Для поиска математического подхода к минимизации сил взаимодействия корпуса корабля с волнением, показанный выше гидродинамический процесс можно формализовать: необходимо добиться такого обтекания корабля штормовыми валами, чтобы подходящий к корпусу фронт трохоидальной волны проявлялся затем с противоположного борта с минимальными искажениями. Таким образом, облегчение перетока волновой энергии под днищем корпуса корабля, то есть обеспечение перетока жидкости в момент прохождения гребня волны на подветренный борт, а в подошве волны – обратно, является основным условием снижения энергии взаимодействия корпуса корабля и штормового волнения.

Можно отметить гидродинамическую особенность затягивания жидкости из гребня волны под днище корпуса, который в любом случае будет заторможен встречным потоком в подошве волны. В точке остановки этого потока образуется повышенное давление на обшивку корпуса, и если это происходит с подветренного борта, то скорость накренения под воздействием волны замедляется. При отражении же волны от наклоненного наружу борта, остановка дрейфового потока под днищем происходит на наветренном борту – качка усиливается. Другую «гидростатическую особенность» успокоения качки за счет завала бортов в средней части корпуса, которую кораблестроитель В.П. Костенко называл «надводным бортовым килем», на том же броненосце «Орел» он отмечал как препятствующий накренению момент, образуемый удерживающейся на наветренном борту массой воды. Однако и для достижения такого эффекта успокоения качки также необходим завал борта, чтобы гребень волны безударно попадал и удерживался на верхней палубе с наветренной стороны (без перетока с остановкой у подветренного фальшборта). С этой целью верхняя часть окружности средних шпангоутов дополнялась длинной палубной надстройкой по диаметральной плоскости корпуса.

Если форма корпуса корабля и его весовая нагрузка хорошо оптимизированы для плавания в штормовом море, то, как это обычно происходит в искусственно оптимизированных системах, небольшие отклонения от проектной нагрузки или посадки корабля могут привести к вполне заметным отклонениям от должной мореходности. В этом случае знание экипажем особенностей штормовой гидродинамики может позволить найти решение по изменению хода и курса корабля или по небольшому перераспределению балласта, чтобы вновь оптимизированный корпус вернулся к оптимальному режиму штормового плавания или к наилучшему выполнению поставленных перед кораблем задач.

В том же походе на «Орле» В.П. Костенко провел очень показательный эксперимент по успокоению килевой качки, возбуждаемой попутными океанскими валами, двигавшимися вдвое быстрее самого броненосца. Расстояние между гребнями волн было примерно на одну четверть больше длины корпуса, и собственные колебания броненосца иногда не совпадали с фазой очередной настигающей его волны. Тогда на стремительно погружающуюся корму сзади надвигалась многотонная водяная гора и создавалась ситуация особо тяжелая для всплытия броненосца. Широкая корма в этих случаях, стряхивая с себя потоки воды, поднималась быстрее, чем острый нос, который полностью зарывался в уходящую волну. От этой неравномерности всплытия кормы и носа броненосец терял устойчивость на курсе, начинал рыскать. В.П. Костенко было предложено принять 200 тонн балласта в кормовой танк, расположенный в междудонном пространстве от 77-го до 87-го шпангоута под кормовой 12-дюмовой башней главного калибра. Как только приказ командира о затоплении междудонного отсека был исполнен, отчего нос подвсплыл почти на 2 фута (0,6 метра), корабль перестал рыскать, что сразу облегчило удержание курса в кильватерном строю.

К транспортным паровым судам, ввиду громоздкости и малой мощности главного двигателя, не предъявлялось специальных требований по ходкости в штормовом океане. Судно имело заостренный вертикальный форштевень и округлую нависающую над водой корму. В случае штормовой погоды судно должно было взять курс носом на волну и удерживаться на нем с помощью двигателей до улучшения погоды.

Но все же наблюдения В.П. Костенко за поведением в штормовом море в общем-то тихоходного броненосца «Орел» дают основу для отличного технического решения не только по безопасности плавания на крупном волнении, но также и по архитектурному оформлению корабля с полными обводами, для которого активное плавание и решение поставленных задач в штормовом океане является основным назначением. Так, если форму корпуса броненосца типа «Бородино» будет иметь спасательный буксир или гидрографическое судно, то:

• сильный завал борта в средней и кормовой частях корпуса существенно облегчит спасение людей по тревоге «человек за бортом»;
• округлая форма мидель-шпангоута и сгруппированные к диаметральной плоскости верхние надстройки позволят существенно более безопасно швартоваться к судну, терпящему бедствие в штормовом море, а также подавать на него водоотливные или пожарные шланги и другие спасательные коммуникации;
• незначительная собственная бортовая и килевая качка, а также сниженная скорость бокового дрейфа позволят швартоваться или удерживаться с наветренного борта от спасаемого судна;
• существенно сниженные вертикальные перемещения юта, обусловленные малой килевой и вертикальной качкой, а также отсутствие эффекта захвата корпуса штормовыми валами, приводящего к быстрым изменениям скорости хода и тяги на буксирном гаке, позволят избежать излишне сильных рывков буксирного троса;
• завал бортов в зоне работы экипажа на верхних палубах, к примеру, занимающегося заводкой буксирных тросов или принимающего забортные грузы, послужит существенному повышению безопасности людей. В этом случае, если штормовые гребни волн и попадают на верхнюю палубу, то они уже не имеют стремительной скорости перемещения на противоположный, да еще и накрененный борт;
• уменьшение общей и непрерывной площади верхней палубы, достигаемое за счет завала бортов, не позволит задерживаться на палубах большим объемам воды от набегающих штормовых волн, упростит борьбу с обледенением и в целом улучшит условия работы экипажа на верхних палубах во время штормов.