Ευστάθεια πλοίου

Η αρχική θέση ισορροπίας που χαρακτηρίζει την σταθερότητα ενός πλοίου

Ευστάθεια πλοίου (stability) ονομάζεται η τάση που παρουσιάζει ένα πλοίο ν΄ ανθίσταται σε οποιαδήποτε κλίση εγκάρσια ή διαμήκη, που προκαλείται από διάφορες αιτίες, καθώς επίσης και η τάση επαναφοράς του στην "αρχική θέση ισορροπίας" του (κατακόρυφη θέση).

Γενικά

Οι διάφοροι χειρισμοί του πλοίου, η κατανάλωση καυσίμων και ποσίμου ύδατος, η ποσότητα του μεταφερόμενου φορτίου, ο τρόπος στοιβασίας του (κυρίως), η πλήρωση, ή η εκκένωση θαλασσέρματος κ.λπ. είναι σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την ευστάθεια του πλοίου. Η γνώση της ευστάθειας του πλοίου θεωρείται ζωτικής σημασίας και ενδιαφέρει κυρίως στις εγκάρσιες κλίσεις (κατά δεξιά - αριστερή πλευρά), του λεγόμενου διατοιχισμού αφού απ΄ αυτήν εξαρτάται ο κίνδυνος ανατροπής του πλοίου.

Προκειμένου τα πλοία να διατηρούν την ευστάθειά τους ιδίως όταν είναι άφορτα γεμίζουν τις ειδικές δεξαμενές που φέρουν με έρμα. Στη ναυπηγική γίνεται ιδιαίτερος λόγος για αρχική (initial st.), δυναμική (dynamical st.), αρνητική (negative st.), στατική (statical st.), εγκάρσια ευστάθεια (transverse st.) κ.λπ. που εξαρτάται από το ύψος εξάλλων, επίσης για καμπύλη ευστάθειας (curve of st.), όριο ευστάθειας (range of st.) καθώς και για ροπή ευστάθειας (moment of st.).
Για όλες όμως τις παραπάνω αναφορές έξι είναι οι βασικές έννοιες: η βαρύτητα και το κέντρο βάρους, η άντωση και το κέντρο άντωσης, καθώς και το μετάκεντρο και το μετακεντρικό ύψος, όπου εξ αυτών ορίζονται σχετικές αποστάσεις και ροπές επί των διαστάσεων του κάθε πλοίου.

• Η εξακρίβωση της ευστάθειας ενός πλοίου γίνεται με ειδικό πείραμα το λεγόμενο πείραμα ευσταθείας (experiment of stability).

Στοιχειώδεις γνώσεις

Για τη πληρέστερη κατανόηση της ευστάθειας των πλοίων κρίνεται απαραίτητη η παράθεση στοιχειδών πειραματικών γνώσεων υδροστατικής και ειδικά επί της Αρχής του Αρχιμήδη σε ότι αφορά τα πλοία.
Αν σε κάποια μικρή δεξαμενή νερού ριφθεί ένα μεταλλικό συμπαγές αντικείμενο βάρους π.χ. 3 kg, αυτό αμέσως θα βυθισθεί, θα φθάσει στο πυθμένα εκτοπίζοντας όγκο ύδατος ίσο με τον όγκο του αντικειμένου. Αν όμως ριφθεί στο νερό ένα υδατοστεγές (στεγανό) δοχείο ίδιου βάρους με το προηγούμενο αντικείμενο τότε αυτό θα επιπλέει στη επιφάνεια του νερού εκτοπίζοντας τόσο όγκο νερού όσος θα είναι και ο όγκος του βυθισμένου (υπό τη στάθμη) τμήματος του δοχείου. Τότε διαπιστώνεται ότι: το βάρος του εκτοπιζομένου (όγκου) ύδατος είναι ίσο με το βάρος του δοχείου. Αν στη συνέχεια τοποθετηθεί ένα αντικείμενο μέσα στο δοχείο μάζας π.χ. 1 kgr, τότε το δοχείο θα βυθισθεί ακόμα περισσότερο έτσι ώστε να εκτοπίσει επιπλέον όγκο ύδατος, ίσο με το επιπλέον όγκο του βυθισμένου τμήματός του, του οποίου το βάρος θα είναι 1 kg. Έτσι υπό τη νέα αυτή συνθήκη ο συνολικός όγκος ύδατος που θα έχει εκτοπιστεί θα είναι 4 κιλά.

Ένα πλοίο λοιπόν όταν είναι σε κατακόρυφη θέση ως προς τη στάθμη της θάλασσας εκτοπίζει ένα ορισμένο όγκο ύδατος. Αν αυτό κλίνει προς τη μια πλευρά τότε αλλάζει το σχήμα μόνο του βυθισμένου τμήματός του, των υφάλων του, ενώ ο όγκος του εκτοπιζομένου ύδατος και βεβαίως το βάρος αυτού παραμένει το ίδιο. Συνεπώς η ευστάθεια είναι εκείνη που θα διατηρήσει το πλοίο σε ασφαλή πλεύση.

Κύρια στοιχεία

Κύρια στοιχεία της ευστάθειας των πλοίων είναι το κέντρο βάρους πλοίου, το κέντρο άντωσης πλοίου, που και τα δύο επενεργούν ως ζεύγος ευστάθειας, η ροπή ευστάθειας (μοχλοβραχίονας ευστάθειας), το μετάκεντρο, το μετακεντρικό ύψος, ο βαθμός ευστάθειας και τέλος οι συνθήκες ευστάθειας στις διάφορες κλίσεις πλοίου.

Κύρια βοηθήματα

Κύρια βοηθήματα που λαμβάνονται υπόψη στην ευστάθεια του πλοίου είναι το εκάστοτε μέσο βύθισμα του πλοίου, το μετακεντρικό διάγραμμα, η καμπύλη ευστάθειας και ερευνητικά το πείραμα ευσταθείας.

Δείτε επίσης

• Διαγωγή πλοίου
• Ερματισμός