2. Просідання судна і втрата швидкості на мілководді. Вплив мілководдя на повороткість судна і його гальмівний шлях.
Влияние мелководья на управляемость.
Мелководье оказывает существенное влияние на маневренные характеристики судна: при неизменной мощности главного двигателя скорость уменьшается, диаметр циркуляции и тормозной путь увеличиваются, посадка изменяется, проседание корпуса возрастает.
Влияние мелководья начинает проявляться при глубине (в м), определяемой по формуле Павленко:
,
Наиболее
ощутимо мелководье сказывается при
отношении (Н/Т)
2.
Поэтому плавание на таких глубинах
осуществляют с повышенной осторожностью.
Степень влияния мелководья зависит от скорости судна V, выраженной в относительном ее значении в виде числа Фруда, рассчитываемого по глубине:
.
При Frн<0,3 влияние мелководья на скорость хода и проседание корпуса практически несущественно при любых значениях Н/Т. Однако трудности, связанные с управлением судном на таких скоростях, далеко не всегда позволяют двигаться на мелководье, не превышая при этом значение 0,3 числа Фруда.
Волнообразование,
изменение посадки
и другие явления на мелководье резко
возрастают при Frн
0,8.
Они достигают максимальных
значений при Frн=1,
т. е. при наступлении так называемой
«критической»
скорости:
.
Угол раствора волн, образуемых судном, постепенно увеличивается и с наступлением «критической» скорости составляет 90° по отношению к ДП судна.
Обычные водоизмещающие суда эксплуатируют в докритической зоне.
Влияние на поворотливость судна и тормозной путь
Мелководье
существенно влияет на маневренные
характеристики судов. Радиус
циркуляции с уменьшением глубины
возрастает,
и при
примерно
на 30% больше, чем на глубокой воде.
Несмотря на повышение гидродинамического сопротивления движению на мелководье, рост присоединенных масс воды увеличивает силы инерции судна. Поэтому на мелководье тормозные пути судна как при пассивном, так и при активном торможении увеличиваются. Этому способствует также ухудшение пропульсивных качеств гребного винта при работе на задний ход в условиях мелководья.
Носовая волна со стороны отмели становится выше и увеличивает воздействие на нос в сторону, противоположную отмели. В результате возникает явление «отталкивания» носовой части от отмели. В районе кормы возникает «притягивание» судна в сторону более мелководного участка. Такое действие сил обусловлено уменьшением поступления потока воды к гребному винту со стороны отмели и образовавшимся падением давления перед винтом с этого борта.
При работе винта на задний ход разрежение между кормой и отмелью исчезает, силы «притягивания» кормы не действуют. Эффективность работы руля также сводится к нулю. Если в это время судно ещё сохраняет достаточный ход вперёд, то под действием боковых сил винта нос начинает отклонятся вправо.
СКОРОСТНОЕ ПРОСЕДАНИЕ
Термин “скоростное проседание” обозначает разность между глубинами под килем движущегося судна и судна, не имеющего хода относительно воды.
При рассмотрении движения судна относительно воды можно в равной степени говорить о движении воды относительно судна. Таким образом, частицы воды, встречающие на своем пути корпус судна, вынуждены его огибать вдоль бортов и днища/
Поскольку вода обладает свойством неразрывности, то вытесняемые в стороны частицы воды, двигаясь по криволинейной траектории, за то же самое время должны пройти больший путь чем частицы, движущиеся по прямой. Следовательно, скорость частиц, огибающих судно, выше скорости частиц, движущихся по прямой. Кроме того, эти частицы, находившиеся в состоянии покоя относительно грунта, образуют поток, движущийся относительно грунта в направлении, встречном направлению движения судна.
Если на каком либо участке скорость движения жидкости увеличивается, то для сохранения равенства должно понизиться давление.
Следовательно, во время движения судна, чтобы выражение сохранялось, вокруг судна происходит падение давления, а следовательно, и уровня воды.
Это и является причиной скоростного проседания судна.