42.Управление судном при плавании на мелководье и в узкости. Физическая сущность явления присасывания судов.

Узкости – это стесненные в навигационном отношении участки водного пространства. Если ширина судоходной части меньше 8 длин судна, то вы в узкости. (b<8*L). В соответствии с распределением давления у корпуса судна образуются волны. Гребень волны у носовой части, подошва у миделя, второй гребень – у кормы. Вследствие образования носовой волны увеличивается дифферент на корму. На эту систему волн накладываются расходящиеся волны идущие от форштевня и ахтерштевня. Угол разворота этих волн на глубокой воде с ДП около 18--20°.

Сущность влияния мелководья на условия движения судна заключается в изменении системы волн вокруг корпуса судна, что влечет за собой рост сопротивления воды, проседание корпуса, увеличение дифферента на корму и ухудшение управляемости. Это влияние сказывается на глубинах H_м<4d_ср+(3V²/g). Если выполняется это условие, то мелководье.

Но влияние глубины удобней рассматривать от числа Фруда по глубине. Анализ данных показывает: при F_r=0.3—0.4 картина волнообразования не отличается от глубокой воды. По мере уменьшения глубины приV=const или при увеличении скорости при Н=const число Фруда растет и при F_r=0.7—0.8 угол разворота расходящихся волн увеличивается, происходит формирование поперечных волн у носовой и кормовой частях судна. Между ними корпус проседает. Запас воды под килем уменьшается. Эти изменения сопровождаются увеличением волнового сопротивления трения (из-за осадки).

При F_r1 начинается формирование мощной носовой волны (судно как бы толкает ее перед собой), кормовая волна меньшей высоты отодвигается за корму (как бы отстает). Этот момент соответствует наибольшему сопротивлению воды и дифференту на корму. Когда т.е. F_r=1, то V_c—критическая скорость.

V_кр при 1,5k4 k=H/d_ср

Практикой установлено, что на мелководье по сравнению с глубо­кой водой резко ухудшается эксплуатационная устойчивость судна на курсе, повышается рыскливость; заметно ухудшается и поворотли­вость судов.

На мелководье резко уменьшаются углы дрейфа, угловая скорость поворота и соответственно увеличивается радиус установившейся цир­куляции при одинаковых углах перекладки руля.

При движении судна на мелководье основное влияние на его инер­ционно-тормозные характеристики оказывают три фактора: увеличе­ние сопротивления воды, увеличение присоединенных масс и моментов инерции, изменение коэффициента влияния корпуса на движитель.

Увеличение сопротивления воды приводит не только к уменьше­нию инерционности судна, но и к снижению его начальной (устано­вившейся) скорости при одинаковой частоте вращения винта.

Увеличение присоединенных масс и моментов инерции на мелко­водье увеличивает пропорционально инерционность судна и частично компенсирует влияние увеличения сопротивления воды. Кроме того, увеличение присоединенного момента оказывает стабилизирующее влияние на траекторию судна при свободном и активном тормо­жении.

При движении на мелководье коэффициент упора винта по срав­нению с глубокой водой увеличивается.

Кроме того, на мелководье возникает необходимость снижения частоты вращения винта вследствие перегрузки двигателя.

Оценка влияния мелководья на инерционно-тормозные характе­ристики судна существенно зависит от того, при каких начальных ус­ловиях производить сравнение. Если сравнивать тормозные пути при одинаковых режимах движения, то тормозные пути на мелководье будут меньше аналогичных на глубокой воде на 20—30 %.

На мелководье при F_r=0.5 управляемость почти такая же что и на глубокой воде, а при 0,5F_r0.8поворотливость улучшается, но устойчивость на курсе уменьшается. При дальнейшем увеличении числа Фруда устойчивость на курсе увеличивается, а поворотливость уменьшается.

Объяснение этого явления основано на законе сохранения энергии (т.к. жидкость неразрывна)

Гидродинамическое воздействие судов при обгоне

Гидродинамическое воздействие судов при встречном движении

В данном случае время действия сил значительно меньше, чем в предыдущем.

В любом случае для уменьшения влияния силы Y г и ее момента рекомендуется снижать скорость хода судна.