- •1. Ходовые и тормозные качества судов
- •1.1. Составляющие сопротивления движению судна на спокойной воде
- •1.2. Полное сопротивление воды движению судна
- •1.3. Дополнительное сопротивление движению судна
- •1.4. Мощность силовой установки. Тяга винта
- •1.5. Ходовые характеристики винтовых судов
- •1.6. Тормозные характеристики судов
- •1.7. Торможение с помощью винта
- •Тормозные пути одновинтовых судов
- •1.8. Сокращение тормозного пути
- •2. Управляемость
- •2.1. Понятие управляемости. Силы и моменты, действующие на судно при перекладке руля
- •2.2. Особенности движения судна во время циркуляции
- •2.3. Элементы циркуляции транспортных судов
- •2.4. Влияние на управляемость совместной работы винта и руля.
- •2.5. Особенности управляемости судов, оборудованных врш и подруливающими устройствами
- •2.6 Особенности управляемости многовинтовых судов
- •2.7. Влияние ветра на управляемость судна
- •2.8. Потеря управляемости при ветре
- •2.9. Разворот одновинтового судна при ветре
- •3. Управление судами на стесненных фарватерах, в узкостях, каналах и на реках
- •3.1. Явления, сопровождающие движение судна на мелководье
- •3.2. Гидромеханическое взаимодействие между судами во время расхождения вблизи друг друга
- •3.3. Особенности управления судами в каналах
- •3.4. Обеспечение безопасности плавания в узкостях
- •3.5. Особенности управления судами при плавании на реках
- •3.6. Проводка судов под мостами
- •4. Стоянка судов на якорях и бочках
- •4.1. Держащая сила якорей
- •Значения коэффициентов держащей силы
- •4.2. Общие требования к постановке судна на якорь
- •4.3. Способы постановки на якорь
- •4.4. Съемка с якоря
- •4.5. Постановка судов на бочки
- •5. Швартовные операции
- •5.1. Безаварийный контакт судна с причалом в процессе швартовных операции
- •5.3. Отход судна от причала
- •5.4. Использование буксиров при швартовных операциях
- •5.5. Особенности использования подруливающих устройств при швартовных операциях
- •5.6. Обеспечение безопасности стоянки судов у причалов
- •5.7. Швартовка судов в море
- •6. Обеспечение безопасности плавания
- •6.1. Основные сведения о волнах
- •6.2. Факторы, воздействующие на судно во время шторма
- •6.3. Опрокидывание судов на попутном волнении
- •6.4. Слеминг
- •6.5. Качка судов
- •6.6. Влияние на качку курса и скорости судна
- •6.7. Повороты в условиях шторма
- •7. Буксировка судов
- •7.1. Требования к буксирной линии
- •7.3. Расчет длины стальной буксирной линии
- •7.4. Расчет длины буксирной линии из синтетического каната
- •7.5. Аварийная буксировка
- •Сопротивления буксируемого судна
- •7.6. Крепление буксирного каната
- •7.7. Управление судами во время буксировки
- •8. Снятие судов с мели
- •8.1. Характер сил, действующих на судно, находящееся на мели
- •8.2. Первоочередные меры при посадке судна на мель
- •8.3. Снятие судна с мели собственными силами, средствами
- •8.4. Снятие судна с мели с помощью другого транспортного судна
- •9. Обеспечение безопасности плавания судов во льдах
- •9.1. Организация вахтенной службы и наблюдения за корпусом судна при плавании во льдах
- •9.2. Управление судном в одиночном плавании
- •9.3. Меры предосторожности при плавании вблизи берегов и в условиях ограниченной видимости
- •9.4. Плавание в составе каравана
- •9.5. Выбор скорости движения и дистанции между судами в караване
- •9.6. Управление судном при плавании в канале за ледоколом в припайных, дрейфующих, сплоченных и разреженных льдах
- •9.7. Подготовка к буксировке и управление судном при буксировке ледоколом
- •9.8. Управление судном при околках ледоколом
- •9.9. Плавание в караване при ограниченной видимости
2.4. Влияние на управляемость совместной работы винта и руля.
Значительное влияние .угла перекладки руля на циркуляцию связано с действием гидродинамической силы Rf. Величина силы rp зависит от скорости встречного потока и скорости потока, отбрасываемого винтом. Давление встречного потока обозначают буквой А. Скорость потока, закрученного винтом в спираль, имеет две составляющие: осевую и окружную. Давление осевой составляющей на переложенный руль называют силой винтовой отработки и обозначают Сво (рис. 2.7, а). Окружная составляющая потока действует на верхнюю и нижнюю части руля в противоположных направлениях. При винте правого шага поток набрасывается на нижнюю часть пера справа лопастью, перемещающейся из правого положения в нижнее, и на верхнюю часть пера слева лопастью, перемещающейся из левого положения в верхнее. :Струя воды, набрасываемая справа, стремится уклонить корму влево, а набрасываемая слева стремится уклонить корму вправо. По мере увеличения глубины возрастает гидростатическое давление, поэтому сила,
у
Рис. 2.6. Циркуляция
теплохода «Академик
Шиманский» длиной
169 м, с дифферентом на
на нос 0,3 м и креном
1,7°
Rp=A+Cв.о±С,
где знак у силы С зависит от стороны перекладки руля.
Величина силы А зависит от скорости судна, а силы Св.о — от частоты вращения винта. При установившихся скорости судна и частоте вращения винта сила винтовой отработки составляет 30—40% силы встречного потока. С увеличением частоты вращения винта сила Св.о, а следовательно, и сила Rр возрастают и поворотливость судна улучшается. Это происходит до тех пор, пока скорость судна не будет соответствовать новой частоте вращения винта, т. е. в эволюционный период циркуляции. Действие силы Св.о при увеличении оборотов двигателя проявляется преимущественно в уменьшении выдвига, прямого смещения и, в меньшей степени, тактического диаметра, а диаметр установившейся циркуляции остается неизменным. Наибольший эффект от влияния силы Св.о наблюдается, когда судно описывает циркуляцию с места (см. рис. 2.4). Сила С повышает эффективность руля при повороте вправо (у судов с правым шагом винта) я снижает при повороте влево. Следствием этого должно быть уменьшение циркуляции судов в одну сторону и увеличение в другую. В действительности строгой закономерности в этом отношении не наблюдается. Известно, что если судну дать передний ход, то его нос уклонится влево. Объясняется это неравенством поперечных сил реакции лопастей винта в верхнем и нижнем положениях. В начале движения судна вперед или назад лопасти работают в покоящейся воде. Сопротивление лопасти, проходящей верхнее положение, из-за подсоса воздуха меньше, чем сопротивление лопасти, проходящей нижнее положение. Возникает неуравновешенная сила D, которая в начале работы винта больше силы С. По мере развития оборотов сила D уменьшается ив установившемся режиме движения становится соизмеримой с силой С. Таким образом, элементы циркуляции вправо и влево будут зависеть от соотношения сил С и D. Действие силы D больше на судах в балласте, когда лопасти винта частично оголены.
Н
Рис. 2.7. Схема направлений сил при
взаимодействии винта с рулем и корпусом
судна;
а
– на переднем ходу; б
– на заднем ходу
Величина и направление сил А, В, Св.о, С, С', D зависят от направления движения судна и режима работы винта. При перемене направления движения или режима работы винта эти силы будут складываться или вычитаться, соответственно улучшая или ухудшая поворотливость. Рассмотрим это на следующих примерах.
1. Если судно не имеет поступательного движения, то в момент дачи переднего хода возникнет сила реакции D, под влиянием которой корма резко пойдет вправо (сила набрасываемой струи в начальный момент будет невелика). При перекладке руля влево сила винтовой отработки Св.о сложится с силой D и корма еще быстрее пойдет вправо. Если в момент дачи хода руль переложить вправо, то сила С компенсирует действие силы D и судно будет одержано на курсе. По мере увеличения хода сила D уменьшается, а сила С возрастает. Когда судно достигнет назначенной скорости, силы С и D примерно уравняются, а некоторый избыток одной из них легко компенсируется небольшой перекладкой руля.
Поэтому если судну необходимо развернуться на обратный курс в стесненной обстановке, то циркуляцию лучше начинать с места или, если такой возможности нет, предварительно уменьшить ход до минимально возможного. Поворот влево следует осуществлять, используя влияние силы D, т. е. сильными, но кратковременными толчками машины вперед, не разгоняя судна. При повороте вправо надлежит использовать влияние силы Св.о, для чего обороты следует наращивать постепенно. Очевидно, что с учетом влияния винта поворотливость судна влево лучше, чем поворотливость вправо.
2: Если судну, не имеющему движения, дать задний ход, то под влиянием силы D корма покатится влево. Возникнет и будет увеличиваться сила набрасываемой струи С', направленная в ту же сторону, что и сила D. Корма быстро пойдет влево. Для одержания судна на курсе нужно переложить руль вправо, чтобы силы встречного потока А и всасываемой струи В компенсировали силы С' и D. У некоторых типов судов сумма сил C'+D может оказаться больше суммы сил А +B, вследствие чего перекладки руля для удержания судна на курсе оказывается недостаточно. В таком случае целесообразно разогнать судно на заднем ходу с рулем право на борту и застопорить машину: с исчезновением сил С' и D корма пойдет вправо.
Рассмотренные закономерности взаимодействия винта с корпусом и рулем относятся к винту правого шага. В случае винта левого шага эффект его действия будет прямо противоположным.