6.5 Силы действующие на судно от работы винта
Действие сил при даче переднего хода:
В момент начала работы на передний ход винта правого вращения, когда судно еще не имеет поступательного движения руль находится в прямом положении, сила попутного потока отсутствует. Также невелика и сила набрасываемой струи, так как спиральный поток, у отбрасываемый винтом воды, еще не образовался.
Сила реакции «D», наоборот, в этот момент имеет большее значение, так как вода, находящаяся в спокойном состоянии, оказывает максимальное сопротивление вращению винта. В результате действия силы «D» корма резко пойдет вправо. С увеличением скорости хода силы «С» и «b» возрастают и начинают компенсировать влияние силы «D». Чтобы удержать судно на курсе в момент начала работы на передний ход, используют руль, перекладывая его направо. Отбрасываемые винтом назад потоки воды окажут давление на выведенный из прямого положения руль. Возникает так называемая сила винтовой струи (аксиальная составляющая) «Св.с,» которая отклоняет корму в сторону, противоположную перекладке руля. Вместе с тем, сила винтовой струи не одинакова при перекладке руля на тот или иной борт. Она всегда больше при перекладке руля в сторону, одноименную вращению винта.
Действие сил при установившемся переднем ходу.
При работе винта вперед и установившемся движении судна проявляют свое действие следующие силы:
встречного потока «А», оказывающая давление на руль при выводе его из диаметральной плоскости;
набрасываемой струи «С», оказывающая давление на руль ,уклоняя корму влево;
реакции воды «D», действующая на винт, уклоняя корму вправо;
винтовой струи «Св. с», оказывающая давление на руль при выводе его из диаметральной плоскости;
попутного потока «b», оказывающая давление на верхние лопасти винта, уклоняя корму влево.
При прямом положении руля силы «А» и «Св. с» действия на руль не оказывают, поэтому судно под влиянием сил C + b -D уклоняется кормой влево, а носом — вправо. Для удержания судна на курсе необходимо руль слегка отвести влево. При перекладке руля в какую-либо сторону помимо сил «С», «b» и «D» начинают действовать на руль силы «А» и «Св.с» Сила «А» встречного потока является преобладающей по действию на руль, причем значение ее возрастает с увеличением скорости хода судна..
Действие сил при установившемся заднем ходу
При работе судна на задний ход винт правого шага вращается против часовой стрелки и отбрасывает потоки воды под кормовой подзор При этом струи воды, отбрасываемые лопастями / и ///, не влияют на уклонение кормы. Лопасть // набрасывает воду сверху вниз под небольшим углом к борту и сила набрасываемой струи С2' уклоняет корму вправо. Потоки воды от лопасти IV набрасываются снизу вверх почти перпендикулярно правой раковине и действуют на большую площадь. Сила набрасываемой струи С′4 отклоняет корму влево. Действие силы С′4 превосходит влияние силы С2. В итоге результирующая сила С' = С′4 —С2/ будет уклонять корму в лево.
Рис.6.7. Действия сил на заднем установившемся ходу.
Сила реакции на заднем ходу D'=D3' — D1′ также уклоняет корму влево, так как у нижней лопасти сопротивление воды больше, чем у верхней, т. е. D3'> D1′ (рис.6.7 ).
Таким образом, в результате совместного действия сил С′ и D', при работе винта на задний ход, корма пойдет резко влево, даже при прямо положенном руле.
При работе на задний ход благодаря засасывающему действию винта образуется поток, направленный также к кормовому подзору. Сила этого потока — сила всасываемой струи В — не влияет на руль, находящийся в прямом положении. При перекладке же руля из диаметральной плоскости сила В будет уклонять корму в сторону перекладки. При руле, положенном влево, сила В, действуя совместно с силами С′ и D', в еще большей степени будет уклонять корму влево. При руле, положенном вправо, сила В противодействует силам С′ и D' и уклонение кормы влево будет ощущаться несколько меньше (рис.6.7).
Когда судно получит движение назад, дополнительно к рассматриваемым силам будет действовать еще сила встречного потока А', направление которой совпадет с силой В. Действие силы А' проявится только при перекладке руля. Если руль положен влево, то все силы А', В, С′ и D' будут уклонять корму влево. Если руль положен вправо, то силы А' и В будут проти-водействовать силам С' и D', а с увеличением скорости и превзойдут их. В результате этого корма, в начале работы винта идущая в лево, постепенно замедлит свое движение и затем пойдет в право.