План лекции:

1.Основные маневренные качества судна.

2.Маневренные качества одно- и двухвинтовых судов на переднем и заднем ходу.

3. Маневренные качества судов с поворотными насадками.

Цель лекции:

Знать: Маневренные качества судна.

Уметь: Определять состав маневренных качеств судна для выполнения определённого маневра.

1.Основные маневренные качества судна.

К основным маневренным характеристикам судна относятся:

· скорость судна при выполнении маневра;

· элементы циркуляции;

· путь и время торможения судна.

Эти характеристики определяются по результатам натурных маневренных испытаний судна после его постройки (сдаточных испытаний) и оформляются в виде таблицы маневренных характеристик для двух состояний загрузки: вгрузу и балласте, вывешиваемой на ходовом мостике.

Управляемостью называется способность судна сохранять заданное направление движения или изменять его в той мере, в какой это требуется судоводителю.Под управляемостью понимаются два свойства судна — поворотливость и устойчивость на курсе. Способность судна изменять направление своего движения при перекладке руля называется его поворотливостью, а способность судна сохранять прямолинейное движение — устойчивостью на курсе.
Устойчивость на курсе и поворотливость зависят как от конструктивных особенностей судна, так и от воздействия той внешней среды, в которой перемещается судно.
Частые и самопроизвольные отклонения судна от своего первоначального курса называются рыскливостью. При наличии ее увеличивается сопротивление воды движению, что, в свою очередь, ведет к понижению скорости хода. Рыскливость вызывается рядом причин, но главным образом ветром и волнением, креном или дифферентом судна, а также чрезмерно выпуклыми носовыми и кормовыми обводами.
Наиболее сильно рыскливость судна проявляется при прохождении участков с малыми глубинами и стесненных по ширине.
Для обеспечения управляемости суда оборудуются рулевым устройством. В настоящее время управляемость грузовых теплоходов и толкачей обеспечивается установкой поворотных направляющих насадок на гребных винтах.
Инерцию обычно принято оценивать длинами тормозного пути, свободного выбега и пути разгона, а также их продолжительностью по времени.
Расстояние, которое проходит судно за промежуток времени от момента переключения машин с полного хода вперед на полный задний ход до момента окончательной остановки судна называется тормозным путем.Это расстояние обычно выражается в длинах судна.
Расстояние, которое проходит судно за промежуток времени от момента остановки машин, работающих на передний ход, до полной остановки судна за счет сопротивления воды, называется свободнымвыбегом.
Расстояние, которое проходит судно с момента включения машин на передний ход до момента приобретения полной скорости при заданном режиме работы машин, называется путем разгона.
Поворотливость судна.

Циркуляциейназывают траекторию, описываемую ЦТ судна, при движении с отклоненным на постоянный угол рулем. Циркуляция характеризуется линейной и угловой скоростями, радиусом кривизны и углом дрейфа. Угол между вектором линейной скорости судна и ДП называютуглом дрейфа).

Элементы циркуляции характеризуют поворотливость судна.

Учет маневренных характеристик при решении задач управления судномявляется обязательным условием обеспечения безопасного плавания судна.

Рис. 1. Траектория судна на циркуляции

Маневренные характеристики судна необходимо учитывать при решении практически всех задач управления судном, в частности:

· при расчетах маневра для предупреждения столкновений при расхождении судов;

· при проведении швартовных операций;

· при плавании и маневрировании в узкостях и на ограниченных акваториях;

· при постановке судна на якорь и швартовные бочки;

· при плавании в ледовых условиях, как при самостоятельном ледовом плавании, так и при плавании в составе каравана под проводкой ледокола.

2.Маневренные качества одно- и двухвинтовых судов на переднем и заднем ходу.

Основное назначение гребных винтов — это создание силы тяги для поступательного движения судна.

На судах преимущественно установлены четырехлопастные винты. В зависимости от направления вращения они разделяются на винты правого и левого вращения (шага). Винт правого вращения у судна, идущего передним ходом, вращается по часовой стрелке, винт левого вращения — против часовой стрелки.

Одновинтовые суда чаще всего имеют винты правого вращения; двухвинтовые с левого борта — винт левого вращения, с правого — правого вращения.

При вращении гребной винт образует за кормой струю воды, закрученную в сторону его вращения. Совершенно очевидно, что этот спиральный вихревой поток воды действует на перо руля и корпус, оказывая влияние на управляемость судна.

Одновинтовое судно,двигающееся передним или задним ходом, круче и быстрее разворачивается в сторону шага винта.

-Двухвинтовые судаимеют лучшие маневренные качества, чем одновинтовые. Достаточно отметить, что их можно развернуть на месте, работая машинами в разные стороны «враздрай».

Лучшая маневренность достигается тем, что каждый из винтов отнесен на некоторое расстояние от диаметральной плоскости, благодаря чему появляется разворачивающий момент, обеспечивающий поворот судна, даже без руля, в ту или иную сторону. Двухвинтовые суда обладают тем большей поворотливостью, чем меньше их длина и чем шире разнесены их винты.

При работе обоих винтов на передний или задний ходы судно хорошо слушается руля. В отличие от одновинтового судна, двухвинтовое при работающих обоих винтах разного шага на задний или передний ход при положении руля «прямо» будет двигаться по прямому направлению, не уклоняясь в стороны

На двухвинтовом судне, как правило, устанавливают винты разного шага: на правом борту - винт правого шага (правого вращения), а на левом - левого.

К недостаткам двухвинтовых судов следует отнести пониженную эффективность расположенного в диаметральной плоскости руля. Поэтому на малых скоростях, когда основная часть силы, возникающей на руле при его перекладке, создается за счет струи воды, набрасываемой винтом на руль, главным способом управления является маневр машинами.

3.Раздельные поворотные насадки (РПН).

Поворотная насадка - это стальное кольцо, профиль которого представляет элемент крыла. Площадь входного отверстия насадки больше чем выходного. Гребной винт располагается в наиболее узком ее сечении. Поэтому увеличивается скорость протекания жидкости через сечение винта и, следовательно, повышается его КПД. Поворотная насадка устанавливается на °баллере и поворачивается до 40 на каждый борт, заменяя руль, причем в этом качестве насадка имеет большую эффективность, чем обычный руль, поскольку боковая сила, разворачивающая судно, создается за счет изменения направления силы тяги винта, которая существенно больше боковой силы руля.

Действие поворотной насадки в зависимости от угла ее перекладки и режима работы винта, когда судно движется с углом дрейфа рк, а насад­ка переложена к правому борту относительно ДП судна на угол а, объясняется следующим образом. Поток воды, направленный к насадке, имеет скорость подтеканияVs. Под действием работающего винта скорость потока, проходящего через насадку, увеличивается и струя воды выбрасывается из нее со скоростью v» Геометрическая раз­ность Ди скорости подтекания и скорости выходящей струи опреде­ляет силу упора насадки Р, которая направлена противоположно скоро­сти аои, как вектор, равна ей по размеру. Сила упора насадки Р может быть разложена на две составля­ющие: Рх— движущую силу, направ­ленную вдоль ДП судна, и Ру— рулевую силу, направленную перпен­дикулярно ДП судна.

 Принципиальная схема действия по­воротной насадки:

В случае движения судна с нера­ботающим винтом, т. е. по инерции, скорость подтекания воды ие к. насад­ке приблизительно равна скорости вытекания v» и, следовательно, геометрическая разность скоростей До равна нулю. Сила упора насадки и рулевая сила равны нулю, вслед­ствие чего управляемость судна резко ухудшается. Поэтому при движении судна по инерции поворотная насад­ка как средство управления практи­чески перестает действовать и судно становится неуправляемым.

Значение рулевой силы при работающем винте в большей степени зависит от угла перекладки насадки а, возрастая от нуля (когда насадка находится в ДП судна) до максиму­ма (когда насадка отклонена на предельно возможный угол). Вслед­ствие этого при маневрировании рекомендуется внимательно следить по аксиометру за положением наса­док относительно ДП и умело сочетать их перекладку с режимом работы гребных винтов.

Разворотом поворотных насадок и изменением силы тяги винтов можно приложить боковую силу к любой точке ДП в пределах корпуса судна и вне его

Контрольные вопросы:

1.​Охарактеризовать основные маневренные качества судна.

2.​ Назвать основные механизмы движительно-рулевого комплекса влияющие на управляемость судна.

3. Охарактеризовать основные преимущества и недостатки движения двухвинтовог о судна на переднем и заднем ходу.

4. Пояснить назначение поворотных насадок на судах.

5.Пояснить преимущества маневренных качеств судна с поворотными насадками.

6.Пояснить размещение на судне винтов левого и правого вращения.