Ролик-мешки можно использовать в качестве устройств для придания плавучести аварийным судам или уменьшения осадки судна в целях прохождения участков с малыми глубинами.
Эта способность удерживать на плаву многотоннажные объекты рассчитывается по закону Архимеда.
Закон Архимеда: на тело, погруженное в жидкость (газ), действует направленная вертикально вверх выталкивающая сила, равная весу жидкости (газа), взятой в объеме погруженного в нее тела (или погруженной части тела):
FA=gpЖVT
где g — ускорение свободного падения,
pЖ — плотность жидкости,
VТ— объем тела, погруженного в жидкость.
В зависимости от соотношения силы тяжести и архимедовой силы, действующих на тело, тело будет либо тонуть (FА<Fтяж), либо всплывать (FА>Fтяж), либо находиться в равновесии, т. е. плавать.
Учитывая формулу для расчета архимедовой силы, можно рассмотреть условие плавания тел в зависимости от соотношения плотностей тела и жидкости, в которую тело погружено.
Рассматривая случай, когда сила тяжести равна архимедовой, и учитывая, что сила тяжести равна Fтяж=mg=gpV (т — масса тела, а V и p — его плотность и объем), можно записать равенство двух этих сил gpжVж= gpV, откуда ржVж= pV, где Vж— объем вытесненной телом жидкости. Из этого соотношения видно, что при равенстве плотностей тела и жидкости тело будет плавать, т. е. остается в равновесии внутри жидкости (поскольку Vж=V). Если плотность тела меньше плотности жидкости, то часть тела будет выступать над поверхностью (поскольку в этом случае Vж<V). Если же плотность тела больше плотности жидкости, то тело будет тонуть (поскольку невозможно, чтобы объем вытесненной жидкости был больше, чем объем тела Vж>V.
Специально для таких работ изготавливаются ролик-мешки с элементами крепления.
Таблица объема ролик-мешка
Длина, метр |
Расчетный объем одного пневматического ролик-мешка, м3 |
|||||
D=0,8м | D=1,0м | D=1,2м | D=1,5м | D=1,8м | D=2,0м | |
5 | 2,75 | 4,50 | 6,49 | 10,48 | 15,43 | 19,05 |
6 | 3,25 | 5,29 | 7,62 | 12,25 | 17,98 | 22,19 |
7 | 3,75 | 6,07 | 8,75 | 14,02 | 20,52 | 25,33 |
8 | 4,25 | 6,86 | 9,88 | 15,78 | 23,07 | 28,47 |
9 | 4,76 | 7,64 | 11,01 | 17,55 | 25,61 | 31,61 |
10 | 5,26 | 8,43 | 12,14 | 19,32 | 28,15 | 34,75 |
11 | 5,76 | 9,21 | 13,27 | 21,08 | 30,70 | 37,89 |
12 | 6,26 | 10,00 | 14,40 | 22,85 | 33,24 | 41,03 |
13 | 6,77 | 10,78 | 15,53 | 24,61 | 35,78 | 44,17 |
14 | 7,27 | 11,57 | 16,66 | 26,38 | 38,33 | 47,31 |
15 | 7,77 | 12,35 | 17,79 | 28,15 | 40,87 | 50,45 |
16 | 8,27 | 13,14 | 18,92 | 29,91 | 43,41 | 53,59 |
17 | 8,78 | 13,92 | 20,05 | 31,68 | 45,96 | 56,73 |
18 | 9,28 | 14,71 | 21,18 | 33,45 | 48,50 | 59,87 |
19 | 9,79 | 15,49 | 22,31 | 35,21 | 51,04 | 63,01 |
20 | 10,30 | 16,28 | 23,44 | 36,97 | 53,58 | 66,15 |
Таблица площади ролик-мешка
Длина, метр |
Расчетная площадь одного пневматического ролик-мешка, м2 |
|||||
D=0,8м | D=1,0м | D=1,2м | D=1,5м | D=1,8м | D=2,0м | |
5 | 14,58 | 19,15 | 22,99 | 30,15 | 37,31 | 41,45 |
6 | 17,09 | 22,30 | 26,76 | 34,86 | 42,96 | 47,73 |
7 | 19,6 | 25,44 | 30,53 | 39,57 | 48,61 | 54,01 |
8 | 22,12 | 28,58 | 34,29 | 44,28 | 54,26 | 60,29 |
9 | 24,68 | 31,72 | 38,06 | 48,99 | 59,92 | 66,57 |
10 | 27,14 | 34,86 | 41,85 | 53,70 | 65,57 | 72,85 |
11 | 29,66 | 38,00 | 45,60 | 58,41 | 71,22 | 79,13 |
12 | 32,17 | 41,14 | 49,37 | 63,12 | 76,87 | 85,41 |
13 | 34,68 | 44,28 | 53,13 | 67,83 | 82,52 | 91,69 |
14 | 37,2 | 47,42 | 56,90 | 72,54 | 88,17 | 97,97 |
15 | 39,71 | 50,56 | 60,67 | 77,25 | 93,82 | 104,25 |
16 | 42,22 | 53,70 | 64,44 | 81,96 | 99,48 | 110,53 |
17 | 44,74 | 56,84 | 68,21 | 86,67 | 105,13 | 116,81 |
18 | 47,25 | 59,98 | 71,97 | 91,38 | 110,78 | 123,09 |
19 | 49,77 | 63,12 | 75,74 | 96,09 | 116,43 | 129,37 |
20 | 52,29 | 66,26 | 79,51 | 100,80 | 122,08 | 135,65 |