1.11. Скорость и управляемость на волнении

При плавании на волнении скорость судна снижается за счет увеличения сопротивления воды обусловленного изменением потоков, за счет увеличения рыскливости и нарушения режима работы винта, который может периодически оголяться. Степень уменьшения V зависит от силы и направления волнения, формы и размеров погруженной части корпуса, дифферента, характеристики качки и т. д.

Теоретические способы определения потери скорости судна на волнении недостаточно разработаны и точны, поэтому применяются эмпирические методы, основанные на обработке опытных данных с изданием соответствующих пособий.

Для применения в судовых условиях можно использовать эмпирическую формулу, дающую удовлетворительную точность для судов среднего и малого тоннажа.

(1.35)

V₀ - скорость судна на тихой воде, узл.

V_с – скорость на волнении, узл.

h_В -высота волны 3% обеспеченности, м.

q₀ - курсовой угол бега волн.

∆ - водоизмещение судна в тоннах.

Общие закономерности:

-потери увеличиваются с увеличением длины волны,

-ветровое волнение влияет больше, чем зыбь такой же высоты,

-наибольшая потеря при встречном волнении,

-на умеренном до 4-х баллов попутном волнении скорость может увеличиваться, при волнении  4-х баллов уменьшается скорость хода,

-суда в балласте теряют скорость больше,

-быстроходные и большие суда теряют скорость меньше чем тихоходные и малотоннажные.

Рыскливость максимальна на попутном волнении, она ухудшает управляемость. Опасность ЗПО при движении на попутном волнении. Отклонение судна от курса и появлению дополнительных кренящих моментов до полной потери управляемости.

12. Повороты судна на волнении

Повороты в штормовую погоду для любого судна нежелательны, т.к. постановка судна бортом к волне, даже кратковременная, может вызвать опасную бортовую качку, а удары волн в борт и надстройки могут причинить большие повреждения [7;17;29].

Кроме того, при поворотах надо учитывать возможное попадание судна в ЗПО или в зону слеминга. Поскольку повороты неизбежны, то необходимо учесть их вредные последствия. Для этого контролируют:

1. Надежность крепления судового имущества, снабжения и устройств, поскольку воздействия может быть очень губительным.

1. Маневрирование судна, особенно крен циркуляции

(1.36)

(1.37)

Угол крена направлен в сторону обратную стороне поворота.

3.Необходимо учитывать периоды, когда судно проходит наиболее высокие волновые валы. При этом высоты волны достигнут 10-15 метров.

Наиболее опасным является положение судна на подветренном склоне волны, когда могут складываться воздействия различных факторов в одном направлении.

Рис. 1.17. Положение судна на разных склонах волны.

На схеме хорошо видно, что: _н_п; _н_н; _п_п. И как итог: _п_н,, т.е. крен судна на подветренном склоне намного больше, чем на ветреном склоне волны.

Рассмотрим 4 случая поворотов судна на волнении при различных условиях его движения относительно волн.

1.При движении судна по волне и повороте без перемены галса наиболее опасным является положение судна лагом к волне в области (в).

Рис. 1.18. Поворот без перемены галса при движении по волне.

При таком повороте в положении (а) необходимо уменьшить ход V₁ V₂ для уменьшении _ц , однако судно должно быть управляемым. В опасной зоне (б) судно имеет крен от циркуляции, ветра и удара волн и необходимо избегать условий резонанса

Величину  снимают с вертикальной линии УДК по величине .

2. При движении судна по волне и повороте с переменой галса (рис.1.19) оно находится в опасной зоне (б) из-за возможного попадания в ЗПО. Для рыболовных, среднее и малотоннажных транспортных судов уменьшение скорости  является наилучшим действием. В зоне окончания поворота (в) могут складываться: _ц , _ветра и _{удара волн,} чтобы уменьшить _ц необходимо следовать малым ходом по плавной дуге.

Рис. 1.19. Поворот с переменной галса при движении по волне.

V₂V₁ V₃V₂

3.При движении на встречу волне и повороте без перемены галса (рис.1.20) в зоне (б) необходимо следовать полным ходом с maх перекладкой руля, для уменьшения времени нахождения лагом к волне и увеличения _{циркуляции} .

Рис. 1.20. Поворот без перемены галса при движении против волны.

4.При движении против волн и повороте с переменной галса (рис.1.21)или наветренного борта рассматривают два этапа:

1 этап: на малом или среднем ходу для уменьшения крена _{циркуляции};

2 этап: после переваливания линии ветра полный ход для увеличения угла _{циркуляции} и улучшения управляемости.

В зоне (б) возможно явление слеминга.

При управлении судном на волнении необходимо учитывать его маневренность и особенности расположения центра парусности по отношению к центру бокового (реактивного) сопротивления подводной части корпуса.

Рис. 1.21. Поворот с переменной галса при движении против волны.

Определить координаты центра парусности можно по аналогии с расчетом центра тяжести судна, когда вместо весов учитывается площадь парусности отдельных элементов конструкции. Перемещение центра парусности в нос или корму может достигаться дифферентовкой судна. Центр бокового или реактивного сопротивления находят приближенно как центр площади сечения подводной части по ДП.

ЦБС

ЦП

Рис. 1.22. Определение центра парусности и центра бокового сопротивления

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Какие факторы влияют на судно при плавании в шторм?

2. Основные параметры волны и их зависимости.

3. Способы определения длины волны.

4. Виды качки. Что такое резонансная и близрезонансная амплитуда качки?

5. Условия понижения остойчивости судна на волнении.

6. Дайте понятие явления слеминга.

7. Влияние мелководья на качку судна.

8. Способы изменения курса судна на волне.

Р А З Д Е Л 2.