Водоизмещение корабля¶

Водоизмещение — масса корабля или судна, численно равная массе воды, вытесненной корпусом при его погружении на расчётную осадку. Измеряется в тоннах и является одной из основных характеристик судна, определяющей его грузоподъёмность, мореходность, скорость и осадку. Водоизмещение непосредственно связано с законом Архимеда: плавающее тело вытесняет объём воды, вес которой равен весу тела.

¶Основные виды водоизмещения

В судостроении и военно-морском деле различают несколько разновидностей водоизмещения, каждая из которых характеризует судно в определённой эксплуатационной ситуации:

• Водоизмещение лёгкое — масса судна без грузов, топлива, смазочных материалов, пресной воды, провизии и запасов на борту. Показывает «сухой» вес корпуса с механизмами и оборудованием.
• Водоизмещение нормальное — масса судна с полным запасом топлива, смазки, пресной воды, провизии и снабжения, но без груза. Для боевых кораблей нормальное водоизмещение закрепляется штатными документами и служит основой для сравнения кораблей разных проектов.
• Водоизмещение полное — масса судна со всеми запасами и с полной грузовой загрузкой, при осадке по грузовую марку. Для торговых судов это ключевой показатель грузоподъёмности.
• Водоизмещение стандартное — применяется в основном к боевым кораблям: масса с половинным запасом топлива, воды и провизии. Именно по этому водоизмещению обычно классифицируют военные корабли (крейсера, эсминцы, линкоры).

¶Валовое и чистое водоизмещение

Помимо перечисленных видов, в судостроении используются понятия валового и чистого водоизмещения. Валовое водоизмещение — масса полностью загруженного судна, включая экипаж, пассажиров, груз, топливо, воду и запасы. Чистое водоизмещение — масса судна без груза, топлива, воды, провизии и экипажа, то есть по сути совпадает с лёгким водоизмещением. Разница между валовым и чистым водоизмещением определяет грузоподъёмность судна.

¶Связь с осадкой и грузоподъёмностью

Водоизмещение напрямую связано с осадкой судна — глубиной погружения корпуса в воду. По мере загрузки судна его масса растёт, и корпус погружается глубже, увеличивая объём вытесненной воды. Закон Архимеда формулируется так: на плавающее тело действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной телом. В состоянии равновесия вес судна равен весу вытесненной им воды.

Грузоподъёмность судна определяется как разница между полным водоизмещением и лёгким водоизмещением. Для морских торговых судов грузоподъёмность может составлять от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч тонн. Например, супертанкеры класса «Валлиджа» имеют полное водоизмещение около 647 000 тонн, а современные контейнеровозы — до 200 000 тонн.

¶Водоизмещение боевых кораблей

В военном флоте водоизмещение является основной характеристикой, по которой корабли относят к тому или иному классу. Крейсера, эсминцы, фрегаты, линкоры и авианосцы различаются прежде всего по водоизмещению. Например, линейные корабли типа «Иоуа» (США) имели нормальное водоизмещение около 45 000 тонн, а советские линкоры типа «Советский Союз» по проекту должны были достигать 75 000 тонн.

Водоизмещение влияет на боевые характеристики корабля: большее водоизмещение позволяет разместить более мощное вооружение, броневую защиту, двигатели и системы жизнеобеспечения. Вместе с тем рост водоизмещения увеличивает стоимость постройки и эксплуатации корабля, поэтому при проектировании всегда ищется компромисс между размерами и боевой ценностью.

¶Измерение и расчёт

Водоизмещение определяется расчётом по геометрическим параметрам корпуса и плотности воды, в которой плавает судно. Плотность морской воды составляет около 1,025 т/м³, пресной — 1,000 т/м³, поэтому одно и то же судно имеет разное водоизмещение в море и в реке. При постройке корабля проводятся измерительные испытания, в ходе которых устанавливается точное значение водоизмещения и положение центра тяжести.

¶Значение показателя

Водоизмещение используется при проектировании, постройке и эксплуатации судов. По нему рассчитывают осадку, грузоподъёмность, мощность двигателей, запас топлива и мореходные качества. Таможенные и портовые сборы для торговых судов нередко начисляются в зависимости от валового водоизмещения. Для статистики мирового судостроения и флота также применяется показатель суммарного водоизмещения.

¶Историческая справка

Понятие водоизмещения сформировалось в эпоху парусного флота, когда для оценки размеров кораблей использовались различные условные шкалы. В России до конца XIX века применялась система «пушечного фунта» — водоизмещение выражалось числом пушек, которые мог нести корабль. В 1854 году русский морской офицер А. А. Попов предложил измерять водоизмещение в тоннах, что получило международное признание.

Источники:

• БСЭ, статья «Водоизмещение»
• Морской энциклопедический словарь, т. 1
• Справочник по судостроению под ред. А. Е. Соболева
• Правила классификации и постройки судов Российского морского регистра судоходства