Инерция вращения и положение центра вращения

Если на судне, не имеющем хода относительно воды, дать машине полный ход вперед и переложить руль на борт, легче преодолеть инерцию вращения, чем инерцию -покоя. Причина этого: пока продольная инерция не позволяет судну двигаться вперед, поперечная сила от дей­ствия руля имеет преобладаю­щее значение.

Суда с дизельными СЭУ име­ют преимущество в том, что со­здается немедленный мощный упор на руль, который преобра­зуется непосредственно в попе­речную силу от действия руля. Сильный импульс поперечной силы от действия руля преодо­левает инерцию вращения прежде, чем установится про­дольное движение, заставляя судно поворачиваться на месте. Инерция покоя — вот что по­могает нам сделать разворот на месте. •

Суда с турбинными СЭУ раз­вивают обороты двигателя так медленно, что требуется больше времени на .преодоление про­дольной инерции, прежде чем начнет развиваться вращатель­ное движение. Судно начинает ползти вперед, поворот осуще­ствляется очень медленно, при этом усилие от действия руля значительно уменьшается.

Инерция вращательного движения и положение центра вращения

Точка ЦВ является центром вращательного движения. Это вращательное движение приво­дит к образованию инерции этого движения, величина кото­рой зависит от массы судна¹.

Когда возникает инерция вращательного движения, сила, вновь приложенная к судну, не будет оказывать немедленного влияния на положение ЦВ, и плечо этой силы какое-то время будет работать относительно действующего ЦВ. С потерей инерции вращательного дейст­вия ЦВ будет постепенно пере­мещаться в положение, соот­ветствующее величине и точке приложения этой новой силы. Вращательный эффект новой силы будет расти с увеличением плеча.

Хорошим примером является случай, когда танкер в грузу движется назад относительно воды и нос его разворачивается вправо. Для прекращения раз­ворота мы даем полный ход вперед и перекладываем руль лево на борт. Хотя мы можем видеть струю от винта, но на­блюдаем очень малое влияние силы от действия руля. Прохо­дит довольно много времени, прежде чем начнется разворот в обратном направлении; сила от действия руля просто не созда­вала достаточного усилия, потому что ЦВ находился в корме. Когда движение назад прекра­тится, руль начнет давать более значительный эффект.

Влияние гребного винта на положение центра вращения

Упор, создаваемый верхними лопастями гребного винта на перо руля, может создать боль­шее поперечное усилие, чем упор нижних лопастей, потому что нижние лопасти встречают большее сопротивление, особен­но когда руль погружен только частично. В любом случае ре­зультирующее боковое усилие, создаваемое полностью погру­женным винтом на переднем ходу, это небольшая попереч­ная сила, которая толкает кор­му вправо (рис. 11). Макси­мальный эффект создается на судне, не имеющем хода отно­сительно воды и давшей ход вперед, когда начальный ЦВ впереди и поперечный упор со­здает максимальное усилие.

На переднем ходу этот эф­фект легко устраняется незна­чительными перекладками ру­ля. Однако можно заметить, что циркуляция влево обычно мень­ше, чем циркуляция вправо, особенно на судах с винтами от­носительно большого диаметра.

Рис. 11. Поперечная сила от действия руля и поперечный упор:

I —• судно идет вперед; II — судно идет назад; 1 — поперечная сила от действия руля; 2 — поперечный упор

¹ Строго говоря, инерция враща­тельного движения зависит от момента инерции, в формулу которого входит масса судна. (Прим. переводчиков)

Винт, работающий назад, со­здает сильный поперечный упор, потому что спиральный поток идет под корму, где он частично ударяет в корпус поч­ти под прямым углом (рис. 12). Малооборотные винты большого диаметра толкают большое ко­личество воды под крутым уг­лом по отношению к кормовым обводам и создают сильный по­перечный упор при работе греб­ного винта назад. С другой сто­роны, насадюа на винт, которая устанавливается на некоторых судах, препятствует попаданию воды под кормовую часть под углом, что создает меньший по­перечный упор, когда машина работает назад.

Действие поперечного упора винта, работающего назад, больше, когда ЦВ находится впереди, т. е. когда судно все еще идет вперед или останови­лось. Поперечный упор создает меньший момент, когда ЦВ смещается в корму.

Рис. 12. Винт правого вращения работа­ет назад:

/ — упор винта