Неравномерные колебания, возникающие при бортовой качке туристского катера, показаны на диаграмме бортовой качки. Она изображает бортовую качку туристского катера средней величины, не имеющего успокоителей, при силе ветра 4 балла, при этом катер расположен лагом к волне.
Из рисунка видно, что собственный период качающегося судна довольно точно выдерживается во всем диапазоне измерений.
Эффективная успокоительная установка предназначена для уменьшения бортовой качки до 1/3 непогашенных колебаний, т. е. в данном случае амплитуда должна быть равной 5°, но не более 6°. Как должна выглядеть эффективно успокоенная бортовая качка, показывает нижняя кривая качка туристского катера, оборудованного успокоителями. Лишь в одном-единственном месте возникает амплитуда, равная 5°, при этом установка показывает особенно удачный эффект успокоения.
Рис. 1. Характерные углы крена (а).
15° — трудно переносимый угол крена; 5° — угол крена, не вызывающий неприятных ощущений.
Диаграмма бортовой качки (б). 1 — процесс неуспокоенных бортовых колебаний, амплитуда которых иногда превышает 15°; 2 — идеальный случай почти полного успокоения бортовой качки. Эффективная успокоительная установка должна уменьшать угол крена при среднем волнении примерно до одной трети.
Верхнее правое изображение судна показывает угол крена, равный 5°. Уменьшение угла крена до нуля не может быть достигнуто, так как система управления работает лишь в том случае, если судно уже имеет определенный угол крена. К нижней кривой бортовой качки дано примечание: с активным успокоителем качки. Это значит, что такой высокой степени успокоения не следует ожидать от пассивной установки с бортовыми килями, а также с опорным парусным вооружением, источник энергии которого уже сам по себе обладает неравномерностью.
Боковые рули для успокоения бортовой качки. На многих пассажирских судах в 50-е годы была введена успокоительная система, работающая при помощи управляемых боковых рулей, выступающих из скулы по бортам судна (активных стабилизаторов). Эффект, достигнутый при помощи одной из таких систем, показан на диаграмме бортовой качки.
Рис. 2. Управляемые боковые рули, называемые также активными успокоителями качки:
а — руль не выступает за пределы ширины и осадки катера; б — значительно выступающий руль имеет в корпусе судна подобие колодца шверта, в который он может убираться.
В 1955 г. на моторной яхте в виде эксперимента впервые была использована уменьшенная конструкция таких активных рулей.
На рис. 249 изображен и поперечный вид катера с установленными рулями. Боковые рули не должны выступать за пределы наибольшей ширины и соответственно осадки катера. Этот рисунок относится к туристскому катеру, так как на больших судах боковые рули значительно выходят за пределы наибольшей ширины.
Широкий боковой руль представляет собой уменьшенную по ширине конструкцию, хотя его приближенная к квадрату форма несколько менее эффективна, чем у удлиненного руля, изображенного на рис. 2.
Поскольку успокоительные боковые рули в полной мере препятствуют катеру совершать большие наклонения на качке, на эти рули действуют большие силы. Поэтому очень важно усилить борт судна в районе управляемых боковых рулей флорами или рамными шпангоутами.
Успокоение бортовой качки при помощи активных стабилизаторов наиболее эффективно при умеренном волнении. При силе ветра 4 балла эти успокоители работают превосходно. Начиная примерно с 6 баллов (при более выгодном курсе — несколько позже), возникает так называемая степень насыщения. Затем силы от волнения, действующие на катер, становятся настолько значительными, что перекрывают действие успокоительных установок.
Необходимо особо упомянуть, что почти все типы успокоителей бортовой качки применимы лишь для нормальной крейсерской скорости. Активные стабилизаторы рекомендуются для скоростей до 12 уз (22 км/ч) —для небольших катеров и 15 уз (28 км/ч) — для больших моторных туристских катеров. В любом случае имеются в виду водоизмещающие катера, так как имеющиеся конструкции неприменимы для полуглиссирующих и глиссирующих катеров.