15. Сущность влияния мелководья на управление судном. Потери скорости и критическая скорость судна на мелководье

Практикой установлено, что на мелководье по сравнению с глубокой водой резко ухудшается эксплуатационная устойчивость судна на курсе, повышается рыскливость; заметно ухудшается и поворотливость судов.

На мелководье резко уменьшаются углы дрейфа, угловая скорость поворота и соответственно увеличивается радиус установившейся циркуляции при одинаковых углах перекладки руля.

1.5

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 Т/H

Рис. 3.1. Увеличение радиуса цир­куляции на мелководье Rм по срав­нению с радиусом циркуляции на глу­бокой воде R_∞.

Рис 3.2. Влияние мелководья на ве­личину относительной скорости пово­рота судна

Исследования А. Д. Гофмана показали, что ухудшение поворотливости на мелко­водье носит закономерный характер. Для определения радиуса установившейся циркуляции на мелководье Rм им получена следующая зависимость:

где R_∞ — радиус установившейся циркуляции на глубокой воде, м.

Увеличение радиуса циркуляции, рассчитанное по формуле, приведено на рис. 3.1.

Отношение угловой скорости поворота на мелководье к угло­вой скорости на глубокой воде оказалось весьма стабильным для судов различных типов (рис. 3.2).

Учитывая результаты моделирования и экспериментальных про­верок, можно признать нецелесообразным создание специальной до­полнительной информации по учету влияния мелководья на инерцион­но-тормозные характеристики судна.

Эмпирическая формула позволяет опре­делить величину изменения скорости на мелководье с погрешностью ±2—3%. Натурные эксперименты показали, что режим работы двигателя на мелководье при поддержании постоянной частоты вращения является чрезвычайно тяжелым и нормальная эксплуатация двигателя не может быть обеспечена без снижения мощности двигателя с уменьшением глубин. На основании этого рекомендуется при плавании на мелководье при всережимный регулятор двигателя отключать и переходить на постоянную подачу топлива во избежание перегрузки главного двигателя. Следует обратить внимание судоводителей, что на мелководье показания индукционного лага будут завышаться из-за увеличения скорости потока, обтекающего корпус судна.

Влияние мелководья начинает заметно сказываться при переходе за скорости, равные

( , где Н-глубина места),

когда высота и длина создающихся при движении судна поперечных волн начинают резко возрастать. По мере увеличения скорости увеличивается и угол, составляемый гребнями волн с ДП судна. При скорости поперечные и расходящиеся волны совмещаются в одну общую поперечную волну, достигающую наибольших размеров при скорости и имеющую вид поперечного вала, движущегося вместе с судном несколько впереди форштевня. В кормовой части судна несколько впереди ахтерштевня также создаются поперечные волны, которые распространяются далеко по обе стороны от судна. Вместе с ростом волнообразования растет и сопротивление воды движению судна, перегружается двигатель, возрастает расход топлива, повышается износ двигателя. Поэтому увеличивать скорость судна до значений, больших 0,8 , не целесообразно. Скорость судов в канале назначается в пределах 4-12 уз, однако она не должна превышать величины .

Критической называется скорость при которой наблюдается равенство между источником и скоростью распространения создаваемой волны.