4. Влияние работы движителей на управляемость судна. Совместная работа руля и винта. Управление судами с различными двигателями, движителями, многовинтовыми судами, судами на подводных крыльях.

П ереход с переднего хода на задний осуществляется при условии, что руль находится в положении «прямо». Допустим, что одновинтовое судно с винтом правого шага идет установившимся полным ходом вперед. Тогда на корму судна будут действовать силы С, D и b. Предположим, что при этих условиях машине дан полный ход назад, тогда: 1) сила набрасываемой струи С (рис. 169, а), которая действует на перо руля и отклоняет корму влево, сразу пропадает. Вместо этой силу, как только винт начнет вращаться на задний ход, появится сила набрасываемой струи C1, которая будет действовать не на перо руля, а на кормовые обводы судна с правого борта и уклонять корму влево. Но так как судно по инерции будет иметь ход вперед, то корма, продвигаясь вперед, как бы будет уходить от воздействия этой силы. По мере уменьшения инерции переднего хода действие силы C1 будет увеличиваться. Максимального значения она достигнет в момент остановки судна; 2) сила реакции воды D, которая стремится на переднем ходу отклонить корму влево, в первый момент пропадает, а затем начнет действовать в обратном направлении — d1. Значение ее первоначально велико, так как при реверсе лопасти винта встречают огромное сопротивление воды. Эти силы будут стремиться уклонить корму вправо, а нос — влево. В дальнейшем действие силы D1 будет ослабевать по мере гашения инерции переднего хода судна. Своего нормального значения сила D1 достигнет, когда судно получит постоянный задний ход; 3) сила попутного следа b, которая на переднем ходу отклоняет корму влево, будет уменьшаться по мере гашения инерции переднего хода и пропадает в момент его остановки.

И з изложенного следует, что в самом начале работы двигателя на задний ход при прямом положении руля корма судна стремительно покатится влево под действием мгновенно изменившей направление и резко возросшей силы D1. Hoc судна покатится резко вправо. Чтобы не допускать подобного броска кормы и носа или уменьшить его, следует положить руль лево на борт в тот момент, когда машина дает задний ход (рис. 169, б). На переложенный руль начнет действовать сила а1, противодействующая силе D1.

Переход с заднего хода на передний. Допустим, что одновинтовое судное винтом правого шага движется назад, работая машиной назад (рис. 170). Силы С1 и D1 действуют, как показано на рисунке, и уклоняют корму влево. Сила давления на руль от встречного потока воды равна нулю. Если в таком положении дать машине ход вперед, то произойдет резкая перемена в соотношении сил, которые действуют на корму судна: 1) сила набрасываемой струи С1 (рис. 171), которая действовала на корму, пропадет. Винт, начав вращаться на передний ход, будет набрасывать воду на перо руля с силой С, которая стремится уклонить корму влево. Но так как судно по инерции имеет значительный ход назад, руль начнет как бы уходить из-под действия силы С. Сила С будет увеличиваться по мере гашения инерции заднего хода и в момент остановки судна она достигнет своего нормального значения; 2) сила реакции воды D1, отклонявшая корму влево, в момент перемены хода пропадает, но сразу же резко возникает сила D, которая будет стремиться отклонить корму вправо. Сила D значительно больше силы D1, так как лопасти винта при реверсе встретят огромное сопротивление воды. В результате корма резко покатится вправо. Во избежание такого броска, если он не нужен, одновременно с началом работы машины вперед рекомендуется переложить руль на правый борт.

При этом маневре увеличивается значение силы С, действие которой на перо руля, а в итоге и на корму судна противоположно действию силы D. Как только руль будет переложен вправо, появится сила А, отклоняющая корму влево. Однако действие ее незначительно, так как встречная вода отбрасывается струёй от работающего на передний ход винта.

В дальнейшем по мере гашения инерции заднего хода сила D будет уменьшаться, а сила С увеличиваться, вследствие чего руль придется отводить и к моменту остановки судна переложить его немного влево.

Двухвинтовые суда по сравнению с одновинтовыми имеют как преимущества, так и недостатки. Преимущества: при поломке или ремонте и профилактике одного движителя судно продолжает следовать по назначению, управляясь рулем и вторым движителем; при поломке рулевого устройства временно при хорошей погоде можно управляться с помощью гребных винтов; судно лучше маневрирует в стесненных условиях (реки, каналы, акватории порта и т. д.); хорошо управляется на заднем ходу. Недостатки: гребные винты меньше оказывают влияние на перо руля, так как винты вращаются наружу, то винтовая струя воды действует на перо руля слабее; расположение винтов в стороне от ДП судна увеличивает вероятность их повреждения при плавании в узкостях и при швартовных операциях; уменьшение общего к. п. д. СЭУ. На двухвинтовых судах гребные винты установлены разного шага, т. е. на левом борту — винт левого шага, на правом — правого. Наружное вращение винтов (лопасти в верхнем положении движутся к бортам) предпочтительнее и в эксплуатации, потому что уменьшаются вероятность повреждения лопастей винта плавающими предметами и заклинивание гребных винтов битым льдом. Улучшение маневренности этих судов достигается за счет того, что каждый из винтов разнесен на некоторое расстояние от ДП судна. А это создает плечо и появляется разворачивающий момент, который улучшает поворотливость судна. Двухвинтовое судно за счет маневрирования (реверсов) винтами может развернуться без помощи руля При работе обоих винтов на передний или задний ход и при положении руля прямо судно будет меньше уклоняться в стороны. Двухвинтовое судно разворачивается на небольшой акватории (а короткие суда на месте), для чего необходимо работать винтами «враздрай», т. е. одной машине задается режим переднего хода, а другой — заднего. В этом случае передний ход задается на одну ступень меньше заднего. Для транспортных судов с двумя винтами поступательное движение улучшает поворотливость судна. Трехвинтовые суда обладают маневренными свойствами одно-и двухвинтовых судов При наличии трех винтов судно может в широких пределах менять циркуляцию. Для разворота такого судна требуется небольшая акватория. В этом случае обычно работают средним винтом на передний ход, а бортовыми «враздрай», руль должен быть переложен на борт в сторону разворота судна. На четырехвинтовых судах винты попарно расположены с каждого борта. Управляемость этими судами такая же, как и двухвинтовыми, а техническое обслуживание и управление с мостика усложняются.

Суда на подводных крыльях пока только пассажирские. Особенность их заключается в том, что на ходу на крыльях весь корпус судна находится над водой, в воде только подводные крылья и винторулевая группа для управления судном. Подводные крылья стабилизируют судно, обеспечивая ему хорошую устойчивость. Непосредственное управление СПК осуществляется лично судоводителями. Управление движителями и контроль за их работой — дистанционные из рубки. Во время движения в рубке должны находиться не менее 2 чел. СПК относятся к быстроходным судам. Скорость их 60 км/ч и более. Плавание СПК разрешено с удалением от берега до 50 миль и силе ветра до 5 баллов, Плавание скоростных судов на крыльях осуществляется только в светлое время суток. При плавании нужно вести тщательное наблюдение за водной поверхностью впереди корпуса с тем, чтобы избежать попадания плавающих предметов под корпус и на крылья СПК. Плавающие предметы могут не только повредить подводные крылья и винторулевую группу, но и серьезно разрушить корпус, так как корпус СПК изготовлен из легкого дюралюминиевого сплава небольшой толщины (1,5—2,0 мм). Особое внимание должно быть сосредоточено при плавании в узкости на обеспечение навигационной безопасности при поворотах на новые курсы и расхождении с судами, с земснарядами, у которых могут быть далеко выступающие трос, буйки и якоря. Выход СПК на крылья — сложный и ответственный момент в управлении скоростным судном. Маневр выхода на крылья выполняется плавно или ступенчатым способом. При этом переходном состоянии резко возрастает нагрузка на двигатели, увеличивается осадка кормы, судно становится неустойчивым. При выходе на крылья нужно иметь много свободной поверхности воды. Чтобы уменьшить влияние различных факторов на безопасность плавания судна в период выхода судна на подводные крылья, необходимо: отход от причала осуществлять с хорошо прогретым двигателем; выход на крылья производить на прямом курсе с положением пера руля в ДП; избегать выхода на крылья лагом к волне или при сильных ветрах с траверзных направлений. Управляя судном в режиме «на крыльях», надлежит строго выполнять требования инструкций по эксплуатации и, в частности, учитывать, что циркуляция и инерция СПК при движении на крыльях значительно больше, чем на плаву. Поэтому только в случае крайней необходимости выполняют крутой поворот на крыльях. Если есть время и возможность, СПК предварительно должно быть переведено в водоизмещающее состояние, т. е. «на корпус», а затем выполнить крутой поворот. Во время поворота не рекомендуется перекладка рулей более 7—10°, так как в этом случае не только снижается частота вращения движителей и теряется скорость, но СПК может резко сорваться с крыльев с нежелательным креном и принять носовой частью на корпус много воды («зарыться» в воду). В обычных условиях поворот рекомендуется осуществлять плавно. При экстренной остановке движения следует остановить движитель и только после того, как судно «ляжет» на корпус, дать задний ход. При переключении реверсов необходимо выдерживать интервал по времени. Управление СПК в водоизмещающем положении («на корпусе») аналогично управлению судном такого же водоизмещения. При движении на корпусе СПК образуют высокую динамическую волну.