Качка — это колебательное движение судна характеризующееся тремя основными параметрами: максимальным размахом или амплитудой, временной характеристикой или периодом, сдвигом фазы между колебаниями судна и волны.
Бортовая качка — колебательное наклонение судна на правый и на левый борт под действием волнения или других внешних сил.
Амплитуда бортовой качки — наибольший угол отклонения продольной вертикальной плоскости от ее вертикального положения.
Килевая качка — колебательное наклонение судна на нос и корму под действием волнения или других внешних сил.
Максимальный угол отклонения плоскости шпангоута от вертикального положения называется амплитудой килевой качки.
Вертикальная качка — колебательное движение вдоль вертикальной оси судна, возникающее под действием переменных сил поддержания и текущего водоизмещения.
Амплитуда вертикальной качки — это расстояние между ватерлиниями судна в положении равновесия и в крайнем верхнем или нижнем положении.
Таким образом, амплитуда бортовой и килевой качки — величина угловая и измеряется в градусах, а амплитуда вертикальной качки — величина линейная и измеряется в линейных единицах.
Качка — явление нежелательное, оно негативно влияет управляемость судна, а также может приводить к опрокидыванию судна в определенных условиях, поэтому следует не допускать ее неконтролируемого роста. Желательно добиться, чтобы при качке судно отклонялось как можно меньше от своего положения равновесия, т.е., чтобы амплитуда качки была минимальной.
Амплитуда свободных колебаний судна увеличивается вместе с величиной его начального отклонения и начальной скорости колебаний. На амплитуду качки могут влиять также внешние условия, как удар волны или порыв ветра и т.д.
Амплитуда качки зависит, кроме того, от формы обводов судна. Например, при скругленных шпангоутах амплитуда качки будет больше, чем при острых и имеющих выступающие части, так как в этом случае увеличивается сопротивление воды наклонению судна.
Размах качки — это сумма двух следующих друг за другом амплитуд. Так как при свободных Колебаниях судна амплитуды с течением времени уменьшаются, каждый последующий размах качки меньше предыдущего.
Периодом качки называется время (в секундах), и течение которого судно совершает два последовательных размаха, или одно полное колебание. Желательно, чтобы период качки был возможно больше. Как правило, он составляет от 5 до 20 секунд.
Остойчивость — способность судна, отклоненного внешними силами от положения равновесия и предоставленного самому себе, вновь возвращаться к положению равновесия.
Чем остойчивее судно, чем больше восстанавливающий момент, тем быстрее будет двигаться судно от крайнего положения к положению равновесия и тем меньше будет период качки. Следовательно, излишняя остойчивость, т. е. большая, чем необходимо для обеспечения безопасности плавания, вредна.
Интересно, что периоды килевой и вертикальной качки судна на тихой воде имеют очень близкие значения и их можно считать примерно равными.
Очень важное практическое значение имеет следующий факт: период свободных колебаний каждого судна при определенной его загрузке зависит от характеристик самого судна, но не зависит от амплитуды и остается постоянным вплоть до полного затухания колебаний.
Если бы период свободных колебаний судна зависел от амплитуды, период качки изменялся бы под действием всех факторов, влияющих на амплитуду, и при судовождении нельзя было бы добиться определенного соотношения между периодом колебаний судна и волны. Все это означало бы ухудшение мореходности судна. Кроме того, в конструкциях возникали бы повышенные напряжения из-за несоответствия колебаний судна и конструкций.
Колебания судна при качке то ускоренные, то замедленные: при движении к положению равновесия ускоренные, от него — замедленные. Чем больше ускорение, тем стремительнее качка. Следовательно, мерой стремительности качки является угловое ускорение при бортовой и килевой качке и линейное ускорение — при вертикальной качке.
Не столько опасна амплитуда качки, хотя на волнении и при ветре ее большие значения могут привести к опрокидыванию судна, сколько стремительность качки. Ведь именно вследствие стремительности качки в судовых конструкциях и креплениях грузов могут возникать опасные силы инерции, способные вызвать их разрушение. При этом следует учитывать, что чем дальше от центра тяжести судна расположена та или иная конструкция, тем силы инерции, действующие на нее, больше и разрушение вероятнее.
Расположение центра тяжести также влияет на мореходные качества судна. На расположение центра тяжести влияют масса и расположение как судового оборудования: судовых двигателей, дизель-генераторов, емкостей с топливом и т.д. (см. сайт Юнитех Марин), так и размещенного на борту груза.
Плавность и малость размахов качки означают умеренность качки, которая рассматривается как одно из важнейших мореходных качеств судна.
Мореходность — совокупность качеств, определяющих способность ходить и использовать механизмы и оборудование до определённых условий моря: высоты волны и силы ветра. Мореходность корабля определяется, в первую очередь, характером его качки.
