики, предназначени да се установи рекорд Атлантическия скорост на преминаване. Въпреки това, капитанът сложи шест съгледвачи. Но просто сравнение на видимост и скоростта на кораба ще се покаже, че те не могат да се надяват. И наистина, когато един от съгледвачи видяха айсберга и му съобщава, да избягвате plavayushey лед скала че вече не е възможно. Нейната подводна част, тя тихо намали външната обшивка на корпуса по цялата дължина на 90 метра. Трагедията на "Титаник", "екипажа и пътниците (от общо 2200 души са загинали през 1517) е описан в много източници. Ето защо, ние ще се занимае само един въпрос, който, между другото, не е намерил широко покритие. Но всичко е в ред.
Жилетка и съдбата на barque "Стар"
Известно е, че всеки ученик от Архимед "принцип на плавателност съд въз основа свойство - способността да се плува с желания спад, извършване на оборудването и стоките, необходими за нормална работа.
На кораб в спокойна вода (Фигура 1, а.) Има два вида сили: тежестта, която е свързана в центъра на тежестта G на кораба и насочени вертикално надолу (към центъра на Земята) и силата на хидростатичното налягане, който се прилага в т.нар velichinyS центъра и насочена вертикално нагоре. Под влиянието на последната тенденция да принуди кораба да плава, така че той се нарича силата на поддръжката.
Ако теглото на кораба над поддържането на властта, кораб, природни мивки. Между другото, той е искал да се възползва от Бенито де Сото "свалянето" кора "Стар" морска вода.
Жилетка кораб по време на работата на капитана се изисква да използват много математически понятия и методи за изчисление. По-специално, това изисква чертежа на кораба и свързаните с него фактори, параметрите, които определят разтоварването на кораба, равновесната уравнението на кораба; изчислено от теглото на плавателния съд и координатите на центъра на тежестта, обем на изместване и координати на стойност център, промяна от приемната вдлъбнатината на товара; определя броя на тон за единица валежи. И всичко това изисква големи и точни математически изчисления.
Нека сега се върнем към затворниците в трюма на "звезди". Те успяха да прати шибидах. Част от трюма наводнени с вода, корабът допълнително потопен. Въпреки това, Бенито де Сото объркал - запазване на силата е достатъчно, за да лае, за да се задържи на повърхността. Въпреки, че капитанът е бил убит, което ще направи необходимите изчисления и е установено, че корабът не е в непосредствена опасност от потъване, на оцелелите членове на екипажа са знаели, че с размера на товара, че пиратите са напуснали кораба да ограбят, те остават плаваемост. Това ги е вдъхновен в отчаян опит да спаси кората и издържат до момента, когато те са били вдигна моряци от преминаването на плавателен съд е била близо баржата движи ще елементите.
Стабилността и загубата на "капитан"
Стабилност е способността на кораба, външните сили, получени от равновесното положение, за да се върнете към него, след прекратяване на експозицията. Загуба на стабилност - преходно вид катастрофа, което често води до смъртта на не само на кораба, но екипажа.
Разграничаване между надлъжна и напречна стабилност на плавателния съд. Най-голямата опасност при плаване представлява загуба на напречната стабилност. Наклонът на съда в напречна равнина, перпендикулярна на равнината на ватерлинията, наречен ролката, наклонът в надлъжната равнина - подреден.
Изясняване на концепцията за стабилност в случай на ролката.
Очевидно е, че за остатъка от плаващ кораб е необходимо да се власт и (вж. Фиг. 1а) са равни по сила и по отношение на тяхното прилагане лежат на една и съща вертикала.
При наклон на кораба по всяко борда под действието на наклон момента MK (например, внезапно разрушаване на вятъра, като с броненосец "капитан") с ъгъл р център на подемната сила съд, поради промени във формата на подводния обема на съда (Фигура 1, б.) Се придвижва в посока на ролката от позиция до позицията на C0 Cq. В курсове теория апарат съд е доказано, че за малки ъгли на наклон път на стойност център могат да бъдат взети като окръжност с център в точка М (вж. Фиг. 1, б) и радиус R. точка М се нарича напречни metacentres. R - напречна метацентрична радиус.
След това двойката и приложен съответно в точките G и G0. Той образува т.нар намаляване momentMV. В теоретична механика курсове доказват, че възстановяването на момента, може да се определи по формулата
където Н = R - ZG + ZC. и ZG ZC - съответно, координатите на центъра на тежестта и стойността на избраната център координатна система. В съответствие с този израз може да бъде три случая на ролката.
1. MB> 0, т.е. центъра на тежестта е под метацентъра (вж. Фиг. 1Ь). След възстановяване момент действа от страна връщане на кораба в изправено положение; стабилност на кораба.
CF 2 = 0, т.е., на центъра на тежестта съвпада с metacenter (фиг. 2а). Тогава силата на тежестта и силата, действаща върху поддържането на права линия и намаляване възниква времето. Този случай се отнася до случая на нула стабилност на кораба; почти neostoychivo кораб.
3. MW <0, то есть центр тяжести лежит выше метацентра (рис. 2, б ). Тогда восстанавливающий момент действует в ту же сторону, что и кренящий момент, — в сторону увеличения крена; судно неостойчиво.
Когато корабът се наклони на една голяма ъгъл р физическа същност на явлението не се променят, само формулата за намиране на стабилността на рамото GK става все по-сложно.
По този начин, на стабилността на кораба трябва да може да разчита на някои закони при проектирането на кораба (което тези изчисления инженер Reed и пренебрегвани, когато се решава да построи боен кораб "Капитан").
Но тези изчисления дизайнерите трябва да имат предвид, че прекомерната стабилност, също не може да се разглежда като положително явление, като кораб с прекомерната стабилност, преживели остър руло, което се отразява на благосъстоянието и здравето на екипажа и кораба машината.
И при експлоатацията на всеки капитан на кораб помни, че всички адекватна стабилност неразумни действия могат да доведат до neostoychivoe състояние. Например, ако капитанът на риболовния кораб, пленен от риболов (уловена такава богата училище!), Да не се погрижи за това своевременно да бъдат обработени и пуснати улова в трюма, на палубата има твърде много риба. В резултат на центъра на тежестта на кораба се издига над метацентъра и кораб губи стабилност.
Когато се работи върху съдовете трябва да са наясно, че рецепцията и отстраняване на товари относителното положение на центъра на тежестта и центъра на стойността на климата, което води до промяна в стабилността. Ето защо, по време на превоз на товари по море и в пристанище капитанът надзирава и регулира стабилността на кораба. За тази цел по време на товарни операции произвеждат изчисление стабилност в съответствие с определени формули и схеми, като се вземат предвид тежестта и мястото на разположение на борда на гориво, питейна вода, баласт, снабдяването с хранителни продукти, и са получили или наети стоки.
Потъне и разпадането на "Титаник"
Всеки плавателен съд трябва естествено да има потъване. което означава, че способността да се задържат на повърхността и не обръщам, когато наводнението на купето си. С други думи, в случай на наводнение на едно или повече отделения на кораба трябва да поддържа плаваемост и устойчивост.
Какво се е случило, за да се повреди тялото "Титаник"? Според един от свидетелите на катастрофата, първото гигант замахна към малък подутост, лъчезарните светлини илюминатори и прозорци, облягайки само малко по носа. След това отрежете започна рязко да се увеличи. Водата напуска моста и частта на носа и кърмата част повдигнат нагоре. В рамките на няколко минути от "Титаник" се изправи почти вертикално и след това да отиде дълбоко.
Да, плаващ остров, след като контузия държат над водата само два часа. И това се е случило, тъй като основните изисквания на наводнение са били нарушени по време на проектирането и строителството на "Титаник": надлъжни водонепропускливи прегради, отделящи едно отделение от друга страна, не са били приведени в съответствие със горната палуба, палубни люкове не са водоустойчиви. В тази връзка, и като се има предвид решенията, взети след смъртта на "Титаник" на съда в Лондон, академик Алексей Крилов пише: "По този начин, цялата вина е изцяло хвърли вината върху капитана, храбро загинал на поста си за себе си като дизайн недостатъци, които са довели до смъртта си при сравнително малко щети, не се споменава нито дума в решението на съда. "
Основателите на науката на наводнения, са адмирал Макаров, акад AN Крилов и IG Бубнов професорът. Тя Крилов, въз основа на идеята за Макаров, разработена теоретичната страна на наводнения, наводнения и създаден на масата. Между другото, през 1905 г., по време на Руско-японската война, в битката при Цушима, при който загинаха трима от бойния кораб, от същия тип с тях и да не получава по-малко щети "Орел" беше запазена, като машинен инженер боен кораб на практика се използват изследвания Крилов ,
Що се отнася до таблиците непотопяема Крилов, да им позволи да водят успешна борба за оцеляване на кораба, от 1930 те са били приети във флота за почти всички страни на света.
Безопасността на кораби днес
Но, може би, напредъкът в науката и технологиите в областта на корабоплаването и корабостроенето по същество е понижило притеснения за плавателността на кораба и по този начин намалява стойността на математиката? И независимо дали е необходима математика в други важни области от ежедневната работа на капитана?
Сега морски елемент остава същото заплашително и коварно, то винаги е било. Постиженията на съвременната наука и технологии, разбира се, повдигнати на нивото на безопасност на корабоплаването, но, от друга страна, се е увеличил драстично обема, разнообразието и сложността на задачите, които решават днешните моряци.
По този начин, в началото на 1982 г., с голям капацитет кораб "сребро" животно лови в леда на Арктика. Когато имаше внезапен напредък на пакет лед, уменията на капитана и моряците начело възможност да се избегне катастрофалните последици, но на кораба е все още две дупки: в спомагателния машинното отделение и в първите три притежава. Моряците се справиха с диригент дупки. Но в борбата за оцеляване на капитана и помощниците му взеха съда бързо да се направи много сложни и точни математически изчисления, показващи какво трябва да се направи, за да се намали опасно тапицерия в случай на наводнение на повредените отделения (разбира се, като се има предвид разпределението на наличните стоки на борда на кораба).
За съжаление, в много страни, за да се гарантира безопасността на корабите и борбата за оцеляване на кораба не винаги се извършва успешно. Според асоциацията "Instityut anderayters на Лондон", която обединява над 100 застрахователни компании през 1979 г., световен флот търговец претърпяла най-големи загуби по време на съществуването на корабоплаването. И почти всички изгубени кораби бяха под ръководството на застрахователните компании на капиталистическите държави. Кръстен асоциация остро разкритикува корабособственици, че ". наруши разпоредбите и не успяват да спазват основните правила за безопасност, почти никакво внимание на обучението на екипажите. " Добре известната застрахователна компания "Лойдс корабен регистър" по-рано му харесва в контакт със собствениците на кораби с отчаян апел по всеки възможен начин за укрепване на теоретичното и практическо обучение на морските лица, особено на капитаните. Каза застрахователната компания беше принудена да обжалва директно на моряците: "Научете се! Постоянно се учи, ако не ще почива на дъното! Курсът е кръстен Технически Невежеството води до катастрофа! "
Без съмнение, математиката е основен фундамент на обучението като цяло и навигатор моряк. Това вече беше споменато, при допир, като мореходност като подемната сила, стабилност и потъне. Знания по математика е необходимо, както и за повечето други ежедневни задачи капитан.
Математика и навигация днес
Един от най-важните задачи на навигация в открито море или океан - задачата за избор на най-добрия курс. Когато курса е поставен върху достатъчно голямо разстояние, повърхността на Земята не може да се счита за плоска. След това използвайте най-простият модел на навигацията пространство - една сфера. Най-късото разстояние от една повърхност към друга точка на Земята е голям кръг дъга (фиг. 3). Намиране на параметрите на движение на кораба се сведат до намиране на сферични триъгълни елементи. Ето защо, традиционното разделение на "Работа" специални курсове е сферична тригонометрия. където основните изходни формули свързващи елементи сферичен триъгълник (така наречената формула на Sines, уют и cotangents).
Всички изчисления се извършват по строго обмислени схеми, резултатът трябва да се оценява от гледна точка на надеждност и точност. Тази оценка се извършва в съответствие с правилата и формулите на теорията на грешки. Ето защо, в насоките за "математическите основи на навигация" определя елементите на курсове по теория на вероятностите и математическа статистика.
Математика и трябва да притежавате морски астрономията.
Без математика е невъзможно да се овладее и успешно използват техническите средства за навигация.
Продължи по-нататък списък няма смисъл.
Акад AN Крилов споменато по-горе, математик и корабостроител, каза на своята професия, че тя е - ". приложение на математиката до различни въпроси на морското дело. " По същия начин, както и на капитана!
Свързани статии