Стійкість і рисклівость судів на курсі

Основи управління судном з механічним двигуном

Маневреність - якість судна, що виражається в його здатності змінювати курс і швидкість під впливом органів руху і управління. Маневреність об'єднує в собі властивості керованості і інерційні характеристики (шлях і час гальмування і розгону).

Керованістю називається здатність судна рухатися по заданій траєкторії. Керованість об'єднує два якості: повороткість і стійкість на курсі.

Повороткість - здатність судна змінювати курс і рухатися по заздалегідь заданій криволінійній траєкторії.

Стійкість на курсі - здатність зберігати заданий напрямок прямолінійного руху.

Обидва якості за своїм характером протилежні одна одній. При проектуванні судів прагнуть знайти найбільш доцільне поєднання цих якостей.

Встановлено, що суду при положенні керма «прямо» не володіють стійкістю на курсі і для його підтримки необхідна постійна перекладка керма на деякий кут то на один, то на інший борт. Відхилення судна від курсу при кермі «прямо» називається рисклівостью.

Гальмування судна поділяється на два види: пасивне і активне. При пасивному гальмуванні судно гальмується опором середовища руху (вода, повітря і інші зовнішні чинники).

Активне гальмування виробляється опором середовища і роботою рушія судна на задній хід. Розгін судна - це досягнення судном швидкості від нуля до заданої.

Стійкість і рисклівость судів на курсі.

Стійкість і рисклівость судна залежить перш за все від розташування двох характерних точок О і G, де точка О є центром опору середовища, а точка G - центром ваги судна.

Малюнок 1.1. Розташування характерних точок при сталому русі судна.

Малюнок 1.2. Розташування сил опору і сил інерції при догляді судна з курсу.

При русі на прямому курсі на судно діють сили R і Рe. прикладені в точках О і О1 відповідно (рис. 1.1), де:

R - опір води руху судна.

Ці сили взаємно врівноважуються при сталому русі.

Точка О може бути розташована трохи попереду або позаду центру ваги G.

Якщо на судно вплине будь-яка зовнішня сила (хвиля, вітер), то судно відхилиться з курсу і займе положення (рис. 1.2).

Однак в момент відхилення судна на його центр ваги буде діяти сила інерції Q, спрямована по початкового напрямку руху. Сила опору R буде діяти в напрямку протилежному Q, тобто під кутом до ДП судна. Розкладемо ці сили на складові уздовж ДП і перпендикулярно до неї. З рис. а-1 видно, що складові Ry і Qy утворюють пару сил, яка впливає на ухилення судна з курсу. Ця пара сил буде ще більше ухиляються судно, якщо точка О розташована попереду точки G; і буде повертати судно на курс, якщо точка О позаду (рис. 2). У першому випадку судно буде рискліво (повороткого), у другому - стійко на курсі, але менш повороткого. Для кращої керованості необхідно, щоб точки O і G знаходилися на одній вертикалі або О, кілька позаду G (встановлено досвідченими даними).

Суду не володіють стійкістю на курсі, навіть в тиху погоду. Їх експлуатаційна стійкість досягається за допомогою перекладки керма. Судно вважається стійким на курсі, якщо при вітрі і хвилюванні не вище 3 балів кермо перекладається 4-6 разів на хвилину на кут 2-3 °. При недотриманні цих умов судно вважається рисклівим.

Нишпорення судна може бути симетричним і асиметричним.

Це залежить від виду надводної частини корпусу і дії зовнішніх чинників. Іноді рисклівость називають за старою трактуванні: ухилення судна під втер - увальчівость, ухилення судна на вітер (при прямо призначеному кермі) - навітряну. Рисклівость значно подовжує шлях судна і є негативним фактором.

1.3. Керованість судна на задньому ходу.

Більшість судів погано управляється при русі заднім ходом. У ряді випадків управляти судном кермом на задньому ходу не представляється можливим, особливо при наявності сильного вітру.

Для порівняння керованості судна при русі переднім і заднім ходом розглянемо сили і моменти, що діють на судно при криволінійному русі (рис. 1.3).

Малюнок 1.3. Сили і моменти, що діють на судно на передньому і задньому ходу.

На передньому ходу під час перекладання керма виникає сила Ру (на кермі). Приклавши в ц.т. дві різні і протилежно спрямованих сили зауважимо, що Ру викликає поворот під дією моменту Ру lp сила.

Ry також викликає поворот судна в ту ж сторону під дією моменту Ry lR. що з'являється внаслідок бокового зміщення.

На задньому ходу сила Ру своїм моментом Ру lр повертає судно так само в сторону перекладки керма. Однак, сила Rу обумовлює гідродинамічний опір корпусу, створює момент Rу lR зворотний дії моменту Ру lр. Напрямок та величина циркуляції буде залежати від співвідношення моментів.

Якщо Ру lp> Rу lR. то судно повертається в бік перекладки керма. Якщо навпаки, то в іншу сторону. Отже судно на задньому ходу може бути не керовано.

Пояснюється це тим, що на задньому ходу вплив потоку води від гвинта на кермо дуже мало. Стійкість судна на курсі на задньому ходу буває незадовільною.

Додаткові пристосування - активний кермо, поворотна насадка, підрулюючий пристрій покращують стійкість судна на курсі на задньому ходу.