Циркуляция судна. Учет циркуляции судна при прокладке.

Циркуляция судна — кривая, описываемая центром массы судна при руле, положенном на какой-либо угол.

Если переложить руль судна на определенное число градусов, то судно постепенно начнет изменять курс. Центр вращения судна (он расположен на расстоянии 0,2.. .0,3 L от носа судна; L — длина судна) будет перемещаться по дуге окружности, а диаметральная плоскость будет составлять с ней некоторый угол ΘЦ (рис. 6.2), называемый уг­лом дрейфа на циркуляции. Такое допущение справедливо для судов небольшого и среднего тоннажа, для крупнотоннажных судов харак­тер кривой может значительно отличаться от окружности.

Рассмотрим основные элементы циркуляции, методы их опреде­ления и способы учета.

Если в точке А начали перекладывать руль «право на борт», то не­которое время судно будет продолжать следовать прежним курсом и только в точке В начнет поворачиваться, причем в первый период центр тяжести судна смещается в сторону, обратную повороту, на ве­личину L, называемую обратным смещением. Величина L обычно не превышает половины ширины судна и в практике судовождения не учитывается. В дальнейшем центр массы судна начинает перемещать­ся в сторону перекладки руля по кривой, радиус которой постепенно уменьшается до момента, когда угловая скорость изменения курса дос­тигнет своего наибольшего значения. Это происходит при угле поворо­та на 120.. .180°, после чего движение центра массы будет совершаться по окружности. Время от начала перекладки руля до момента начала поворота судна в сторону переклад­ки называется предварительным периодом циркуляции.

Величина этого периода зависит от: типа суд­на, его инерции, наличия ветра и волнения и достигает на современ­ных крупнотоннажных судах 1 мин, что необходимо учитывать при по­воротах, а особенно при маневриро­вании. После этого начинается пе­риод неустановившейся циркуля­ции, который продолжается до тех пор, пока циркуляция не станет близка к окружности. Дальнейшая циркуляция называется установившейся и характеризуется диаметром установившейся циркуляции Dy.

Расстояние между линией первона­чального курса и диаметральной плоскостью судна в момент поворота на обратный курс называется тактическим диаметром циркуляции DT, а время, за которое судно повернется на обратный курс, называется эволюционным периодом циркуляции Т180°.

Когда разница междуDy и DT несущественна для решаемой зада­чи, говорят просто о диаметре циркуляции Dц, (см. рис. 6.2).

Половина диаметра циркуляции называется радиусом цирку­ляции

Величина радиуса циркуляции для каждого судна является функ­цией угла перекладки руля, загрузки судна и незначительно зависит от скорости судна.

Для учета циркуляции составляется специальная таблица или диаграмма, из которой получают следующие элементы циркуляции:

d1 — расстояние до нового курса;

d — промежуточное плавание;

q — курсовой угол промежуточного плавания;

Sa — расстояние, пройден­ное на циркуляции (плавание по окружности);

ta — время поворота на заданный угол.

Аргументами для входа в таблицу или диаграмму являетсяугол поворота α=ИК2-ИК1; град, и угол перекладки руля. Значения основных элементов циркуляции получим из рассмот­рения рис. 6.3.

^{Из ∆M1OB имеем}

Существует несколько способов определения тактического диа­метра циркуляции. Величина Dц является функцией многих пере­менных, и определить ее для всех условий плавания трудно. Поэтому значения Д, и Т180° определяют для трех положений отклонения руля (на 10, 20, 30°), двух видов загрузки судна (в грузу и балласте) и ино­гда для трех режимов работы двигателей (полный, средний, малый ход). Изменение Dц и Т180° вследствие волнения, ветра и течения должно учитываться дополнительно.

Определение Dц с помо­щью судовой РЛС.

Одним из наиболее распространенных способов определения диамет­ра циркуляции является спо­соб с использованием РЛС по бую в районе, где нет течения. Для этого в момент прохожде­ния траверза буя измеряют расстояние до него, руль пере­кладывают на заданный угол и пускают секундомер. Когда судно изменит курс на 180°, вновь замечают время, а в момент траверза — расстояние до буя. Разность измеренных расстоя­ний будет равна Dц. Попутно может быть определена и инерционная задержка, измеряемая расстоянием, пройденным судном за время между подачей команды рулевому и действительным началом цир­куляции. По измеренным Rц и Т180° рассчитывается таблица цирку­ляции. РЛС позволяет не только определить Dц, но и построить фак­тическую кривую циркуляции. Для этого с момента подачи команды на руль через каждые 10... 15 с берут ГКП и D до выбранного ориен­тира (буя, вехи, шлюпки). После окончания маневра на листе милли­метровки в произвольном масштабе наносятся положения судна для различных положений руля (на 10, 20, 30°), что позволяет создать диаграмму циркуляции (см. п. 20.3). Наличие на судне такой диа­граммы помогает судоводителю точно решать различные задачи по учету циркуляции, особенно при плавании в узкостях на крупнотон­нажных судах.

Определение Dц навигационны­ми способами.

Одним из наиболее простых навигационных способов определенияDц является способ с использованием створа и ориентира. В момент пересечения линии створа берется пеленг на ориентир или из­меряется горизонтальный угол a1 (рис. 6.4). В этот момент подается ко­манда на руль и пускается секундо­мер. В момент, когда судно, следуя обратным курсом, снова придет на линию створа, измеряется второй горизонтальный угол a2 или второй пеленг. Нанеся на крупномас­штабную карту пеленги, снимем расстояние между обсервациями, равное Dц. При использовании горизонтальных углов значение Dц можно вычислить по формуле

Показания секундомера, остановленного в момент выхода на контркурс, дадут Т180.

Кривая циркуляции и ее элементы могут быть получены методом последовательных обсерваций с помощью точных радионавигацион­ных гиперболических систем, таких как «Декка» и некоторые другие.

Определение Dц по углу движения.

Воткрытом мореDц может быть с достаточной точностью определен по углу снижения.

Углом снижения называется вертикальный угол, измеренный секстаном ме­жду ватерлинией плавающего предмета и линией видимого горизонта (рис. 6.5). Следуя заданной скоростью, сбрасывают за борт какой-либо плавающий хорошо видимый предмет и подают команду на руль. В момент, когда на контркурсе предмет окажется на траверзе, измеряют секстаном угол α. Зная высоту глаза е и наклонение видимого горизон­та d, вычисляют Dц:

Формула (6.5) является приближенной, так как не учитывает кри­визну нижнего зрительного луча и кривизну земной поверхности, од­нако на расстояниях до 1 мили дает результаты, сравнимые с точно­стью измерения расстояний по РЛС.

Для повышения точности графического счисления, особенно при плавании в узкостях, при ведении прокладки на крупномасштабных картах и при проработке прохода в стесненных водах, необходимо учитывать циркуляцию. Если Rц известен, то циркуляция может быть уч­тена несколькими методами: графическим, табличным, с использова­нием диаграммы. Во всех случаях приходится решать две задачи: пря­мую и обратную.

Прямая задача состоит в нахождении точки, из кото­рой следует проложить новый курс после окончания поворота.

При об­ратной задаче находят точку начала поворота, начав в которой пово­рот, судно ляжет на новый курс в намеченной точке.