3. Порядок решения задачи 1 и 2.

1. Определим координаты центра боковой парусности и относительное плечо аэродинамической силы (l_A)

По заданным размерам судна (табл. исходных данных Приложение 1.) разобьем всю надводную площадь боковой поверхности судна на простые фигуры (рис. 1),

Рис.1 Проекция корпуса судна на ДП

		Надводный борт		Надстройка		Палубный груз
		формула	значение	формула	значение	формула	значение
Площадь фигуры	Si, м2	Hнб ∙ L	=________	Hнад. ∙ lнад	=________	Hгр ∙ lгр	=________
Абсцисса центра парусности относительно миделя	Xцп, м	0	=________	-L/2 + lнад/2	=________	L/2 – lгр /2	=________
Аппликата центра парусности	Zцп, м	d + hнад.б /2	=________	H + hнадc /2	=________	H + hгр /2	=________

Координаты центра парусности (ЦП) боковой поверхности судна определим по формулам:

(23)

(24)

где: S_o  – суммарная боковая площадь надводной поверхности судна, м²;

(25)

Относительное плечо аэродинамической силы (l_A) определим по формуле:

(26)

Используя выражение (27), по заданному курсовому углу кажущегося ветра , определим угол дрейфа судна

,

(27)

2. Определение угла дрейфа на «стопе» по номограмме lЦп (задача 3)

В учебнике «Управление судном» под редакцией Снопкова В.И. [ 1 ], приведена номограмма по определению угла дрейфа судна с остановленными двигателями, построенная с учетом выражений ( 26 ) и ( 27 ).

Рис. 2 Номограмма дрейфа судов с остановленными машинами

К примеру: при курсовом угле кажущегося ветра = 110^° и относительном плече аэродинамической силы = +0,2 ( ЦП судна смещен от миделя в нос на 20% длины корпуса судна), угол дрейфа снимаемый с номограммы, составит = 64^°.

Рис. 3 Дрейф судна с остановленными машинами (ЦП смещен в нос от ЦТ);

Используя исходные данные и значения, полученные в разделе 3.1, определите угол дрейфа, для вашего судна.

Скорость дрейфа на «стопе» может быть определена с использованием коэффициента дрейфа, который рассчитывается по формуле

,

(28)

где:

	–	коэффициент общей полноты;
d	–	средняя осадка судна, м;
L	–	длина судна, м;
Sнy	–	площадь проекции надводной части корпуса на ДП, м2
Sпy	–	площадь проекции подводной части корпуса на ДП, м2

Таблица 2.

Скорость дрейфа на «стопе» по скорости ветра W_пр и коэффициенту дрейфа r_α

	Скорость ветра Wпр , м/с
Коэффициент дрейфа	4	6	8	10	12	14	16	18	20	22	24
rα	Скорость дрейфа «на стопе» (Vα , уз)
0,04	0,2	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
0,06	0,2	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4
0,08	0,3	0,5	0,6	0,8	1,0	1,1	1,3	1,4	1,6	1,8	1,9
0,10	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4
0,12	0,5	0,7	1,0	1,2	1,4	1,7	1,9	2,2	2,4	2,6	2,9
0,14	0,6	0,8	1,1	1,4	1,7	2,0	2,2	2,5	2,8	3,1	3,4
0,16	0,6	1,0	1,3	1,6	1,9	2,2	2,6	2,9	3,2	3,5	3,8
0,18	0,7	1,1	1,4	1,8	2,2	2,5	2,9	3,2	3,6	4,0	4,4
0,20	0,8	1,2	1,6	2,0	2,4	2,8	3,2	3,6	4,0	4,4	4,8

Натурные наблюдения и теоретические исследования показывают, что при одном и том же действующем ветре (в правый или левый борт), судно на «стопе» разворачивается к ветру под одним и тем же курсовым углом. В тоже время, направление дрейфа судна будет зависеть от того, в какой борт дует ветер.

При действии ветра в правый борт, ЦТ судна будет перемещаться по направлению:

,

(29)

А при ветре в левый борт,

,

(30)

Следовательно, развернув судно другим бортом к ветру, можно изменить направление сноса судна на 50 - 85^° в зависимости от размеров судна, архитектурного типа расположения центра парусности (ЦП) и центра давления судна (ЦДС).

Рис. 3 Направление дрейфа судна на «стопе» в зависимости от стороны воздействия ветра

Рис. 4 Положение судна при свободном дрейфе в зависимости от знака смещения ЦП от ЦТ:

а) ЦП смещен в нос от ЦТ;

б) ЦП смещен в корму от ЦТ.