Особенности управления одновинтовыми и двухвинтовыми судами.

1.Управление одновинтовыми судами

1.1Управление одновинтовыми судами при прямолинейном движении. (На примере одновинтового судна с винтом правого вращения).

Начало работы. Сила от набрасывае­мой струи на руле, образованная круго­образным потоком воды, будет очень мала или равна нулю. Сила попутно­го потока равна нулю, так как судно еще не получит движение вперед. Обе силы и, отклоняющие кор­му влево на переднем ходу, в первый момент или равны нулю, или имеют малую величину.

С началом вращения винта его лопасти встретят сопротивление воды и появится сила реакции , причем в первый момент она будет иметь наибольшее значение. Поэтому при даче переднего хода у одновинтового судна с винтом правого вращения корма резко уклоняется вправо, а нос — влево. С увеличением мощности кругообразного потока воды вокруг винта увеличивается сила набрасы­ваемой струи; сопротивление воды, движущейся в этом потоке в одном направлении с лопастями винта, уменьшается, вследствие чего значе­ние силы реакции также умень­шается. С началом движения судна вперед появляется сила попутного потока , которая постепенно стано­вится больше вследствие увеличения скорости движения судна.

Переход с переднего хода на задний. Рассмотрим, какое действие будут оказывать все силы, разобран­ные нами отдельно на переднем и заднем ходах. Переход с переднего хода на задний осуществляется при условии, что руль находится в поло­жении «прямо». Допустим, что одно­винтовое судно с винтом правого вращения идет установившимся полным хо­дом вперед. Тогда на корму судна будут действовать силы , и . Предположим, что при этих условиях машине дан полный ход назад, тогда:

1) сила набрасываемой струи, которая действует на перо руля и отклоняет корму влево, сразу пропадает. Вместо этой силы, как только винт начнет вращаться на задний ход, появится сила набрасы­ваемой струи , которая будет дей­ствовать не на перо руля, а на кормо­вые обводы судна с правого борта и уклонять корму влево. Но так как судно по инерции будет иметь ход вперед, то корма, продвигаясь впе­ред, как бы будет уходить от воз­действия этой силы.

По мере уменьшения инерции переднего хода действие силы будет увеличиваться. Максимального значения она достигнет в момент ос­тановки судна;

2) сила реакции воды , которая стремится на переднем ходу от­клонить корму влево, в первый мо­мент пропадает, а затем начнет дей­ствовать в обратном направлении. Значение ее первоначально вели­ко, так как при реверсе лопасти винта встречают огромное сопротив­ление воды. Эти силы будут стре­миться уклонить корму вправо, а нос — влево.

В дальнейшем действие силы будет ослабевать по мере гашения инерции переднего хода судна. Свое­го нормального значения сила достигнет, когда судно получит пос­тоянный задний ход;

На заднем ходу .

На заднем ходу винт правого вращения будет создавать силу от набрасывания струи в кормовой оконечности и испытывать силу реакции воды. Эти силы будут действовать в одном направлении в связи с чем нос судна будет уклоняться вправо.

Одновинтовые суда слушаются руля на заднем ходу лучше, когда винт не работает и судно движется назад с наибольшей скоростью. Это можно объяснить прекращением действия силы набра­сывания винтовой струи на корпус F_CK.Однако рассчитывать на непогрешимость работы руля одновинтового судна на заднем ходу можно только в штилевую погоду при достаточной осадке.

Судно имеет ход назад, винт работает вперед.Если на следующем назад судне включить винт в работу на передний ход, то сила от струи винта на руле будет незначительной, поскольку на поток от винта будет оказывать влияние поток от движения судна назад. Сила реакции воды на винте будет иметь большое значение в связи с чем, первоначально нос судна пойдет влево, а затем рассмотренный цикл повторится. В зависимости от силы потока от винта руль следует использовать соответствующим образом.

Схемы сил, действующих на одновинтовое судно при движении прямым курсом представлены на рис.1.1.1.

Отмеченные особенности поведения одновинтовых судов сле­дует рассматривать как наиболее типичные. В то же время встре­чаются суда, поведение которых может существенно отличаться от рассмотренных закономерностей. Значительную роль могут играть и начальные условия при выполнении того или иного маневра. Так, например, при торможении реверсированием двигателя на задний ход судно, не обладающее собственной устойчивостью, может вместо разворота вправо остаться на прежнем курсе или даже начать разворачиваться влево, если непосредст­венно перед реверсированием имело место зарыскивание в сторо­ну левого борта. Следует учитывать, что поведение судна может резко измениться под влиянием ветра.

а) б) в) г) д)

1.1.1Управление одновинтовыми судами при следовании прямым курсом.

Современное транспортное судно даже при следовании малым ходом не в состоянии мгновенно погасить инерцию движения. Тормозной путь такого судна исчисляется сотнями метров, а сам реверс требует определенного времени. В связи с этим, во избежание риска навала, суда вынуждены производить остановку двигателя заблаговременно и осуществлять сближение с причалом, следуя по инерции. Естественно, что в мо­мент сближения с причалом скорость судна становится настолько незначительной, что оно практически перестает слушаться руля и для его разворота в необходимое положение приходится использо­вать работу движителя, а в ряде случаев якорь, швартовы или то и другое одновременно.

Окончательная остановка судна у причала, как правило, осуще­ствляется путем дачи заднего хода. Не рекомендуется использо­вать для этой цели швартовы, так как даже на судах среднего тоннажа попытка погасить движение судна вдоль причала с помощью поданного на берег шпринга малоэффективна, а при использовании синтетических швартовов и очень опасна.

При реверсе двигателя на задний ход судно будет не только га­сить инерцию поступательного движения вперед, но и разворачи­ваться в ту или другую сторону в зависимости от направления вра­щения винта. Схема сил, действующих в этот момент на судно с винтом правого и левого вращения, показана на рис.1.5.1 (учитывая, что скорость судна в этот момент очень незначительна, гидродина­мическими силами можно пренебречь).

а) б)

Рис.1.1.2 Силы, действующие на судно при сближении с причалом: а) при ВФШ правого вращения; б) при ВФШ левого вращения

На вышеприведенном рисунке используются следующие обозначения: – сила, обусловленная работой гребного винта,– сила инерции,– сила на руле,- упор винта,– результирующая сила.

Следующие положения следует усчитывать при управлении одновинтовым судном в общем случае.

1. Эффективность руля и его влияние на управляемость возрастает с увеличением скорости движения судна. Однако для разворота судна на большой скорости требуется и большой угол перекладки руля.

2.В режиме пассивного торможения эффективность руля падает, но достаточна для изменения направления движения судна или удержания его на курсе, в то время как при активном торможении «судно не слушает руля» т.е. наблюдается потеря управляемости.

3.Силы, возникающие на винте, наиболее ощутимо влияют на поворотливость при отсутствии хода. Тем не менее, судно, движущееся передним ходом с рулем, установленным в ДП, стремится уклониться в сторону направления вращения винта. Поэтому, как на переднем, так и на заднем ходу, поворот судна в сторону вращения винта, осуществляется быстрее и с меньшим радиусом. Это положение справедливо для судов, движущихся с дифферентом на корму и не имеющих крена. При наличии крена диаметр циркуляции в сторону повышенного борта уменьшается из-за перераспределения гидродинамических сил, действующих на корпус судна.

При маневрировании судна, особенно в стесненных условиях судоводитель должен учитывать следующие положения:

маневрируя на малых скоростях (при швартовых операциях), для изменения направления движения судна следует использовать так называемые «сильные маневры»: реверс двигателей осуществлять на полных маневренных оборотах; руль перекладывать срезу на большой угол; не допускать значительного разгона судна, т. к. эффективность поперечных сил, возникающих на винте, падает с увеличением скорости движения судна; стабилизации судна на курсе или изменения направления движения без разгона использовать импульсное воздействие движителя на перо руля — толчок.