- •Методические указания
- •1. Расчет рулевой силы (полезной составляющей гидродинамического давления воды на руль)
- •2. Расчет элементов циркуляции
- •2.1. Теоретический метод определения установившегося диаметра циркуляции
- •2.2. Диаметр циркуляции, описываемой кормовой оконечностью
- •Литература
- •Влияние работы винто-рулевого комплекса на управляемость судна
- •1. Схема действия сил на переднем ходу
- •2. Схема действия сил на заднем ходу
- •2.1. Судно не имеет хода, винт работает назад
- •Плавание на мелководье и в узкостях
- •1. Определение проходной осадки судна
- •2. Определение скоростного запаса глубины, а также критической скорости и потери скорости на мелководье
- •3. Определение ширины полосы безопасного движения судна в узости (канале)
- •4. Определение траверзного расстояния для исключения явления присасывания
- •Литература
- •Аварийная буксировка судов морем Условные обозначения
- •3. Порядок решения первой задачи
- •4. Определение длины буксирного троса
- •5. Определение стрелки провеса буксирного троса
- •6. Порядок решения второй (обратной) задачи
- •Литература
- •Выбор оптимальных условий плавания судна в шторм
- •1. Расчет скорости судна и курсового угла волны, при которых будет наблюдаться резонансная качка
- •2. Определение возможности штормования судна в дрейфе
- •3. Определение потери скорости судна на волнении
- •Литература
- •Приложение
- •Расчет инерционных характеристик судна
- •1. Условные обозначения
- •2. Методика решения задачи по определению тормозных характеристик судна
- •2.1. Активное торможение
- •2.2. Пассивное торможение
- •2.3. Разгон судна
- •3. Исходные данные
- •Литература
- •Расчет швартовки крупнотоннажных судов
- •1.1. Определение кинетической энергии и силы навала судна.
- •1.2. Пример нахождения силы навала (нагрузки).
- •2.1. Определить допустимую скорость швартовки.
- •2.2. Определение допустимой скорости швартовки в открытом море.
- •Список литературы
- •Расчет швартовки судна к причалу лагом с отданным якорем
- •1. Теоретическое обоснование
- •2. Порядок расчета
- •3. Анализ полученных результатов
- •4. Пример расчета
- •Данные к задачам
- •Плавание судна в ледовых условиях
- •1. Общие положения
- •2. Выгрузка на лед
- •Однобуквенные сигналы для связи между ледоколом и проводимыми судами
- •Изменение скорости по сигналу ледокола
- •Упражнения
- •Литература
- •Снятие судна с мели
- •1. Расчет снятия судна с мели с помощью частичной разгрузки и с учетом работы своей машины на задний ход
- •Определение силы давления судна на грунт
- •1.2. Определение усилия для снятия судна с мели
- •1.3. Определение силы тяги винта на заднем ходу
- •Новые значения мегацентрических высот:
- •2. Деферентовка судна для снятия его с мели
- •Новые осадки носом и кормой
- •3. Кренование судна для снятия его с мели
- •4. Разворот судна сидящего на мели
- •Литература
- •Расчет якорной стоянки
- •2. Определение якорного снабжения морских судов по правилам Российского морского регистра судоходства
- •4. Определение длины якорной цепи в зависимости от внешних сил, действующих на судно
- •5. Определение длины якорной цепи в зависимости от держащей силы якоря
- •6. Определение держащей силы цепи на грунте
- •Варианты заданий
- •Литература
- •Выбор курса и скорости судна при плавании на волнении с помощью диаграммы ю.В. Ремеза
- •1. Влияние курса и скорости судна на амплитуду качки
- •2. Диаграмма ю.В. Ремеза
- •3. Выбор курса и скорости с помощью диаграммы ю.В. Ремеза
- •Литература
- •1. Общие положения курсовой работы
- •2. Условные обозначения
- •3. Задание по разделу «Определение элементов циркуляции судна»
- •3.1. Методика расчета элементов циркуляции
- •3.2. Методика построения циркуляции судна
- •4. Задание по разделу «Определение инерционных характеристик судна»
- •4.1. Методика определения инерционных характеристик судна
- •4.1.1. Активное торможение
- •4.1.2. Пассивное торможение
- •4.2. Разгон судна
- •5. Расчет дополнительных данных для таблицы маневренных элементов
- •5.1. Увеличение осадки судна на мелководье
- •5.2. Увеличение осадки судна от крена
- •5.3. Определение запаса глубины на ветровое волнение
- •5.4. Маневр «Человек за бортом»
- •Исходные данные
Литература
Управление судном. Демин С.И. и др. / Под редакцией Снопкова В.И. – М.: «Транспорт», 1991. -359 с.
Третьяк А.Т., Козырь Л.А. Практика управления морским судном. – М.: «Транспорт», 1988. -112 с.
Знамеровский Б.П. Теоретические основы управления судном. ЛВИМУ им. адм. Макарова Л. – 1974г. -126 с.
Влияние работы винто-рулевого комплекса на управляемость судна
Силы возникающие при работе гребного винтa
Работающий гребной винт участвует одновременно в двух движениях: перемещается поступательно вдоль своей оси со скоростью Veотносительно воды и вращается вокруг той же оси с угловой скоростью=2n
Сечение лопасти, расположенное на винтовой линии радиуса rбудет перемещаться в абсолютном движении со скоростьюV1величина которой представляет геометрическую сумму осевой Veи окружнойr, а направление определяется так называемым углом поступи.
Элемент лопасти можно рассматривать как крыло, движущееся под углом атаки . В этом случае на элементе возникает сила, перпендикулярная вектору скорости V1(сила R). Проекция этой силы на направление движения представляет собой упор рассматриваемого элемента М, а проекция ее на плоскость вращения направлена против скорости вращенияrи создает относительно оси вращения момент, преодолеваемый двигателем (сила М).
Практически на работу движителя существенное влияние оказывают расположенные вблизи него твердые тела – корпус судна, различные направляющие устройства, а так же свободная поверхность жидкости. Между частями такого комплекса возникают гидромеханическое воздействие.
Если изомерованный корпус судна (без винтов) перемещается в жидкости с некоторой скоростью, то течение жидкости, возникающее в кормовой оконечности корпуса направленно преимущественно в сторону перемещения судна и называется попутным потоком (скорость Vв). Интенсивность попутного потока в данной точке определяется разностью между скоростью набегающего потока в рассматриваемой точке и скоростью судна относительно невозмущенной воды. При этом в различных сечениях по длине судна и его кормовой оконечностью, где расположен гребной винт, возникает неравномерное распределение скоростей потока жидкости.
Неравномерность поля скоростей, вызванная попутным потоком, приводит к тому, что в верхней части диска винта, лопасть, встречает поток, имеющий меньшие осевые скорости, чем в нижней. Вследствие этого угол атаки лопасти увеличивается и лопасть в верхнем положении испытывает большие силы сопротивления вращению, чем в нижнем. Таким образом, возникает неуравновешенная силаVв, которая при ГВ правого вращения стремится переместить корму судна влево.
В начале работы винта, когда судно еще не имеет движения, попутный поток отсутствует. С возрастанием скорости движения судна возрастает и скорость попутного потока.
В самом начале движения судна вперед или назад, когда действие попутного потока не сказывается, лопасти гребного винта начинают работать в невозмущенной среде. Развиваемый на, лопастях упор будет больше в нижнем их положении, где подсос воздуха и влияние поверхности воды сказывается слабее в результате на нижней лопасти возникает сила реакции, значительно превосходящая реакцию на верхней. Их результирующая сила Д будет стремиться сместить корму судна вправо.
По мере развития оборотов движителем сила реакции уменьшается, а возрастает действие силы в.
Теперь рассмотрим влияние работы ГВ на перо руля, расположенное в ДП судна. Поскольку руль располагается в струе движителя, то изменяются его гидродинамические характеристики. На плоскость пера руля действуют не только осевые, а и тангенциальные составляющие скоростей, т.к. поток закручен. На характер окружных скоростей действует попутный поток. Обычно больший скос потока наблюдается в нижней части. При правом вращении винта он направлен на левый борт и возникающая сила С стремится повернуть корму влево.
Таким образом при работающем ГВ и положении пера руля прямо, на корпус судна действуют силы С, Д и в и если движитель и руль полностью погружении в воду, то С + в > Д и результирующая будет уклонять корму влево.
При балластном состоянии, когда винт и руль оголяются, то С + в Д и корма стремится уклонится вправо или окажется в неустойчивом положении.
При работе ГВ на ЗХ действие струи винта на кормовую часть корпуса неодинаково вследствие изменения полноты обводов по высоте: в верхней половине диска винта струя встречает обшивку корпуса под большим углом, чем в нижней. В результате действия значительно большей по силе струи в верхней части здесь возникает сила С1(сила набрасываемой струи), которая стремится переместить корму влево если ГВ правого вращения. Сила реакции Д1так же имеетсяmaxвлияние ее проявляется только в первоначальный момент, когда ГВ набирает обороты. В этот период наблюдается интенсивное отклонение кормы влево, т.к. С1и Д1действуют в одном направлении. По мере набора оборотов величина силы Д1падает до какого-то конечного значения, но общая тенденция сохраняется.
Сила попутного потока будет действовать только в период, когда судно еще тлеет движение вперед и уклоняет его корму влево. По мере погашения инерции эта сила уменьшается.