Вопрс 7 - крен судна на циркуляції

Крен судна на циркуляції.

На рухомі по криволінійній траєкторії судно в площині шпангоута діють сили і моменти, що викликають його нахил (крен). До цих сил і моментів відносяться

1) відцентрова сила інерції, прикладена в центрі ваги судна і спрямована по ра-Діус циркуляції від центру циркуляції назовні;

2) гідродинамічні сили, прикладені до підводної частини корпусу судна; бічна проекція цих сил спрямована до центру циркуляції;

3) гідродинамічні сили, прикладені до керма; спрямування цих сил залежить від кута атаки

4) момент остійності судна, обумовлений креном і діючий в сторону зворотний напрямку крену;

5) момент інерції маси судна і приєднаний момент інерції води відносно горизонтальної осі, що лежить в діаметральної площині; ці моменти при позитивному кутовому прискоренні обертання, судна в площині шпангоута діють в сторону, зворотний напрямку обертання судна;

6) гідродинамічний інерційний момент, обумовлений наявністю линів-ного прискорення руху судна в бічному напрямку;

7) момент опору води обертанню судна щодо горизонталь-ної осі, що лежить в діаметральної площині; вказаний момент пропорційний кутовий швидкості обертання судна і діє в напрямку, протилежному направле-ня обертання.

Сили і моменти, зазначені в пп. 1-4, діють на судно як при сталому, так і при несталому русі його в горизонтальній пло-скостити. Моменти, зазначені в пп. 5-7, діють тільки при несталому русі судна.

У загальних рисах картина виникнення і розвитку крену при виході судна на сталу циркуляцію зводиться до наступного.

Якщо на судні, спочатку йде прямим курсом, раптово Перекл-дивать кермо, то в перші моменти після початку перекладки керма траєкторія руху судна викривляється в напрямку, протилежному напрямку перекладки керма. Внаслідок цього з'являється відцентрова сила, момент від якої викликає невеликий крен судна на той борт, куди перекладений кермо. Цей крен обумовлюється, крім того, моментом від бічної сили, що діє на кермо.

У міру зміни кривизни траєкторії відцентрова сила спочатку умень-шается, а потім змінює знак. Під дією моменту цієї сили судно починає кренитися в сторону, зворотний напрямку перекладки керма, причому перше Накло-ня судна виявляється тим більшим, чим більший кут крену в бік перекладки керма мало воно до цього. Максимальна нахил судна в сторону, обрат-ву напрямку перекладки керма, іменується динамічним кутом крену.

У міру подальшого руху судна кут крену зменшується. Судно вдосконалення-шает кілька коливань (зазвичай одно-два) і після того, як елементи руху судна в горизонтальній площині встановлюються, кут нахилу приходить до недо-торому постійному значенню. Це значення, за знаком збігається з динамічним кутом крену, називається кутом крену на сталої циркуляції.

Зазвичай динамічний кут крену перевищує кут крену на сталої циркуляції в 1,3-2,0 рази.

Найбільш простим способом розрахунку крену судна на сталій цирку-ляції є розрахунок по формулі Г. А. Фірсова

де

- максимально можливий крен судна на сталій циркуля-ції в градусах; h - початкова поперечна метацентрическая висота судна;

- ордината центра ваги судна. Зручність даної формули полягає в тому, що для користування нею немає необхід-мости в попередньому розрахунку повороткості судна. Ця формула визначає максимально можливе значення кута крену на циркуляції при діаметрі циркуляції порядку 5,2 довжини корпусу.

Дана формула складена в припущенні, що:

1) момент від сил, що діють на кермо, дуже малий у порівнянні з іншими моментами, що діють в площині шпангоута;

2) центр тиску гідродинамічних сил, обумовлених дрейфом, располо-дружин посередині опади по висоті.

Зазначені припущення не цілком справедливі, тому формула дає

сприятливий результат тільки для судів зі ставленням

порядку 2,5-3,5 і за умови, що кермо розташований відносно високо. Крім того, неодмінним усло-Вієм справедливості розрахунку за цією формулою є можливість досягнення судном діаметра циркуляції порядку 5,2 довжини корпусу. Наведена вище формула дає сприятливі результати головним чином для тихохідних судів транспортного флоту, діаметр циркуляції яких, як правило, не перевищує п'яти довжин корпуса при максимальній перекладки керма.