7. Морские единицы длины и скорости. Поправка и коэффициент лага. Определение пройденного расстояния по рол.

Метрическая система неудобна для измерений расстояний на море, так как в процессе судовождения приходится решать задачи, связанные с измерением углов и угловых расстояний.

Для референц-эллипсоида Красовского длина одной минуты такой дуги выражается следующей формулой:

Δ = 1852,23 – 9,34cos2Φ

Стандартная морская миля соответствует длине минуты меридиана референц-эллипсоида Красовского на широте 44⁰ 18’. Она отличается от значений на полюсах и экваторе всего на 0,5%.

Одна десятая часть морской мили называется кабельтов (кб) 1кб = 0,1 мили = 185,2 м

За единицу скорости в морской навигации принят узел (уз) – 1уз = 1 миля/час.

Переход от скорости в узлах к скорости в кабельтовых в минуту производится по формуле:

V_кб/мин = V_уз/6

При расчетах, связанных со скоростью ветра, и в других случаях используется единица метр в секунду (м/с) – 1м/с = 2уз.

Расстояние S_o от некоторого нуля фиксируется специальным счётчиком, а его мгновенное значение в данный момент называется отсчётом лага (ОЛ). Пройденное судном расстояние определяется с помощью относительного лага как разность между его последовательными отсчётами (РОЛ) в моменты времени, снятыми со счётчика лага:

РОЛ = ОЛ_i+1 - ОЛ_i

Лаг, как любой прибор, определяет скорость с погрешностью. Систематическая погрешность в показаниях лага может быть скомпенсирована поправкой лага _Л, имеющей обратный знак. Такая поправка, выраженная в процентах, называется поправкой лага. Она рассчитана по следующим формулам и может иметь как положительный, так и отрицательный знаки:

ΔЛ = (S_o – РОЛ)/РОЛ * 100%

ΔЛ = (V_o – V_л)/ V_л * 100%

S_o – фактически пройденное судном расстояние.

V_o и V_л – скорости судна относительно воды и показанная лагом.

Вместо поправки часто используют коэффициент лага:

К_л = 1 + ΔЛ/100 = S_л/РОЛ

S_л = РОЛ * К_л

Скорость судна и правильность работы лага, то есть поправка лага, определяется на ходовых испытаниях.

8. Влияние значений параметров корпуса и руля судна на управляемость судна.

На управляемость судна оказывают влияние параметры корпуса, к которым в первую очередь относятся: отношение длины к ширине L/B, коэффициент обшей полноты 6, дифферент, а также форма кормовой оконечности, характеризуемая площадью кормового подзора (площадь подреза кормы) f_к.

Площадь f_к ограничивается кормовым перпендикуляром, линией киля (базовой линией) и контуром кормы. В качестве критерия подреза кормы можно использовать коэффициент σ_к;

,

где d— средняя осадка, м.

Параметр σ_к является коэффициентом полноты площади ДП.

К параметрам руля, существенно влияющим на управляемость, относятся его площадь, форма и размещение.

Форма руля характеризуется его относительным удлинением, определяемым по формуле,

,

где h— высота руля по баллеру, м;

Sp— площадь пера руля, м².

Рассмотрим отдельно влияние каждого из перечисленных параметров на управляемость.

Отношение L/B. Увеличение отношения L/B приводит к росту сопротивления поперечному перемещению (росту поперечной гидродинамической силы R_v), что приводит к уменьшению угла дрейфа на циркуляции и, следовательно, к сохранению высокой линейной скорости, так как лобовое сопротивление при малых углах дрейфа возрастает незначительно. Кроме того, возрастает демпфирующее влияние гидродинамического момента m_r, входящего в третье уравнение системы, что приводит к уменьшению угловой скорости w) (скорости изменения курса). Таким образом, суда с относительно большем отношением L/B обладают худшей поворотливо­стью и лучшей устойчивостью на курсе.

Коэффициент δ. Увеличение δ приводит к уменьшению силы R_y и уменьшению демпфирующего момента m_r, а следовательно, к улучшению поворотливости и ухудшению устойчивости на курсе.

Дифферент. Увеличение дифферента на корму приводит к смещению ЦБС от миделя в сторону кормы, поэтому возрастает устойчивость на курсе и ухудшается поворотливость. С другой стороны, дифферент на нос резко ухудшает устойчивость на курсе — судно становится рыскливым, что усложняет маневрирование в стесненных условиях.

Рис. 2.6. К определению площади кормо­вого подреза:

а —корма с подвесным или полуподвесным рулем; б — корма с рулем за рудерпостом

Коэффициент σ_к. Суда с большим σ_к (малая площадь кормового подреза f_k) обладают худшей поворотливостью и лучшей устойчивостью на курсе.

Площадь руля Sp. Увеличение Sp увеличивает поперечную силу руля P_ру, но в то же время возрастает и демпфирующее действие руля. Практически получается, что увеличение площади руля приводит к улучшению поворотливости лишь при больших углах перекладки.

Относительное удлинение руля λ_р. Увеличение λ_р при неизменной его площади Sp приводит к возрастанию поперечной силы руля, что приводит к некоторому улучшению поворотливости.

Расположение руля. Если руль расположен в винтовой струе, то скорость натекания воды на руль возрастает за счет дополнительной скорости потока, вызванной винтом, что обеспечивает значительное улучшение поворотливости. Этот эффект особенно проявляется на одновинтовых судах в режиме разгона, а по мере приближения скорости к установившемуся значению уменьшается.

На двухвинтовых судах руль, расположенный в ДП, обладает относительно малой эффективностью. Если же на таких судах установлены два пера руля за каждым из винтов, то поворотливость резко возрастает.