2. Определение элементов поворотливости судна на мелководье
Расчет гидродинамических характеристик корпуса судна на мелководье. Влияние ограниченной глубины Н/Т≤1,2 на управляемость судна связана с изменением коэффициентов корпусных усилий, которые определяются по формулам:
(29)
где
коэффициенты гидродинамических сил,
дейст-вующих на корпус судна на глубокой
воде;
коэффициенты,
учитывающие влияние мелко-водья, которые
рассчитываются по формулам:
(30)
Дальнейшие расчеты параметров циркуляции производится в той же последовательности, как для судна на глубокой воде.
Определение коэффициентов А1-12
Определяем угол дрейфа, в установившийся период циркуляции:
Расчет
кинематических и геометрических
параметров установившейся циркуляции
производится при углах перекладки рулей
Определяем безразмерную угловую скорость на циркуляции:
Определяем безразмерную линейную скорость на циркуляции:
Определяем относительный радиус циркуляции:
Определяем угол дрейфа по кормовой оконечности судна:
Результаты расчетов параметров циркуляции сведены в табл. 3.
Таблица 3
Параметры элементов установившейся циркуляции на мелководье
Параметры |
Угол перекладки руля, град |
|
15 |
35 |
|
Угол дрейфа по ЦТ, град |
4,61 |
5,91 |
Безразмерная угловая скорость |
0,35 |
0,63 |
Безразмерная линейная скорость |
0,83 |
0,62 |
Относительный радиус циркуляции |
2,87 |
1,60 |
Линейный радиус циркуляции, м |
287 |
160 |
Угол дрейфа по корме, град |
14,6 |
23,9 |
По результатам расчетов строим диаграмму управляемости судна.
20
15
10
5
Угол дрейфа по корме, град
20
15
10
5
Угол дрейфа по ЦТ, град
0,8
0,6
0,4
0,2
Безразмерная угловая скорость
Безразмерная линейная скорость
1,0
0,75
0,5
0,25
Относительный радиус циркуляции
20
15
10
5
Угол перекладки руля, град
αр
Рис. 6. Параметры элементов установившейся циркуляции на мелководье
Производим расчет кинематических параметров в маневренный и эволюционный периоды циркуляции для углов перекладки рулей на 15° и 35°.
Результаты расчетов представляем в виде графиков: ω, при углах перекладки рулей на 15° и 35°.
ΔИК
ω
v
ΔИК
ω
v
140
120
100
80
60
40
20
Истинный курс, град
Угловая скорость, град/с
Линейная скорость, м/с
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
7
6
5
4
3
2
1
Рис. 7. Зависимости ω, v и ΔИК=f(t) при перекладке руля на 15°
Рис. 8. Схема циркуляции судна при перекладке руля на 15°
ΔИК
ω
v
ΔИК
ω
v
250
200
150
100
50
Угловая скорость, град/с
Линейная скорость, м/с
Истинный курс, град
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
10
8
6
4
2
Рис. 9. Зависимости ω, v и ΔИК=f(t) при перекладке руля на 35°
Рис. 10. Схема циркуляции судна при перекладке руля на 35°
Таблица 4
Таблица циркуляции на мелководье
ΔИК |
tα, с, при αр=35° |
tα, с, при αр=15° |
10 20 30 40 50 60 70 80 90 120 150 180 270 360 |
14 18 22 26 30 34 37 41 45 57 70 83 121 166 |
17 25 31 38 44 52 29 67 75 100 124 149 215 298 |
Dц, м, кб |
320/1,7 |
574/3,1 |
v0, км/ч, узл |
21,8/11,8 |
21,8/11,8 |
v, км/ч, узл |
13,4/7,3 |
18,0/9,7 |
ω, град/мин |
129 |
72 |
Движение судов по мелководью связано с увеличением сопротивления воды, изменением работы движителей, приращением осадки и возникновением дифферента на корму, ухудшением управляемости. Из расчетов видно, что на мелководье по сравнению с глубокой водой резко уменьшается угол дрейфа, угловая скорость поворота и соответственно увеличивается радиус установившейся циркуляции при одинаковых углах перекладки рулей.