Балласт используется на кораблях, чтобы обеспечить момент для сопротивления боковым силам корпуса. Лодки с недостаточным балластом имеют тенденцию к чрезмерному опрокидыванию или крену при сильном ветре. Слишком большой крен может привести к опрокидыванию лодки / корабля . Если парусному судну необходимо совершить рейс без груза, то для удержания судна в вертикальном положении будет загружен малоценный или нулевой балласт. Затем при погрузке груза часть или весь этот балласт будет выброшен.
Использует [ редактировать ]
Балласт принимает разные формы. Самая простая форма балласта, используемого в небольших парусных судах, - это так называемый «живой балласт», или вес экипажа. При сидении с наветренной стороны корпуса кренящий момент должен поднимать вес экипажа. На более продвинутых гоночных лодках используется жгут проводов, называемый трапецией, чтобы экипаж мог полностью свисать с борта корпуса, не выпадая; это обеспечивает гораздо больший восстанавливающий момент из-за большего рычага веса экипажа, но может быть опасным, если ветер внезапно стихнет, поскольку внезапная потеря кренящего момента может сбросить экипаж в воду. На более крупных современных судах киль выполнен или заполнен высокимплотный материал, например бетон , железо или свинец . Поместив груз как можно ниже (часто в большую луковицу в нижней части киля), можно извлечь максимальный восстанавливающий момент из данной массы. Традиционными формами балласта, перевозимого внутри корпуса, были камни или песок.
Балласт высокой плотности [ править ]
У использования балласта высокой плотности есть недостатки. Во-первых, это увеличенная масса лодки; более тяжелая лодка сидит ниже в воде, увеличивая сопротивление при движении и, как правило, менее чувствительна к рулевому управлению. Более тяжелую лодку также сложнее поставить на прицеп и буксировать за автомобилем. Во-вторых, поскольку балласт должен быть как можно ниже, его часто помещают в шверт или убирающийся киль, что требует использования мощного кривошипа для подъема массивной фольги.. Самым простым решением является использование киля с фиксированным балластом, но это делает лодку почти неспособной к плаванию на очень мелководье и более сложной в управлении, когда она находится вне воды. Хотя это запрещено большинством правил гонок, на некоторых современных лодках используется балласт на длинном тонком киле, который может наклоняться из стороны в сторону, образуя наклонный киль . Это позволяет разместить балласт с наветренной стороны, обеспечивая гораздо больший восстанавливающий момент с меньшим углом крена. Однако наклон киля значительно снижает его подъемную силу, поэтому наклонные кили обычно комбинируются с выдвижным швертом или кинжалом.который раскрывается, когда киль наклонен, и убирается (для уменьшения сопротивления), когда киль возвращается в вертикальное положение. Некоторые наклонные кили сконструированы таким образом, что при полном выдвижении в любую сторону они имеют угол атаки около 5 °, позволяющий лопасти на подводных крыльях поднимать лодку и уменьшать площадь увлажненной поверхности для увеличения скорости лодки.
Водяной балласт [ править ]
Обычным типом балласта для малых судов, который позволяет избежать многих проблем, связанных с балластом высокой плотности, является водяной балласт. Хотя кажется нелогичным, что размещение воды в корпусе (которая, в конце концов, имеет ту же плотность, что и вода за пределами корпуса - пресная или соленая вода) добавит стабильности, добавив водяной балласт ниже вертикального центра тяжести. увеличивает стабильность. Водяной балласт не нужно поднимать над ватерлинией, чтобы повлиять на устойчивость, поскольку любой материал, имеющий большую объемную плотность, чем воздух, будет влиять на центр тяжести. Именно соотношение между центром тяжести и центром плавучести определяет восстанавливающий момент.
Преимущество водяного балласта состоит в том, что цистерны можно опорожнять, уменьшая осадку или вес лодки (например, для транспортировки по земле), а воду можно добавить обратно (в небольших лодках, просто открыв клапаны и позволив воде течь внутрь. ) после спуска лодки на воду или разгрузки груза. Насосы также могут использоваться для опорожнения балластной цистерны с подветренной стороны и заполнения наветренной цистерны при повороте лодки, а количество балласта можно изменять, чтобы поддерживать лодку под оптимальным углом крена. На порожних грузовых судах вода добавляется в балластные цистерны для увеличения глубины погружения гребного винта, улучшения рулевого управления и контроля дифферента и осадки.
Недостатком водяного балласта является то, что вода не очень плотная, и поэтому требуемые цистерны занимают больше места, чем другие формы балласта. Некоторые производители предлагают гибкие балластные мешки, которые устанавливаются снаружи корпуса с обеих сторон, и насосы, которые используют скорость лодки в воде в качестве энергии. На ходу насос можно использовать для наполнения с наветренной стороны, в то время как с подветренной стороны допускается слив. Эта система, хотя и не очень привлекательная, позволяет значительно увеличить восстанавливающую силу без каких-либо изменений корпуса.
Уловка, обычно используемая на лодках с водяным балластом, заключается в соединении танков левого и правого борта с помощью трубы с клапаном. При подготовке к лавировке клапан открывается, и вода в наветренном баке, который находится выше, может течь на подветренную сторону, а шкат сбрасывается, чтобы лодка не кренилась слишком сильно. После того, как на подветренную сторону переместится как можно больше воды, лодку поднимают и обшивают парус, поднимая только что полный наветренный бак. Затем можно использовать простой ручной насос, чтобы переместить оставшуюся воду с подветренной стороны в наветренный резервуар.
Воздействие на окружающую среду и правила [ править ]
Круизные суда, большие танкеры и балкеры используют огромное количество балластной воды, которая часто принимается в прибрежных водах в одном регионе после того, как суда сбрасывают сточные воды или выгружают груз, и выгружается в следующем порту захода, везде, где больше груза загружен. Сброс балластных вод обычно содержит различные биологические материалы, включая растения , животных , вирусы и другие микроорганизмы.. Эти материалы часто включают неместные, неприятные, экзотические виды, которые могут нанести значительный экологический и экономический ущерб водным экосистемам. Сбросы балластных вод считаются основным источником инвазивных видов в морских водах США, что создает риски для здоровья населения и окружающей среды, а также значительные экономические издержки для таких отраслей, как водоснабжение и электроэнергетика, коммерческое и рекреационное рыболовство, сельское хозяйство и туризм. . [1] Недавнее исследование показывает, что если не предпринимать никаких действий по управлению водяным балластом, инвазия видов может распространиться в любой порт мира через глобальную сеть судоходства с двумя промежуточными остановками. [2]
Между тем, исследования показывают, что экономические издержки от интродукции моллюсков-вредителей ( мидии-зебры , азиатские моллюски и др.) В водные экосистемы США составляют более 6 миллиардов долларов в год. [3]
В случае судна наливных грузов балластная вода оказывает еще одно воздействие на окружающую среду. После выгрузки полезного груза балкер не может просто вернуться в исходную точку, но он должен загрузить балласт, чтобы винт погрузился ниже поверхности воды. Вес балласта увеличивает расход топлива по сравнению с гипотетической ситуацией, когда судно не нуждалось в балласте. [4]
Исследование Национального исследовательского совета (США), проведенное в июне 2011 года, предоставило рекомендации по процессу установления нормативных ограничений. Исследование показало, что определение точного числа организмов, которые, как можно ожидать, запустят новую популяцию, сложно. Он предложил начальный шаг по установлению эталона для концентраций организмов в водяном балласте ниже текущих уровней, а затем использовать модели для анализа экспериментальных и полевых данных, чтобы помочь обосновать будущие решения о стандартах сброса балластных вод. [5]
Чтобы свести к минимуму распространение инвазивных видов на водных путях США, Агентство по охране окружающей среды и береговая охрана США регулируют концентрацию живых организмов, сбрасываемых в балластную воду судов. [6] [7]
См. Также [ править ]
- Балласт
- Экологические проблемы с судоходством
Ссылки [ править ]
 | В Wikisource есть текст статьи Ballast из Британской энциклопедии 1911 года . |
Эта статья включает в себя текст из общедоступного отчета Исследовательской службы Конгресса : Copeland, Claudia. «Загрязнение круизных судов: история вопроса, законы и правила, а также ключевые вопросы» (код заказа RL32450). Исследовательская служба Конгресса США (обновлено 6 февраля 2008 г.).
- ↑ Заявление Кэтрин Хэзлвуд, The Ocean Conservancy, «Управление балластными водами: новые международные стандарты и повторное разрешение NISA», Слушание, Подкомитет по водным ресурсам и инфраструктуре по вопросам транспорта и инфраструктуры, 108-е заседание Конгресса, 2-е заседание, 25 марта 2004 г..
- ^ Сюй, Цзянь; Wickramarathne, Thanuka L .; Chawla, Nitesh V .; Грей, Эрин К .; Steinhaeuser, Karsten; Keller, Reuben P .; Дрейк, Джон М .; Лодж, Дэвид М. (2014). «Улучшение управления водными инвазиями путем интеграции данных о сети судоходства, экологии и окружающей среде»: 1699–1708. DOI : 10.1145 / 2623330.2623364 . Цитировать журнал требует
|journal=( помощь ) - ↑ Дэвид Пиментел, Лори Лак, Родольфо Зунига и Дуг Моррисон, «Экологические и экономические издержки, связанные с некоренными видами в США», представленные на конференции AAAS, Анахайм, Калифорния, 24 января 1999 г.
- ^ Шварц, Хартмут Бертольд (2010-03-13). «Информация о современных парусных судах» (PDF) . Общество парусных судов . п. 11 . Проверено 18 ноября 2014 .
Незагруженное судно должно принимать балластную воду в цистернах и в грузовых трюмах, чтобы гребной винт погрузился ниже поверхности воды.
Позже это вызывает затраты на очистку, и, несмотря на это, корабль предлагает большее сопротивление, чем раньше, и, вероятно, ему потребуется больше бункера, чем для его первого пункта назначения.
- ^ Оценка взаимосвязи между давлением размножения и риском вторжения в балластную воду . Вашингтон, округ Колумбия: Пресса национальных академий. 2011. ISBN. 978-0-309-21562-6.
- ^ Береговая охрана США, Вашингтон, округ Колумбия (2012 г.) «Правила управления балластными водами, 2012 г.»
- ^ Агентство по охране окружающей среды США, Вашингтон, округ Колумбия (2013) «Общее разрешение на суда».
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы по теме балластной воды . |
- Глобалласт партнерство ( IMO )
- Профиль - Балластные воды , Национальный информационный центр по инвазивным видам, Национальная сельскохозяйственная библиотека США . Перечисляет общую информацию и ресурсы по водяному балласту.
