6.Влияние скорости судна и курсового угла на его качку

В общем случае движения судна со скоростью _G под курсовым углом X к системе регулярных волн частота встречи судна с волнами, называемая кажущейся частотой волнения, зависит не только от ис­тинной частоты , но и от параметров движения судна _G и Х.

Будем считать, что курсовой угол X ⁼ 0° соответствует чисто встречному волнению, а X ⁼ 180 - попутному

Скорость распространения волн с_к в подвижной системе коорди­нат , движущейся вместе с судном, может быть выражена через скорость волн с в неподвижной системе координат, скорость судна _G и курсовой угол X:

c_K=c + _GcosX (7.44)

Промежутки времени между прохождением мимо наблюдателя, находящегося на судне, последовательных гребней волн - кажущиеся периоды волн - определяются формулой

_к=/(1+(_G/c) cosX) (7.45)

- истинный период волнения.

Из выражения (7.45)можно получить связь между истинной  и кажущейся частотой регулярного волнения _к: _к=(1+_GcosX/c) (7.46)

Из формул (7.45) и (7.46) видно, что, изменяя скорость _G и КУ X , можно влиять на значение периода и _(1+_G/c) _к/(1-_G/c) (7.47)

При _GcosX=-c кажущийся период _к обращается в бесконеч­ность, т. е. при всех сочетаниях _G и X, при которых выполняется это равенство, гребни волн будут неподвижны относительно движущегося судна. Если при этом X = 180, то судно будет находиться на вершине или подошве волны (при _G = c), Кажущийся период при попутных курсовых углах (X > 90°) может стать отрицательным, если _G cos x > с, при этом гребни волн отстают от судна.

Из уравнений качки судна на регулярном волнении видно, что возмущающие силы и моменты в их правых частях опреде­ляются кажущейся частотой волнения _к (7.46). Однако воздействие курсового угла этим не ограничивается; на косых курсовых углах изменяется конфигурация волны по отношению к корпусу судна, что отражается на амплитуде возмущающих сил и моментов. Это объясняется, в частности, тем, что протяженность волны поперек судна является функцией курсового угла X^: _B = /sinX. Угол волнового склона α_В при косых курсовых углах меняется вдоль судна не только по величи­не, но может иметь разные знаки в разных частях длины корпуса.

Курсовой угол и скорость судна влияют также на положение резонансных зон соответствующих видов качки. Если при отсутствии хода судна резонанс бортовой качки происходит при частотах волн  ≈ n_, то при движении судна возможно несколько сочетаний значе­ний скорости _G и курсового угла X при которых это условие будет сохраняться:_к=n_, т.е. [1+(_G/c) cosX)]= n_

Но учитывая, что с = /(2л) и  =√(2лg/), получаем окончательно: _GcosX=/2л(n_-√(2лg/),(7.49)

Выражение (7.49) можно использовать как уравнение для определения опасных сочетаний _G и X с точки зрения попадания судна в условия резонанса на волнах длиной .

Необходимо выбирать скорость судна и курсовой угол такими, чтобы избежать резонансных режимов. Выбор скорости и курса для уменьшения качки может быть выполнен по специальным диа­граммам. В советском флоте наибольшее распространение получила диа­грамма Ю. В. Ремеза.