3. Пассивное и активное торможение судна. Способы определения тормозных характеристик судна.

Пассивное торможение выполняется при остановленном двигателе только за счет сопротивления воды. Двигатель работает до момента прекращения подачи топлива в цилиндры, затем двигатель останавливается, а винт продолжает вращаться (свободное вращение), оказывая дополнительное сопротивление движению судна.

Рис. 1.9. Инерционные характеристики судна при пассивном торможении

Активное торможение – это торможение при помощи реверсирования дизельного двигателя. Первоначально телеграф устанавливают в положение «Стоп», и только после того, как обороты двигателя упадут на 40–50%, ручку телеграфа переводят в положение «Полный задний ход». Окончание маневра – остановка судна относительно воды.

Процесс торможения принято делить на три периода:

• первый период (t₁) – от момента начала маневра до момента остановки двигателя

(t₁ ≈ 7–8 сек);

• второй период (t₂) – от момента остановки двигателя до пуска его на задний ход;

• третий период (t₃) – от момента пуска ГД на задний ход до остановки судна или до приобретения установившейся скорости заднего хода.

Движение судна в первые два периода можно рассматривать как свободное (пассивное) торможение.

Рис. 2.1. Инерционные характеристики судна при активном торможении

Расчет пассивного торможения.

Расчет ведется до скорости V_к = 0,2 ∙ V₀

Определяется время и путь пассивного торможения:

Расчет активного торможения.

Активное торможение рассчитывается в три периода. Расчет ведется до полной остановки судна (V_к=0). Принимаем:

V_спх = 0,75 ∙ V₀

V_мпх = 0,5 ∙ V₀

Определяется сопротивление воды движению судна на полном ходу по формуле Рабиновича:

R₀ = 6 ∙ А_м ∙ V₀²

Инерционная постоянная:

где m₁ – масса судна с учетом присоединенной массы

Упор винта на заднем ходу:

где

N_е = η ∙ N_i

η – может быть определена по формуле Эмерсона:

Путь, пройденный в первом периоде:

S₁ = V_н ∙ Т

Скорость судна в конце второго периода:

Путь пройденный судном во втором периоде:

Путь, проходимый судном в третьем периоде:

Время третьего периода:

Общий путь и время торможения:

S_т = S₁ + S₂ + S₃

t_т = t₁ + t₂ + t₃

Способы определения тормозных характеристик судна.

Наблюдения с помощью радиолокационной станции. Для выполнения таких наблю­дений необходимо изготовить плавучее сооружение с хорошим пассивным отражателем. В выполнении маневров принимают участие три человека: у радиолокационной станции (PJIC), у оптического пеленгатора и у тахометра. Плавучий ориентир спускают на воду на самом малом ходу судна и затем последовательно выполняют намеченные маневры.

По команде (лучше губным свистком) одного из наблюдателей начинаются ма­невры и фиксируются результаты с интервалом 20—30 с.

При выполнении торможения судна с помощью реверса двигателя началом ма­невра считается момент дачи команды по машинному телеграфу. Затем следует заметить время начала снижения частоты вращения двигателя, момент начала вращения гребного винта назад, а также момент полной остановки судна относительно воды.

Использование фазовой радионавигационной системы (РНС). Перед началом испытаний изготовляют планшет выбранного района маневрирования с таким расчетом, что­бы судно входило в данную зону с установившейся скоростью. Для построения на планшете сетки изолиний определяют их направление (снимается непосредственно с карты сеток гипербол в районе плавания) и ширину дорожек по формуле

где: 𝝀_М - длина волны сравнения; ψ - базовый угол.

При пересечении изолиний под углом, близким к 90° (75-105°), средняя квадра­тичная погрешность способа будет находиться в пределах 20-25 м (при частотах сравне­ния 340 кГц - красная и 3238 кГц - зеленая). Погрешность может быть большой из-за ошибок при интерполяции расстояний между соседними изолиниями и при проведении линий положения.

Существуют и упрощенные методы оценки маневренных характеристик судна.

Использование поплавков. Перед началом испытаний на внутреннем борту судна размечают базу. На концах базы располагаются по одному наблюдателю. У наблюдателя, находящегося в носовой части, должны быть заготовлены деревянные поплавки. Первый поплавок он сбрасывает по команде наблюдателя с ходового мостика в момент начала маневра. Когда этот поплавок будет находиться на траверзе кормового наблюдателя, на­блюдатель, находящийся в носовой части, сбрасывает второй поплавок и т. д. Таким об­разом, каждый поплавок «проходит» вдоль намеченной на борту базы за определенное время, которое засекают секундомером.

При проведении испытаний фиксируют число сброшенных поплавков. По результатам измерений строят график маневра. Длину тормозного пути, например, находят из равенства

где: - длина базы на борту судна, м;

n - число сброшенных поплавков;

- расстояние по базе до последнего поплавка на воде, м.

Использование судового лага. Способ основан на измерении скорости судна и его курса в отдельные моменты при выполнении маневров. Точность способа зависит от точности показаний лага при различных скоростях движения.

При определении элементов циркуляции поступают следующим образом. В мо­мент, когда курс по компасу равен произвольной величине ИК₁, пускают секундомер. Когда курс достигнет значения (ИК₁+α_к), по секундомеру фиксируют время, а по лагу – скорость и т.д.