私のようにあなたも海軍の建築家ではない場合、あなたと私は船を構築する方法がわかりません。 しかし、私たちは一緒に船を建てたと想像してみましょう。 または船のように見える何か。 より小さいものは可能性があります。
全力で、この小さな船を水の中に入れました。 何が起こるのだろうか？
- 船は沈むか浮くか
- 船は右舷側または左舷側に傾きます（リスト）
- 船はトリムを持っていますかどうか。 はいの場合、トリムは頭または後方になりますか？
これらの質問に対する答えを知りたいのであれば、一つ確かなことがあります。 私たちは、船の安定性の言語を理解できるようにする必要があります。
しかし、正直に言うと、船の安定性を理解することは大きな苦痛になる可能性があります。
私を信じて、私は知っています。
しかし、船の安定性の基本を知っていればそうではありません。 あなたはこれらの基本を知っていれば、船の安定性の他のすべての部分は、パンケーキを食べるのと同じくらい簡単になります。
そして、私はここでほとんどの基本的なことについて話しています。
これらの基本を理解することは、船の安定性の基礎を形成します。
この記事では、船の安定性に関するこれらの基本的な6つのことについて説明します。 始めましょう
Archemidiesの原則
なぜ小さな金属球は水に沈むが、船にはならないのですか？ おそらく、事前の海の士官候補生が彼の訓練中に尋ねられる最初の質問。
質問は非常に基本的なものですが、答えは船の安定性の基礎を形成します。
答えはアルキメデスの原理にある。
では、アルキメデスの原理は正確には何ですか？ アルキメデスの原理
によると、液体に完全または部分的に浸漬された身体は、身体によって変位された液体の重量に等しいアップスラストの対象となります。
まずアルキメデスの原理の二つのキーワードを理解しましょう。
- Upthrust
- 液体が変位した
Upthrust
ボールを水の中に強制的に押し込もうとします。 あなたはそれをすることからあなたを止める力を感じるでしょう。 これは、アルキメデスの原理で話しているupthrustです。
この力は「浮力」または単に浮力とも呼ばれます。
このアップスラストは、あなたが水の中に置く任意のオブジェクトにあります。
液体が変位した
水の中に物体を置くと、その物体は水を変位させます。 でも鳥がそれを知っているので、私は誰もがそれを知っている賭けます。 のどが渇いたカラスの話を覚えていますか？
だから、完全に水で満たされた瓶の中に石を落とすと、石が水を変位させたため、水が瓶からこぼれるだろう。
変位した水の量は石の量と同じになります。
アルキメデスの原理が何を言おうとしているのか見てみましょうか？ それは私たちに水（または任意の液体）に浸漬したときにオブジェクトが感じるupthrustの量を計算する方法を与えています。
この上昇速度は、オブジェクトによって変位した液体の重量（体積ではない）に等しくなります。
船はどのように浮くのですか？
だから、何かを浮かせなければならないのであれば、それが自重よりも多くの水を置き換えることを確認するだけです。
船の軽量は10000Tであり、同じ材料で作られた10000Tの固体立方体を持っているとしましょう。
両方を水に入れた場合、ボールが沈む間に船は浮くでしょう。 どうして？
重量は同じで、材料は同じで、両方が同じ水の中に置かれています。
両方の重さが同じであるため、両方に作用する下向きの重力は同じです。 しかし、船に作用するupthrustは、ボールに作用するものよりも多くなります。
スチールキューブに作用するアップスラストは1025Tになります。 立方体の重量（下向きの力）が8000Tであるため、立方体は下方に移動し続け、沈みます。
今、私たちは8000Tの軽量の船に力を見てみましょう。
この軽量の船は、一般的に
- のおおよそのサイズです長さ：150メートル
- 幅：30メートル
- キールからメインデッキまでの高さ：20メートル
完全な高さまで水没した場合、63000M3（150M X30M X20m x0.7）の水を置き換えることになります。 これは、船のブロック係数が0.7であることを考慮しています。
これは、船に作用するアップスラストが64575Tになることを意味します。
下降力はスチールキューブの場合と同じです。
では、なぜ鋼の立方体が沈んでいる間に船が浮いたのですか？ それは船のためのupthrust（浮力）が同じ重量の立方体のそれより大いに多くであるのである。
この単純な実験を見て、あなたは理解するでしょう。
浮力
この例の船は、デッキラインまで浸漬すると64575Tの浮力を生成できることがわかりました。
船の重量が8000Tだったので、これは船が56575Tの正味の上向きの力を持つことを意味します。
この上向きの力は、upthrustが船の重量と等しくなるまで船を上げ続けます。 したがって、平衡状態では、上昇（浮力）は8000Tの船の重量に等しくなります。
56757Tの残りの浮力は予備浮力として機能します。
だから、船が静止しているとき、船に作用する上昇（浮力）は船に作用する重力に等しくなります。
船に重量を加えると、この平衡は重力が増加するにつれて相殺されます。 これは、時間の浮力が下向きの重力に等しくなるまで、船が沈む原因となります。
要するに、船が浮いたり沈んだりする場合、どれくらい沈み、どのように浮くのかは、反対方向に作用するこれら二つの力の関数です
- 浮力の上向き作用力
重心
任意のオブジェクトの重心は、オブジェクトの総重量が垂直に下方に作用していると仮定されるそのボディ上の点です。
この点は虚数点である。
均一な形状で、均一な材料で作られたオブジェクトの場合、重心を知ることは簡単な作業です。 これらのオブジェクトの場合、重心はシェイプの重心です。
船のような不規則な形状の物体の場合、重心は再びこの不規則な形状の重心です。
しかし、この場合、形状の重心を見つけるのは難しすぎます。
しかし、どの物体の重心の意味は何ですか？
まず、安定性の計算のために、これは我々が下方に作用する重力を考慮することができる点です。
第二に、これはオブジェクトがバランスをとるポイントです。
まだ重心が何であるか疑問があるなら、このかなり古いビデオは間違いなく助けになります。
では、船の重心はどこにあり、どのようにしてその位置を知ることができますか？
船の重心は三次元から測っています。
船の中心線から
最初の次元は船の中心線から重心の位置を知ることです。
コグが中心線上にある場合、船は直立します（リストなし）。 しかし、船の歯車が中心線上にない場合、船は歯車の側に向かってリストを持つことになります。
では、COGが上の写真のようになっている場合、船はどちら側に表示されるのでしょうか？
コグが中心線から離れているほど、船は大きく表示されます。
この距離は、TCG（横断重心）とも呼ばれることがあります
船の前方後方またはミッドシップからの位置
第二の次元は、船の前方垂直、後方垂直またはミッドシップからのCOGの位置です。
この用語は、縦重心またはLCGと呼ばれます。
lcgは船の静水圧明細で表にされており、tr
lcgの位置は船のトリミング方法を決定します。 LCGの位置が正確にミッドシップにある場合、船にはトリムがありません。
しかし、LCGがミッドシップの前方にある場合、船は頭でトリミングされます。 同じように、LCGがミッドシップの後方にある場合、船は船尾によってトリミングされます。
船の底（キール）からの位置
三次元は船のキールからのコグの位置です。 これは、垂直重心（VCG）または単にKGとして知られています。
重い重量が船の上部に積み込まれている場合、船の歯車は船の上部に向かっています。 この場合、船のKGはより大きな値になります。
重い重量が船の底部に積み込まれている場合、COGは船の底に向かっており、船のKGはより小さい値になります。
すでにTCG値は船のリストを決定し、LCG値は船のトリムに対応することを議論してきました。
では、船のKG（またはVCG）の意味は何ですか？
KGの意義を理解するために、私はあなたに質問をさせてください。
棒で数キロの重さの立方体を運ぶ仕事を与えられた場合、どのようにそれを保持しますか？ 棒から（位置A）または立方体から（位置B）か。
ロッドを保持するよりも立方体を保持する方がはるかに簡単であることに同意するだろうと確信しています。 これは、「重心」が高い場合、この全体が安定しておらず、わずかな外力で転倒する可能性があるためです（風の中を移動している場合のように）。
同じことが船や他のオブジェクトにも当てはまります。 「重心」が高いほど、安定性は低くなります。
だから、船の場合、KGが大きいほど船は安定しません。
浮力の中心
船の重量が重心を通って下方に作用すると仮定したのと同じように、浮力は一点を通って垂直に上向きに作用すると仮定します。
この地点は浮力の中心として知られています。
浮力の中心は船の水中部分の重心です。
理解のために、浮力の中心は船の水中容積の重心であると言うことができます。
COGと同様に、COBも三次元から測定することができますが、船の中心線から測定することは意味がありません。
だから浮力の中心は二次元から測定される。
- 船の底（キール）から（KB）; そして、船の後方、前方またはミッドシップ（LCB）から
- )
COGとCOBの平衡
これは船全体の安定性の核心です。 船は、これら二つの反対の力がバランスをとり、船を平衡状態にしようとしているので、それが行うように動作します。
しかし、二つの力がバランスをとるためには、二つのことが起こる必要があります。
- 両方の力が等しい必要があります; そして、
- 両方の力が互いに正反対に作用する必要があります
COGとCOBの力は等しい必要があります
我々はすでにこれを議論してきました。 私たちが静止している船に重量を置くと、下向きに作用する重力が増加します。
これにより、船は浮力の力が重力と等しくなる点まで沈みます。
COGとCOBは垂直に並んでいる必要があります
ここで、船の重心の位置から離れて追加の重量を置くことを考慮してください。
船の重心はシフトし、もはやCOBと垂直線にはなりません。 これにより同じ縦ラインのCOGそして穂軸を両方持って来ることを試みる矯正のカップルを引き起こします。
このライティングカップルは、船がトリミングされます。 船は、COBが船のCOGに沿って垂直になる点までトリムされます。
結論
船の安定性を理解することは、安全な船の操作の重要な側面です。
単純ではありませんが、船の安定性の基本的な概念を理解することは、船の安定性をより簡単にするための基礎を築いています。
浮力の中心、重心、そしてこれら二つの関係は、私たちが最初に理解すべきことです。
これをコアに理解すれば、船の安定性を理解することはそれほど難しくないかもしれません。