Свободное (пассивное) торможение или маневр «выбег»

 

Такое торможение характеризует процесс снижения скорости судна под влиянием сопротивления воды при неработающем двигателе. Двигатель работает до момента прекращения подачи топлива в цилиндры, затем двигатель останавливается, а винт продолжает вращаться (свободное вращение), оказывая дополнительное сопротивление движению судна.

Практически для определения инерционных характеристик судна необходимо выполнить серию маневров с каждого хода вперед. Перед выполнением любого маневра необходимо перейти с авторулевого на ручное управление рулем и установить руль в ДП до конца маневра. Каждый маневр начинается с момента подачи команды на телеграф «Стоп машина!», запускается секундомер, и начинают снимать показания приборов в момент подачи команды и затем через одну минуту показания указателя местоположения судна (координаты по GPS или место судна, определенное другими приборами), гирокомпаса, лага и тахометра. Окончание маневра – падение скорости до 0,1 от первоначальной или до 2 узлов (в зависимости от того, что больше).

Теоретически свободное или пассивное торможение описывается следующим уравнением:

, , ,

где ε , ε_в – коэффициенты, учитывающие влияние глубины моря и свободно вращающегося винта.

После разделения переменных и интегрирования в пределах от 0 до t_i и от V_c до V_i получим время свободного торможения:

,

где V_c – начальная скорость судна.

Скорость на любом участке свободного торможения определяется как:

.

Путь пассивного торможения определяется как:

.

Из формул, определяющих t_i и S_i видно, что при свободном торможении теоретически полная остановка судна произойдет только при t_i = ∞, при этом S_i → ∞. Однако величины t_i и S_i можно определить, приняв, что в конце свободного торможения скорость имеет некоторую малую величину, при которой практически можно принять судно уже остановившимся, например: V_i = 0,1V_c или V_i = 2 уз.

 

Разгон судна

 

Разгон судна характеризует процесс постепенного увеличения скорости движения до соответствующего режима работы двигателя на определенном ходу. Разгон судна осуществляется от нулевой скорости относительно воды до скорости, соответствующей заданному положению телеграфа.

Перед выполнением маневра практически, необходимо перейти с авторулевого на ручное управление рулем и установить руль в ДП до конца маневра. Пуск секундомера и начало снятия показаний в момент подачи соответствующей ходу команды на телеграф (обычно «Стоп – полный передний ход»). Последующие снятия показаний приборов, указывающих местоположение, курс, скорость судна и обороты двигателя – через одну минуту. Окончание маневра – достижение скорости заданного хода. На практике, если в течение 5 минут скорость по лагу не изменяется на 0,1 узла, то конечной скоростью и временем разгона принимается последний замер.

Основное уравнение движения судна при разгоне:

.

С целью упрощения решения этого уравнения принимаем, что упор винта в режиме разгона остается постоянным, тогда время разгона определится так:

,

где V_k – скорость, до которой судно разгоняется, м/с.

Путь разгона будет равен:

.

Из анализа полученных формул следует, что скорость судна V_i стремится к значению V_k асимптотически, поэтому целесообразно принять V_i = (0,95÷0,98)V_k. Тогда можно получить конечное выражение времени и пути разгона до полной скорости.