UK 
EnglishТипова
Polski🚢 Плавучість Судна
Досліджуйте принцип Архімеда та стійкість судна — змінюйте форму корпусу, вантаж і густину води.
🚢 Про цю симуляцію
Ця симуляція моделює плавучість і поперечну стійкість спрощеного прямокутного корпусу судна за принципом Архімеда. Виштовхувальна сила дорівнює вазі витісненої морської води (F_b = ρ·V·g, де ρ = 1025 кг/м³), тож судно спливає на такій ватерлінії, де плавучість зрівноважує вагу. Змінюючи ширину, осадку, висоту корпусу й вантаж, ви можете спостерігати, як зміщуються центр плавучості, центр ваги та метацентр, і бачити, як результуюча метацентрична висота GM визначає, чи судно вирівняється, чи перекинеться.
🔬 Що показано
Вигляд корпусу збоку з ватерлінією, а також точки B (центр плавучості), G (центр ваги) і M (метацентр). Обчислюється водотоннажність (ρ·V), метацентричний радіус BM = I/V, де I = L·B³/12, потім GM = KM − KG, період качки T = 2π·k/√(g·GM) з k ≈ 0.35·B, і відновлювальне плече GZ = GM·sin(θ). Друга панель показує криву відновлювального плеча GZ залежно від кута крену.
🎮 Як користуватися
Використовуйте повзунки, щоб задати ширину (8–40 м), осадку (2–15 м), висоту корпусу і вантаж (0–100%, що піднімає центр ваги). Повзунок кута крену (−45° до 45°) нахиляє корпус для перевірки стійкості. Кнопки пресетів завантажують реалістичні судна — контейнеровоз, танкер з низькою GM, вітрильну яхту, пором і понтон, — а панель живої статистики показує водотоннажність, GM, період качки, GZ та вердикт щодо стійкості.
💡 Чи знали ви?
Дуже велика GM робить судно «жорстким» — воно різко вирівнюється з коротким, некомфортним періодом качки, — тоді як мала додатна GM дає повільну, м'яку качку, але малий запас проти перекидання. Кораблебудівники навмисно цілять у помірну GM, щоб збалансувати безпеку з комфортом пасажирів і вантажу.
Часті запитання
Що таке метацентрична висота (GM) і чому вона важлива?
GM — це вертикальна відстань між центром ваги судна (G) і його метацентром (M), тут обчислена як GM = KM − KG. Коли GM додатна, метацентр розташований вище центра ваги, тож невеликий нахил створює відновлювальний момент, що повертає судно у вертикальне положення. Якщо GM стає від'ємною, судно нестійке й перекинеться, тому це найважливіша міра початкової стійкості.
Як симуляція обчислює плавучість і водотоннажність?
Використовується принцип Архімеда: виштовхувальна сила дорівнює вазі витісненої рідини, F_b = ρ·V·g. Занурений об'єм V наближено обчислюється як прямокутник: ширина × осадка × довжина (довжина фіксована на 80 м для відображення), а водотоннажність — це ρ·V, де ρ = 1025 кг/м³ для морської води. Судно перебуває у рівновазі, коли ця виштовхувальна сила дорівнює його загальній вазі.
Що насправді змінюють повзунки вантажу та кута крену?
Повзунок вантажу піднімає центр ваги: KG = H·(0.45 + вантаж·0.25), тож важче або вище завантаження піднімає G і зменшує GM, роблячи судно менш стійким. Повзунок кута крену нахиляє корпус між −45° і 45°, щоб перевірити реакцію судна; для цього кута показується відновлювальне плече GZ = GM·sin(θ), простежене вздовж усієї кривої GZ.
Чи є ця модель фізично точною?
Вона відображає правильні співвідношення — принцип Архімеда, BM = I/V, GM = KM − KG і GZ = GM·sin(θ), — тож показані тенденції реалістичні. Однак вона спрощена: корпус трактується як прямокутник фіксованої довжини, крива GZ використовує форму малих кутів GM·sin(θ) замість повних кривих поперечної стійкості, а висота центра ваги оцінна. Це навчальний інструмент, а не розрахунок класифікаційного товариства для проєктування.
Чому високі, важко навантажені судна перекидаються легше?
Розміщення ваги високо — наприклад, вантаж на палубі чи повне верхнє завантаження — піднімає центр ваги G до метацентра M або вище нього, зменшуючи GM. Щойно GM опускається до нуля або нижче, відновлювальний момент зникає, і судно перекидається. Саме тому правила завантаження та баласт використовуються, щоб тримати G низько й зберігати безпечну додатну GM.