Активное и пассивное торможение. Основные зависимости.

Изменение скорости морского судна, обладающего большой массой, происходит главным образом под действием двух сил: силы упора движителя и силы сопротивленияводы. При этом масса судна при его ускорении порождает силу инерции, всегда препятствующую изменению скорости движения.

Способность судна изменять скорость своего движения водоизмещение времени под совместным влиянием перечисленных сил при различных начальных условиях принято называть инерционно-тормозными характеристиками (ИТХ).

Процесс торможения судна, идущего передним ходом, условно можно разделить на три периода.

I. Первый период - от момента установки на машинном телеграфе команды заднего хода до момента прекращения подачп топлива в двигатель.

I I. Второй период - пассивное торможение, с момента прекращения подачи топлива до пуска двигателя на задний ход.

I I I. Третий период - это активный участок торможения судна при частоте вращения движителя на задний ход в заданном режиме.

В целом продолжительность второго периода весьма существенно зависит от действий механика и обычно оценивается статистическим путём, а также зависит от начальной скорости.

Применительно специальных средств при выполнении команды значительно ускоряет процесс и делает его эффективным. Таким средством в дизелях с воздушной реверсивно-пусковой системой является подача воздуха для пуска на задний ход ещё до остановки двигателя (контрвоздух). Как правило, для подачи контрвоздуха частоту вращения дизеля надо снизить, она должна составлять не более 50% номинальной. В начале вращение дизеля происходит на воздухе, по достижении надежной пусковой частоты вращения осуществляется перевод на топливо. В первом приближении можно считать, что при частоте вращения, составляющей 20 — 30% номинальной, двигатель можно успешно останавливать с помощью контрвоздуха. Время падения частоты вращения до значения, равного 20 - 30% номинального, при торможении судна с полного переднего хода (в грузу) составляет ориентировочно 1-4 мин.

Движение судна водоизмещение втором периоде, пассивное торможение, описывается следующим дифференциальным уравнением:

где - коэффициенты, учитывающие влияние соответственно глубины моря и свободно вращающегося винта.

Управляемость судна.

Устойчивость на курсе и поворотливость

Управляемостью называется качество судна, позволяющее двигаться ему по заданной траектории или изменять направление движения в соответствии с воздейевием средств управления.

Управляемость зависит как от свойств самого судна, определяемых комплексом: корпус - рулевое устройство - винт, так и от внешних условий: ветра, волнения, глубины и рельефа дна при плавании по мелководье, глубины и ширины канала при плавании в узкостях. Следует особо остановиться на оценке влияния скорости судна на его управляемость, поскольку это влияние проявляется неоднозначно.

При этом момент, создаваемый рулем, изменится сразу же, а гидродинамический момент на корпусе судна будет изменяться медленно, по мере изменения скорости самого судна, поэтому прежнее соотношение между этими моментами временно нарушится, что приведет к изменению кривизны траектории. При увеличении частоты вращения винта кривизна траектории увеличится (радиус кривизны уменьшится) и наоборот. Когда скорость судна придет в соответствие с новой частотой вращения винта, кривизна траектории снова станет равной первоначальному значению.

Сказанное справедливо для случая штилевой погоды. При воздействии ветра определенной силы управляемость будет зависеть от скорости судна. Чем скорость меньше, тем больше влияния ветра на управляемость. Управляемость характеризуется двумя свойствами судна: устойчивостью на курсе и поворотливостью.

Устойчивость. Устойчивостью на курсе называется способность судна сохранять направление прямолинейного движения. Различают два вида устойчивости: собственную (теоретическую) и эксплуатационную.

Собственная устойчивость - это способность судна, получившего угловую скорость от какого-либо возмущения, постепенно снова приходить в прямолинейное движение (на новом курсе) без помощи рулевого устройства.

Суда, не обладающие собственной устойчивостью, после прекращения внешнего воздействия, вписываются в самопроизвольный поворот большей или меньшей кривизны.

Практически все торговые суда не обладают собственной устойчивостью, т.е. являются в большей или меньшей степени неустойчивыми.

Эксплуатационная устойчивость - это способность судна сохранять заданное направления судна с помощью перекладок руля.

Очевидно, что все суда должны обладать эксплуатационной устойчивостью, однако характеристики этой устойчивости у различных судов будут разными, Кроме того, у каждого судна эксплуатационная устойчивость зависит от его осадки и дифферента. Эксплуатационная устойчивость зависит также как от степени собственной устойчивости, так и от эффективности рулевого устройства.

Поворотливость. Под поворотливостью подразумевается способность судна изменять направление движения и описывать траекторию заданной кривизны. При отсутствии внешних воздействий поворотливость определяется характеристиками средства управления и характеристиками корпуса судна (включая его посадку). Устойчивость судна на курсе и его поворотливость являются противоположными качествами: при улучшении устойчивости на курсе поворотливость ухудшается и наоборот. поэтому при проектировании судна стремятся найти целесообразное сочетание этих качеств, в зависимости от типа и назначения судна.