Действие сил при перемене хода с заднего на передний

превзойдет действие сил С и А и корма пойдет вправо еще резче (рис. 6.9).

Все рассмотренные случаи относятся к винту правого вращения. При левом вращении винта вызываемые им силы будут иметь обратное направление.

На основании всего сказанного о влиянии работы винта на управляемость судна сформулируем основные выводы в предположении, что каких-либо внешних сил, действующих на судно, не наблюдается.

Таблица управляемости одновинтового судна с винтом правого вращения

Режим движения судна Сторона вращения винта Характер движения судна Рекомендации по использованию руля
Выполнение поворота с меньшим DЦ Удержание на прямом курсе
Передний установив- шийся ход Вправо Постоянное уклонение вправо (носом) Руль вправо Руль влево 3—5°
Задний установив- шийся ход Влево Постоянное уклонение вле- во (кормой) Руль влево Руль вправо
Передний ход со -стопа" Вправо Уклонение вправо (кормой) — Руль вправо
Задний ход со „стопа" Влево Уклонение влево (кормой) — Руль вправо
Выполнение реверса с переднего на задний ход Влево Уклонение вправо (носом) — Руль влево
Выполнение реверса с заднего на передний ход Вправо Уклонение вправо (кормой) — Руль влево

 

7. Управляемость судов на цикуляции.

Процесс поворота судна с переложенным рулем называется циркуляцией.

Траектория, описываемая судном под влиянием переложенного на определенный угол руля, характеризуется радиусом циркуляция RЦ. Поскольку при прямолинейном движении Rц= ∞, то очевидно, что после перекладки руля радиус Rц начинает уменьшаться. После окончания переходного процесса траектория судна по форме приближается к окружности, т. е. радиус приобретает установившееся значение Rц = RУСТ, так как линейная и угловая скорости, отношением которых определяется значение радиуса, становятся приблизительно постоянными.

Для сопоставимости поворотливости различных судов радиус циркуляции выражают в безразмерном виде: (7.27) где — относительный радиус; L —длина судна.

Величина, обратная радиусу, называется кривизной. Ее также удобно выражать в безразмерном виде (7.28)где — относительная кривизна траектории или безразмерная угловая скорость; ωУСТ— установившаяся угловая скорость, рад/с; Vуст — установившаяся линейная скорость судна, м/с.

За начало циркуляции принимается момент начала перекладки руля.

Циркуляция характеризуется линейной и угловой скоростями, радиусом кривизны и углом дрейфа. Эти характеристики не остаются постоянными. Процесс циркуляции принято делить на три периода.

Первый период — маневренный, продолжается в течение времени перекладки руля.

Второй период — эволюционный, начинается с момента окончания перекладки руля и заканчивается, когда характеристики циркуляции примут установившиеся значения.

Третий период — установившийся, начинается с момента окончания второго периода и продолжается до тех пор, пока руль остается в пе­реложенном положении.

Переложенный на угол δР руль, как и всякое крыло, развивает подъемную силу — боковую силу руля Рpy.

Для получения наглядного представления о воздействии силы на корпус судна приложим в его ЦТ две силы, равные по модулю силе Рруи направленные в противоположные стороны, как это показано на рис. 7.3. Эти две силы взаимно компенсируются, т. е. не оказывают влияния на корпус судна, но их совместное рассмотрение с боковой силой руля Ррупозволяет понять, что корпус судна одновременно испытывает поперечную силу Рру, приложенную в центре тяжести G, и момент боковой силы руля Мp относительно вертикальной оси Z, проходящей через ЦТ.

В первый период после начала циркуляции под влиянием поперечной силы РрУЦТ судна приобретает боковое перемещение во внешнюю сторону циркуляции — обратное смещение. Возникает угол дрейфа α, а значит и поперечная гидродинамическая сила на корпусе Rу, направленная внутрь циркуляции. Ее точка приложения в соответствии со свойствами крыла смещена в нос от ЦБС, положение которого при отсутствии большого дифферента можно считать совпадающим с ЦТ судна. Момент силы Ry—MRв этом первоначальном периоде циркуляции имеет тот же знак, что и момент руля Мp, поэтому появляется и начинает быстро возрастать угловая скорость.

В дальнейшем под влиянием поперечной силы Rутраектория ЦТ начинает постепенно искривляться в сторону перекладки руля, т. е. радиус циркуляции, который в начале стремился к бесконечности, начинает уменьшаться.

При движении ЦТ по криволинейной траектории с радиусом RG, каждая точка по длине судна описывает относительно общего центра циркуляции «О» свою траекторию, радиус кривизны которой отличается от RG (рис. 64). При этом каждая такая точка имеет свой угол дрейфа, значение которого возрастает по мере удаления в сторону кормы. В нос от ЦТ углы дрейфа соответственно уменьшаются.

Если из центра циркуляции «О» опустить перпендикуляр на ДП, то в полученной точке ПП угол дрейфа равен нулю. Эта точка носит название центра вращения или полюса поворота (ПП).

Полюс поворота при циркуляции для большинства судов располагается вблизи носовой оконечности на расстоянии примерно 0,4 длины судна от ЦТ, принимаемого на мидель-шпангоуте.

Угол дрейфа ЦТ судна на циркуляции:

(7.29)