Стабилност на подводницата по време на потапяне и изкачване
Подводницата е потопена, като вкарва вода в основните баластни резервоари и изплува, като я отстрани. И в двата случая теглото на подводницата, нейното обемно изместване и площта на действащата водна линия се променят. В този случай има промяна в позицията на центъра на тежестта, центъра на величината, напречните и надлъжните метацентри, т.е. тези точки, чието относително положение определя стабилността на подводницата. Следователно стабилността на подводницата по време на потапяне и изкачване се променя значително.
За да може да се оцени страничната стабилност по време на гмуркане и изкачване, е необходимо да се знае естеството на промяната в позициите на центъра на тежестта, центъра на величината, напречния метацентър, да се знае стойността на напречната метацентрична височина на всички етапи на гмуркане и изкачване. Тъй като определящият параметър, характеризиращ разположението на подводницата спрямо повърхността на водата, е тягата T, в зависимост от нейната промяна по време на потапяне и изкачване, се разглеждат позициите на точки C, G и m на височина от основната равнина и графики zc = f (T), zg = f (T), zm = zc + r = f (T).
Комбинацията от тези графики ви позволява да определите напречната метацентрична височина в различни позиции, заети от подводницата по време на потапяне и изкачване и се нарича диаграма на първоначалната стабилност на подводницата по време на потапяне и изкачване (фиг. 6).
Фигура: 6. Диаграма на плаваемост и първоначална стабилност на подводница, когато е потопена.
На диаграмата вертикалната ос представлява тягата на подводницата в метри, а хоризонталната ос представлява координатите на точки C, G и m височина от основната равнина за различни позиции на подводницата (от крейсерска до пълно потапяне). За по-голяма яснота са посочени: крейсерска водна линия - VkrLkr, водна линия, съответстваща на потъването на горния ръб на здрав корпус - VkrLpk; и водната линия на пълното потапяне на подводницата VLP. Диаграмата е начертана при условие, че подводницата няма ролка и подстригване, потъва и плава, без да се движи, а всички основни баластни резервоари се пълнят и издухват равномерно.
Диаграмата ясно показва изместването на центъра на тежестта, центъра на величината и напречния метацентър, когато изменението на подводницата се промени. Центърът на размера на подводницата се движи нагоре по време на нейното потапяне, тъй като потопеният обем се увеличава в горната й част. Центърът на тежестта на подводницата в първата фаза на гмуркането, когато водата запълва долните части на основните баластни резервоари, се придвижва надолу и след това, когато средните и горните части на основните баластни резервоари се пълнят, тя се движи нагоре и когато е напълно потопена, подводницата заема определена постоянна позиция.
Позицията на напречния метацентър се определя от величината на напречния метацентричен радиус и позицията на центъра на величината. По време на потапянето напречният метацентричен радиус намалява през цялото време поради намаляване на площта на активната водна линия и разстоянието на центъра на величината от основната равнина се увеличава. В първата фаза на потапяне увеличението на zc надвишава намаляването на r и следователно напречният метацентър се движи нагоре. След това тя намалява и когато подводницата се потопи под водата, когато нейната ефективна водна линия изчезне, се слее с центъра на величината, напречният метацентричен радиус става равен на нула.
Промяната в напречната метацентрична височина и възстановяващия момент по време на потапяне на подводницата се случва както следва. В началото на гмуркането, когато водата се поема в долните части на основните баластни резервоари, центърът на тежестта G се движи надолу, страничната метацентрична височина се увеличава. В този случай възстановяващият момент се състои от положителен момент на стабилност на формата и отрицателен момент на стабилност на тежестта: mθ = Pr sinθ - Pa sinθ = γ Ix sin θ - Pa sin θ.
При достигане на уреждане на ТА, центърът на тежестта и центърът на величината се сливат в една точка, стойността а става равна на нула, h = r, а възстановяващият момент се определя само от момента на стабилност на формата: mθ = γ Ix грях θ.