Важное практическое значение для судоводителей имеет оценка возможности прямолинейного движения при воздействии ветра на малых скоростях (в том числе при использовании подруливающего устройства (ПУ) и работы движителей в режиме «враздрай»).

Уравнения прямолинейного движения в этом случае с учетом действующих на судно сил (рис. 1.15) запишутся в виде:

(1.15)

Выражения для определения тяги и момента от работы ПУ в общем случае имеют вид:

(1.16)

где  – значение тяги ПУ в швартовном режиме;

   – расстояние от оси канала ПУ до ЦМ судна (см. рис. 1.13);

,  – значения коэффициентов отношения тяги и момента ПУ при заданной скорости движения к тяге и моменту на швартовном режиме.

Значения коэффициентов ,  можно приближенно определить по графической зависимости рис. 1.16.

Рис. 1.15. Схема сил и моментов, действующих на судно  при прямолинейном движении с углом дрейфа

Рис. 1.16. Эффективность носового подруливающего ПУ с круговой формой поперечного сечения канала

Решение системы уравнений (1.13) в аналитическом виде возможно, если принять допущение о малости величины  и считать, что полезный упор ДРК не зависит от ветрового воздействия. Тогда из первого уравнения системы (1.13), задаваясь скоростью движения судна и частотой вращения винта, работающего на передний ход, можно определить частоту вращения винта, работающего на задний ход:

(1.17)

где  – сопротивление воды движению судна при скорости ;

 – диаметр винта;

 – коэффициент упора заднего хода на швартовах.

Анализ зависимости (1.2), отражающей взаимосвязь параметров истинного и кажущегося ветра, показывает, что она не в полной мере отражает особенности влияния ветра при расчете элементов маневра оборота судна «на ветер» и «под ветер». Кроме того, в момент изменения угла воздействия ветрового потока с одного борта на другой в процессе криволинейного движения судна возникают затруднения при определении величины угла кажущегося ветра. Это связано с тем, что угол кажущегося ветра определяется из решения векторного треугольника (рис. 1.17). Устранить указанные недостатки можно, если представить угол кажущегося ветра  в виде суммы углов ,  и .

Рис. 1.17. К определению параметров кажущегося ветра при маневрировании судна

Тогда выражения для определения скорости и угла кажущегося ветра запишутся в виде:

(1.18)

В выражениях (1.18) угол  определяется как

.

(1.19)

В формуле (1.19) для определения величины угла  знак плюс соответствует выполнению маневра отворота «на ветер», а знак минус – «под ветер».

На рис. 1.18 приведены результаты расчета угла ветрового дрейфа и угла перекладки рулевых органов для теплохода типа «Волгонефть» при работе винтов на передний ход без ПУ и работе винтов «враздрай» с использованием ПУ.

Рис. 1.18. Зависимость угла ветрового дрейфа и угла перекладки рулевых органов т/х пр. 1577 (в балласте) от скорости кажущегося ветра ( =10 м/c) при скорости движения судна 2 м/c ––––– при работе винтов на передний ход без ПУ; -------- при работе винтов «враздрай» и использовании ПУ

Анализ результатов расчетов показывает, что использование работы винтов в режиме «враздрай» и работе носового ПУ позволяют несколько снизить величину угла ветрового дрейфа, но при этом необходим несколько больший угол перекладки рулевых органов.

В табл. 1.2 приведены данные расчетов предельных значений ветра при которых возможна потеря управляемости речных и смешанного «река-море» плавания грузовых судов.

Таблица 1.2

Скорость ветра  (м/с), при которой происходит потеря