Καμπύλη Ευστάθειας – Πως τη «διαβάζουμε» και τι μας φανερώνει

Πως τη «διαβάζουμε» και τι μας φανερώνει

Του Ιάσονα Θαλασσινού

Η αρχική ευστάθεια του ιστιοφόρου είναι ένα θέμα, που θα μας απασχόλει πάντα. Το σκάφος, όμως, δεν είναι πάντα σταθερό ή κουπαστάρει λίγο όταν ταξιδεύει. Πολλές φορές παίρνει και κάποιες μεγάλες κλίσεις, που μπορεί να είναι οριακές για την εγκάρσια ευστάθειά του. Τί συμβαίνει, όταν το σκάφος φτάνει σε οριακά μεγάλες κλίσεις και πώς επηρεάζεται η ευστάθειά του;



Για να μπορέσουμε να παρακολουθήσουμε και ν’ αναλύσουμε καλύτερα αυτές τις ακραίες καταστάσεις, ας πάρουμε ένα υποθετικό σκάφος στο σχήμα 1, όταν αυτό παίρνει κλίση φ μοιρών. Λέμε «κέντρο βάρους G» το κέντρο εκείνο, πάνω στο οποίο εξασκούνται όλες οι επί μέρους δυνάμεις βάρους του σκάφους. Λέμε «κέντρο άντωσης ή πλευστότητας Β» το γεωμετρικό κέντρο εκείνο, πάνω στο οποίο εξασκούνται όλες οι δυνάμεις άντωσης. Όπως ξέρουμε από την ευστάθεια, από τις δυνάμεις βάρους και άντωσης, που ισορροπούν το σκάφος για να πλεύσει στο νερό, το βάρος G, έχει διεύθυνση προς τα κάτω, ενώ αντίθετα η άντωση B, προς τα πάνω.



Όπως είπαμε παραπάνω, το κέντρο άντωσης Β είναι το γεωμετρικό κέντρο των υφάλων του σκάφους. Αν το σκάφος αλλάξει και πάρει κλίση, το σχήμα των υφάλων θα αλλάξει, άρα και το κέντρο θα μετακινηθεί προς την πλευρά της κλίσης. Το σημείο εφαρμογής, λοιπόν, της άντωσης Β με την κλίση κατά φ γωνία μετατίθεται στο Β’, δηλαδή στο γεωμετρικό κέντρο της νέας ισάλου. Όπως παρατηρούμε, το βάρος δεν μεταβάλλεται, ούτε ως προς το μέγεθος, ούτε ως προς τη διεύθυνση, ούτε ως προς το σημεία εφαρμογής του. Επίσης ή άντωση δεν μεταβάλλεται ως προς το μέγεθος, ούτε ως προς τη διεύθυνση, αλλά μόνον ως προς το σημείο εφαρμογής της. Το κέντρο, λοιπόν, της εφαρμογής της έχει μετατοπισθεί στη θέση Β’ προς την πλευρά της κλίσης, γιατί όπως είπαμε, το κέντρο άντωσης συμπίπτει με τα γεωμετρικά κέντρο του όγκου της γάστρας. Στο ίδιο σχήμα (1) η οριζόντια απόσταση του κέντρου βάρους από το νέο σημείο εφαρμογής της άντωσης Β’ είναι η GΖ, που είναι ο μοχλοβραχίονας ευστάθειας (επαναφοράς). H ροπή ευστάθειας είναι ίση με το γινόμενο του εκτοπίσματος με το μοχλοβραχίονα ευστάθειας (Ροπή ευστάθειας = εκτόπισμα x GZ). Οι τιμές του GΖ υπολογίζονται για διαφορετικές γωνίες κλίσης, έτσι ώστε να ξέρουμε τα ελάχιστα όρια ευστάθειας μεγάλων κλίσεων και αποδίδονται με την καμπύλη ευστάθειας. Στο σχήμα 2 έχουμε μια χαρακτηριστική καμπύλη ευστάθειας.



Τι μας λέει όμως αυτή η καμπύλη; Ας παρακολουθήσουμε στο σχήμα 2 τα πέντε κύρια χαρακτηριστικά:

Α. Μέγιστη τιμή του μοχλοβραχίονα επαναφοράς GΖ (στην προκειμένη περίπτωση είναι 0,686 m.).
Β. Περιοχή θετικής ευστάθειας.
Γ. Γωνία, που ο GΖ αποκτά τη μέγιστη τιμή (στην περίπτωσή μας είναι 50º).
Δ. Περιοχή αρνητικής ευστάθειας.
Ε. Γωνία μηδενικής ευστάθειας, όπου ο GΖ αποκτά μηδενική τιμή.>



Το ελάχιστο όριο ευστάθειας διαφέρει από σκάφος σε σκάφος και ιδίως ανάμεσα σε σκάφη διαφορετικών τύπων, όπου η ευστάθεια οφείλεται στο σχήμα της γάστρας (ευστάθεια λόγω σχήματος) ή στο έρμα (ευστάθεια λόγω έρματος).



Στο σχήμα 3 βλέπουμε δυο χαρακτηριστικές καμπύλες ευστάθειας δύο διαφορετικών σκαφών, του Α με ευστάθεια λόγω σχήματος και του Β με ευστάθεια λόγω έρματος. Όπως μπορούμε να παρατηρήσουμε, το σκάφος Α έχει μεγαλύτερη ευστάθεια σε μικρές σχετικά γωνίες κλίσης, ενώ αντίθετα το Β υστερεί. Σε μεγαλύτερες γωνίες κλίσης, το σκάφος Β είναι σίγουρα πιο σταθερό και ανατρέπεται πιο δύσκολα από το Α.



Οι σχεδιαστές σκαφών βασίζονται πολύ στις καμπύλες ευστάθειας για μικρές σχετικά γωνίες κλίσης (25°-30°), αφού κάτω από αυτές τις γωνίες σχεδιάζονται να ταξιδεύουν συνήθως τα ιστιοφόρα. Είναι αυτά τα μεγέθη, που καθορίζουν και το σύνολο της ιστιοφορίας για ασφαλείς πλεύσεις. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για το σκάφος σας, ζητήστε από τον κατασκευαστή του την καμπύλη ευστάθειας και «διαβάστε» τη με προσοχή. Θα σας αποκαλύψει πολλά περισσότερα απ’ όσα ήδη ξέρετε από τη συμπεριφορά του στη θάλασσα. Να ξέρετε, πως το ιστιοφόρο δεν αναποδογυρίζει παρά μόνο σε ακραίες συνθήκες κύματος, τις περισσότερες φορές σε συνδυασμό με ένα δικό μας λάθος. Όσο και να μπατάρει, σε κάποια οριακή γωνία θα «χάσει» τον αέρα από τα πανιά του και θα επανέλθει, εκτός αν την κακή εκείνη στιγμή μας έρθει ένα μεγάλο κύμα (όταν λέμε μεγάλο, εννοούμε πολύ μεγάλο) και «βοηθήσει» στο αναποδογύρισμα. Η μόνη μας άμυνα τότε είναι αυτό που έλεγαν οι παλιοί ναυτικοί μας, «τη σκότα στο χέρι…».

Close