11.2 Периоды и элементы циркуляции судна

Процесс циркуляции принято разделять на три периода. Первый период называется маневренным, начинается с момента начала перекладки руля и заканчивается моментом окончания его перекладки. Второй период, называемый эволюционным, начинается с конца первого и заканчивается, когда параметры циркуляции примут установившийся характер. Третий период, называемый установившейся циркуляцией, начинается с окончания второго и продолжается до тех пор, пока руль остается в переложенном состоянии.

Сама траектория ЦТ судна характеризуется следующими параметрами (рис. 11.1):

• диаметр установившейся циркуляции - диаметр окружности, описываемой ЦТ судна в третьем периоде циркуляции;

• выдвиг – расстояние, на которое смещается ЦТ судна в направлении первоначального курса с момента начала перекладки руля до точки, соответствующей изменению курса на 90;

• прямое смещение – расстояние на которое смещается ЦТ от линии первоначального курса до точки, соответствующей изменению курса на 90;

• обратное смещение – наибольшее расстояние, на которое смещается ЦТ судна от линии первоначального курса в сторону, противоположную повороту;

• угол дрейфа – угол между вектором скорости ЦТ судна и диаметральной плоскостью;

• тактический диаметр – расстояние между диаметральной плоскостью судна в начале поворота (на первоначальном курсе) и после изменения курса на 180.

Рис. 11.1 Циркуляция судна и ее элементы

Численные значения указанных параметров циркуляции лежат в следующих пределах.

; (11.1)

При движении судна на мелководье практически изменяются все элементы, характеризующие циркуляцию.

11.3 Средства активного управления судном

Рулевое устройство предназначено для обеспечения управляемости судном на ходу.

В состав рулевого устройства, входят руль, состоящий из руля и баллера, и рулевой привод. Устройство и классификация рулей и приводов подробно описаны в [16].

От рулевого устройства зависит безопасность судна, поэтому кроме основного привода на судне имеется запасной и аварийный.

Максимальный угол перекладки руля равен 35, так как при больших углах резко возрастает его сопротивление за счет срыва потока. На малых скоростях и на заднем ходу управляемость судна резко снижается, поэтому на современных судах устанавливаются средства активного управления, обеспечивающие судну управляемость при малых скоростях, без хода и на заднем ходу.

Наибольшее распространение получили подруливающие устройства, поворотные винтовые насадки и крыльчатые движители.

Подруливающие устройства обычно устанавливают в носовой, а иногда и в кормовой оконечности судна. Они состоят из туннеля, простирающегося от борта до борта, в котором расположен гребной винт или гидравлический насос.

Поворотная насадка представляет собой обтекаемое кольцо, внутри которого вращается винт. При повороте насадки, изменяется направление отбрасываемой винтом струи воды и это вызывает поворот судна. Кроме того, насадка увеличивает КПД винта.

Крыльчатые движители сочетают в себе движитель с изменяемым направлением и величиной упора.

Активный руль – это установленный на пере руля небольшой винт с приводом от электро- или гидродвигателя, расположенного в капсуле, встроенный в перо руля.

В настоящее время большую популярность приобретают поворотные винто-рулевые колонки типа «AZIPOD» или «Schotten Combi Drive».

Более подробно средства активного управления рассмотрены в главе 5 и [16].