pivot point что это такое на судне

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Маневрирование – изменение направления движения судна и его скорости с помощью руля, движителей, подруливающих устройств и другого в целях обеспечения безопасности мореплавания или решения эксплуатационных задач (швартовка, постановка на якорь, проход узкостей и т.п.)

Маневренность определяется такими качествами судна, как скорость, ходкость, управляемость, устойчивость на курсе и поворотливость, а также инерционными характеристиками судна.

Маневренность судна не является постоянной. Изменение ее происходит под влиянием различных факторов (загрузки, крена, дифферента, ветра и т. д.), которые надлежит учитывать судоводителям при управлении судном.

Под ходкостью понимается способность судна преодолевать сопротивление окружающей среды и перемещаться с требуемой скоростью при наименьшей затрате мощности главных машин.

Скорость судна — одна из важнейших характеристик маневренных элементов судна. Скоростью судна считается та скорость, с которой оно перемещается относительно воды.

Управляемость — способность судна двигаться по заданной траектории, т.е. удерживать заданное направление движения или изменять его под действием управляющих устройств. Главными управляющими устройствами на судне являются средства управления рулем, средства управления движителем, средства активного управления.

Управляемость объединяет два свойства: устойчивость на курсе и поворотливость.

Устойчивость на курсе — это способность судна сохранять направление прямолинейного движения.

Поворотливость — способность судна изменять направление движения и описывать траекторию заданной кривизны.

Устойчивость на курсе и поворотливость находятся в противоречии друг с другом. Чем более устойчиво прямолинейное движение судна, тем труднее его повернуть, т.е. ухудшается поворотливость. Но с другой стороны, улучшение поворотливости судна затрудняет его движение в постоянном направлении: в этом случае удержание судна на курсе связано с напряженной работой рулевого или авторулевого и частой перекладкой руля. При проектировании судов стремятся найти оптимальное сочетание этих свойств.

Устойчивое на курсе суднообладает следующим свойством. Если в ответ на возмущение это судно с неотклоненным рулем стало изменять курс, то после прекращения воздействия оно постепенно прийдет к прямолинейному движению. Величина от­клонения нового направления движения от старого при опреде­ленном возмущении отражает степень устойчивости судна на курсе. На рис. 3.0 судно А обладает большей устойчивостью на курсе, чем судно В.

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Управляемость судна в основном определяется взаимным расположением трех точек: центра тяжести (ЦТ), центра приложения всех сил сопротивления движению (Р) и центра приложения движущих сил.

Если центр тяжести при определенном состоянии загрузки судна остается неподвижным, то центр приложения сил сопротивления не имеет постоянного местоположения. В зависимости от движения судна суммарный вектор сил сопротивления водной и воздушной сред изменяется, и точка его приложения к судну обычно перемещается вдоль диаметральной плоскости.

Рис. 1.1. Расположение центра вращения судна

При поворотах судно разворачивается вокруг вертикальной оси (центра вращения), проходящей через центр сил сопротивления (Р).

Если ЦТ располагается впереди центра сил сопротивления, то судно устойчиво на курсе и, наоборот, если ЦТ располагается позади центра сил сопротивления, то судно неустойчиво на курсе и более подвержено рысканию. Расположение центра приложения движущих сил зависит от режима работы движителей, положения руля, воздействия ветра, течения и т. п. В зависимости от расположения указанных трех точек, при движении судна могут произойти сопутствующие явления: крен, дифферент, поперечное смещение.

В результате взаимодействия обтекающих масс воды и ветра на корпус, винт и руль даже при спокойном море и слабом ветре судно не остается постоянно на заданном курсе, а отклоняется от него.

Отклонение судна от курса при прямом положении руля называется рыскливостью.

Амплитуда рыскания судна в тихую погоду небольшая. Поэтому для удержания его на курсе требуется незначительная перекладка руля вправо или влево. При сильном ветре и волнении устойчивость судна на курсе значительно ухудшается.

На рыскливость судна большое влияние оказывает расположение надстройки. На тех судах, где надстройки на корме, рыскливость увеличивается, так как почти всегда корма идет «под ветер», а нос — «на ветер». Если надстройка в носу, то судно уклоняется «от ветра».

Уклонение судна под ветер называется увальчивостью. Это свойство так же, как рыскливость, является недостатком судна, его всегда приходится учитывать при осуществлении различных маневров, особенно в стесненных условиях.

Центр вращения (pivot point)

Обращаясь к термину «Pivot Point» центр вращения (ЦВ). Следует понимать, что для полного использования управляемости судна в расчет должно приниматься положение ЦВ судна, которое играет решающую роль в объяснении поведения судов.

Очень важно иметь четкое представление о величинах сил, действующих на судно. Каждое движение судна можно рассматривать как результат воздействия на него различных сил, а отсюда можно объяснить, предугадать или предупредить кажущуюся иррациональность в поведении судна.

Базовые величины: каждые 100 л.с. эффективной мощности создают тягу в швартовном режиме 1 тс (9.81 кН). Поперечная сила на гребном винте, работающем назад, составляет от 5 до 10% силы тяги винта. Когда судно не имеет хода, сила на руле полностью определяется водяным потоком, набрасываемым винтом на перо руля. Для практических расчетов можно принять, что величина этой силы составляет порядка 0.3-0.5 силы упора винта и почти прямо пропорциональна углу кладки руля.

Поскольку ЦВ может перемещаться при маневрировании судна, очень важно иметь представление о вероятном положении ЦВ под воздействием различных обстоятельств, чтобы предвидеть изменения во вращательном движении.

Движение поворачивающегося судна можно рассматривать как комбинацию продольного, поперечного и вращательного движений, в котором продольное и поперечное движения могут быть равны нулю. Вращательное движение происходит вокруг вертикальной оси. Положение этой оси на судне зависит от формы судна, направления и скорости движения судна, величины и точки приложения различных сил, действующих на судно.

Как правило, можно считать, что на судне, не имеющем хода относительно воды, ЦВ находится по другую сторону миделя от силы, действующей на судно. Например, подъемная сила руля или другая поперечная сила, действующая в кормовой части судна, образует ЦВ впереди миделя.

Сила от действия руля, приложенная на самой оконечности судна и имеющая поэтому большее плечо, преодолевает поперечную инерцию судна быстрее, чем сила упора винта преодолевает инерцию покоя.

Положение ЦВ зависит от отношения длины судна к его ширине (L/B). Например, на судне с отношением L/B=8 и начинающем продольное движение относительно воды с нуля, начальное положение ЦВ находится в 1/8 длины судна (=В) от форштевня (рис. 1.2).

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис. 1.2. Положение ЦВ при даче хода вперед на неподвижном судне.

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис. 1.3. Положение ЦВ при следовании судна передним ходом на постоянном курсе.

Встречная гидродинамическая сила сопротивления воды, действующая на нос при продольном движении, будет во время поворота воздействовать также на скулу, создавая поперечное сопротивление. Это поперечное сопротивление сдвигает ЦВ назад и вследствие этого укорачивает рычаг управления. Обычно считается, что на судне, следующем передним ходом, рыскающем или разворачивающемся под действием руля, ЦВ лежит примерно в 1/3 длины от носа (рис. 1.4).

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис.1.4. Положение ЦВ на судне, следующем передним ходом, рыскающем или разворачивающемся под действием руля.

Rpподъемная силаруля.

Если судно движется задним ходом, то ЦВ располагается примерно в 1/4 длины от ахтерштевня (рис. 1.4).

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис. 1.5. Положение ЦВ на судне, следующем задним ходом.

На судне, не имеющем хода относительно воды, ЦВ будет располагаться недалеко от миделя (рис. 1.6).

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис. 1.6. Положение ЦВ на судне, не имеющем хода относительно воды.

Учитывая вышеизложенные, а также опыт управления судами при маневрировании, рассмотрим возможность определения некоторых закономерностей в перемещении центра вращения по судну.

А. На неподвижном судне центр вращения находится вблизи мидельшпангоута, то есть практически совпадает с центром массы судна.

Если к неподвижному судну приложить какую-либо силу, то в первый момент основной силой сопротивления действию этой силы будет сила инерции, приложенная к центру массы судна.

Б. Судно стоит перпендикулярно причалу и упирается форштевнем в причал. Переложили руль на борт, дали ход машине. Центр вращения и основная сила сопротивления ходу судна находятся в точке соприкосновения с причалом (хотя бы на первое время, пока не начнется поворот судна, и форштевень не станет скользить вдоль причала) (рис. 1.7).

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис. 1.7. Схема разворота судна у стенки причала.

В. На неподвижном судне дали ход машине. Началось движение судна и началось действие гидродинамической силы сопротивления. Центр вращения постепенно смещается от миделя в нос в точку, находящуюся примерно на расстоянии в ширину судна от форштевня (рис. 1.8).

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис. 1.8. Схема перемещения центра вращения в начале движения судна.

Подобное перемещение ЦВ можно объяснить так. По мере движения сила инерции уменьшается, составляющие силы сопротивления воды ходу судна, такие как сопротивление трения, сопротивление формы пока ничтожно малы. Основное сопротивление – это волновое (подъем частиц воды, сопротивление жидкости сжатию и т.п.). Оно достаточно велико и расположено в носовой оконечности судна.

Г. Ход установился. Рыскания нет. Центр вращения находится на расстоянии в четверть длины судна от форштевня.

Сила инерции равна нулю, поскольку отсутствует ускорение. Основная гидродинамическая сила сопротивления потока воды ходу судна приложена в районе носовой оконечности судна. Отсюда и расположение центра вращения.

Д. Ход установился. Судно рыскает. Центр вращения находится на расстоянии в треть длины судна от форштевня. Таково положение центра вращения и при циркуляции судна.

Судно движется боком, появляются поперечные составляющие силы сопротивления, точка приложения равнодействующей этой силы смещается в сторону кормы.

Е. Машина работает на задний ход. Судно движется назад с определенной скоростью, не равной нулю. Основная гидродинамическая сила сопротивления потока воды ходу судна приложена в районе кормовой оконечности судна. Отсюда и расположение центра вращения.

Проанализировав вышеизложенное можно заключить, что в первом приближении центр вращения стремится переместиться в точку приложения равнодействующей сил сопротивления ходу судна.

Теперь становится вполне понятным резкое улучшение управляемости судна при применении якорей, отданных на грунт или на глубокой воде не до грунта (предложено профессором Лесковым М.М.).

Силы и моменты, действующие на судно. Все силы, действующие на судно, разделяются на три группы:
• движущие;
• внешние;
• реактивные.

К движущим силам относятся силы, создаваемые средствами управления: тяга винта, боковая сила руля, силы, создаваемые средствами активного управления.

К внешним силам относятся силы давления ветра, волнения моря, давления течения.

К реактивным силам относятся силы, возникающие в результате движения судна под действием движущих и внешних сил. Они разделяются на инерционные— обусловленные инертностью судна и присоединенных масс воды и возникающие только при наличии ускорений. Направление действия инерционных сил всегда противоположно действующему ускорению. Неинерционные силы обусловлены вязкостью воды и воздуха и являются гидродинамическими и аэродинамическими силами.

Дата добавления: 2014-12-29 ; просмотров: 4015 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

The Pivot Point

A Pivot Point is a central point on a vessel which remains fixed as the bow and stern swing around it. Fixed is not really correct, because it moves forward or aft as the vessel moves through the water as stated below:

1. Ship stopped

Unless stated otherwise. Each example assumes a ship on an even keel in calm conditions and still water. In this situation, no forces are involved and the ship has a pivot point coinciding with its centre of gravity approximately amidships.

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне
2. Making Headway

Two forces now come into play. Firstly the forward momentum of the ship and secondly, longitudinal resistance to the forward momentum, created by the water ahead of the ship. These two forces must ultimately strike a balance and the pivot point moves forward. As a rough guide, it can be assumed that at a steady speed the pivot point will be approximately 25% or a 1/4 of the ship’s length from forward.

3. Making Sternway

The situation is now totally reversed. The momentum of sternway must balance longitudinal resistance, this time, created by the water astern of the ship. The pivot point now moves aft and establishes itself approximately 25% or a 1/4 of the ship’s length from the stern.
It should also be stressed that other factors such as acceleration, the shape of hull and speed may all affect the position of the pivot point. The figures quoted here, are perfectly adequate for a simple and practical working knowledge of the subject.

Look over the side and see where the calm water of the swing meets the ripples coming off the hull. This is the pivot point. The mastery of pivot points is what makes an outstanding shiphandler.

Turning Levers and Moments

More important perhaps, than the position of the pivot point, is the effect its shifting nature has upon the many turning forces that can influence a ship. These are rudder force, transverse thrust, bow thrust, tug force, interactive forces and the forces of wind and tide.

Vessel Stopped

If we look at the ship used in our example, we can see that it has a length overall of 160 metres. It is stopped in the water and two tugs are secure fore and aft, on long lines, through centre leads.

If the tugs apply the same bollard pull of say 15 tonnes each, it is to a position 80m fore and aft of the pivot point.

Thus, two equal turning levers and moments of 80m x 15t (1200tm) are created resulting in even lateral motion and no rate of turn.

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Making Headway

With the ship making steady headway, however, the pivot point has shifted to a position 40m from the bow. The forward tug is now working on a very poor turning lever of 40m x 15t(600tm), whilst the after tug is working on an extremely good turning lever of 120m x 15 t (1800tm).

This results in a swing of the bow to starboard.

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Making Sternway

The efficiency of the tugs will change totally when the ship, by contrast, makes sternway. Now the pivot point has moved aft to a position 40m from the stern. The forward tug is working on an excellent turning lever of 120m x 15t(1800tm) whilst the after tug has lost its efficiency to a reduced turning lever of 40m x 15t(600tm).

This now results in a swing of the bow to port. (See illustration below)

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Vessel Turning

When making a turn the whole vessel does not pass on the curved path formed by the turning ship. The pivot point, in this case, located about one-fourth of the length from the bow, is the one that traces the curvature of this path so that the stern of the ship swings in a wide area outside of the curved path while the bow swings inside and needs a smaller area. This behaviour results in a certain length of the ship’s turning radius that depends on the ship’s load condition, trim and speed.

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

A smaller turning radius can be attained if the pivot point is shifted more forward closer to the bow. This manoeuvre can be achieved through the anchor dredging technique where the anchor at the side of the desired turn. This way the forward movement as the vessel turns is reduced because the ship turns about the pivot point that is now near the bow where the anchor hawse pipe is located. See illustration below.

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Anchor Dredging Technique: Smaller turning radius, pivot point moves forward.

Источник

Махин В.П.

Вход или выход из порта в абсолютном большинстве случаев связан с плаванием в узкости и на ограниченной акватории. А это сопряжено с высокой степенью риска навигационных аварий. Чтобы избежать их, судоводители должны досконально знать маневренные качества своего судна. Необходимо четко представлять себе, как судно среагирует на то или иное управляющее воздействие при определенных обстоятельствах.

Данная работа посвящена вопросам улучшения управляемости судна в различных условиях плавания. Особый акцент сделан на ситуациях, при которых необ­ходимо резко сократить тормозной путь или диаметр циркуляции, либо требуется вос­становить управляемость судна, которую оно утеряло вследствие воздействия внешних сил или из-за какой-либо неисправности.

Подобные ситуации возникают достаточно часто в морской практике. Вспомним, к примеру, об аварии танкера «Амоко Кадис», плавающего под либерийским флагом. Танкер погиб в марте 1978 года на камнях острова Уэссан. Произошла небывалая эко­логическая катастрофа, было разлито 220 тысяч тонн нефти.

Была ли данная катастрофа неизбежной? Конечно, нет! Среди множества возмож­ностей не допустить аварии можно выделить одну. Главный двигатель танкера бездей­ствовал до самой посадки на камни, хотя и был в исправности. Эксперты считают, что если бы капитан проявил активность и попытался бы отойти мористее, работая своей машиной и используя спасательный буксир в качестве руля (с носа или с кормы), ги­бели судна можно было избежать.

1. Центр вращения ( pivot point )

В книге автор неоднократно обращается к термину » Pivot Point «, обозначенному переводчиками как центр вращения (ЦВ). Он указывает, что для полного использования управляемости судна в расчет должно приниматься положение ЦВ судна, которое играет решающую роль в объяснении поведения судов.

Очень важно иметь четкое представление о величинах сил, действующих на судно. Каждое движение судна можно рассматривать как результат воздействия на него различных сил, а отсюда можно объяснить, предугадать или предупредить кажущуюся иррациональность в поведении судна.

Базовые величины: каждые 100 л.с. эффективной мощности создают тягу в швартовном режиме 1 тс (9.81 кН). Поперечная сила на гребном винте, работающем назад, составляет от 5 до 10% силы тяги винта. Когда судно не имеет хода, сила на руле полностью определяется водяным потоком, набрасываемым винтом на перо руля. Для практических расчетов можно принять, что величина этой силы составляет порядка 0.3-0.5 силы упора винта и почти прямо пропорциональна углу кладки руля.

Поскольку ЦВ может перемещаться при маневрировании судна, очень важно иметь представление о вероятном положении ЦВ под воздействием различных обстоятельств, чтобы предвидеть изменения во вращательном движении.

Движение поворачивающегося судна можно рассматривать как комбинацию продольного, поперечного и вращательного движений, в котором продольное и поперечное движения могут быть равны нулю. Вращательное движение происходит вокруг вертикальной оси. Положение этой оси на судне зависит от формы судна, направления и скорости движения судна, величины и точки приложения различных сил, действующих на судно.

Как правило, можно считать, что на судне, не имеющем хода относительно воды, ЦВ находится по другую сторону миделя от силы, действующей на судно. Например, подъемная сила руля или другая поперечная сила, действующая в кормовой части судна, образует ЦВ впереди миделя.

Сила от действия руля, приложенная на самой оконечности судна и имеющая поэтому большее плечо, преодолевает поперечную инерцию судна быстрее, чем сила упора винта преодолевает инерцию покоя.

Положение ЦВ зависит от отношения длины судна к его ширине ( L / B ). Например, на судне с отношением L / B =8 и начинающем продольное движение относительно воды с нуля, начальное положение ЦВ находится в 1/8 длины судна (=В) от форштевня (рис. 1).

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис. 1. Положение ЦВ при даче хода вперед на неподвижном судне.

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис.2. Положение ЦВ при следовании судна передним ходом на постоянном курсе.

Встречная гидродинамическая сила сопротивления воды, действующая на нос при продольном движении, будет во время поворота воздействовать также на скулу, создавая поперечное сопротивление. Это поперечное сопротивление сдвигает ЦВ назад и вследствие этого укорачивает рычаг управления. Обычно считается, что на судне, следующем передним ходом, рыскающем или разворачивающемся под действием руля, ЦВ лежит примерно в 1/3 длины от носа (рис.3).

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис.3. Положение ЦВ на судне, следующем передним ходом, рыскающем или разворачивающемся под действием руля.

Rp подъемная сила руля.

Если судно движется задним ходом, то ЦВ располагается примерно в 1/4 длины от ахтерштевня (рис.4).

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис.4. Положение ЦВ на судне, следующем задним ходом.

На судне, не имеющем хода относительно воды, ЦВ будет располагаться недалеко от миделя (рис.5).

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис.5. Положение ЦВ на судне, не имеющем хода относительно воды.

Учитывая вышеизложенные соображения Генри Хойера, а также опыт управления судами при маневрировании, рассмотрим возможность определения некоторых закономерностей в перемещении центра вращения по судну.

А. В работе показано, что на неподвижном судне центр вращения находится вблизи мидельшпангоута, то есть практически совпадает с центром массы судна.

Если к неподвижному судну приложить какую-либо силу, то в первый момент основной силой сопротивления действию этой силы будет сила инерции, приложенная к центру массы судна.

Б. Судно стоит перпендикулярно причалу и упирается форштевнем в причал. Переложили руль на борт, дали ход машине. Центр вращения и основная сила сопротивления ходу судна находятся в точке соприкосновения с причалом (хотя бы на первое время, пока не начнется поворот судна, и форштевень не станет скользить вдоль причала) (рис.6).

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис.6. Схема разворота судна у стенки причала.

В. На неподвижном судне дали ход машине. Началось движение судна и началось действие гидродинамической силы сопротивления. Центр вращения постепенно смещается от миделя в нос в точку, находящуюся примерно на расстоянии в ширину судна от форштевня (рис.7).

pivot point что это такое на судне. Смотреть фото pivot point что это такое на судне. Смотреть картинку pivot point что это такое на судне. Картинка про pivot point что это такое на судне. Фото pivot point что это такое на судне

Рис.7. Схема перемещения центра вращения в начале движения судна.

Подобное перемещение ЦВ можно объяснить так. По мере движения сила инерции уменьшается, составляющие силы сопротивления воды ходу судна, такие как сопротивление трения, сопротивление формы пока ничтожно малы. Основное сопротивление – это волновое (подъем частиц воды, сопротивление жидкости сжатию и т.п.). Оно достаточно велико и расположено в носовой оконечности судна.

Г. Ход установился. Рыскания нет. Центр вращения находится на расстоянии в четверть длины судна от форштевня.

Сила инерции равна нулю, поскольку отсутствует ускорение. Основная гидродинамическая сила сопротивления потока воды ходу судна приложена в районе носовой оконечности судна. Отсюда и расположение центра вращения.

Д. Ход установился. Судно рыскает. Центр вращения находится на расстоянии в треть длины судна от форштевня. Таково положение центра вращения и при циркуляции судна.

Судно движется боком, появляются поперечные составляющие силы сопротивления, точка приложения равнодействующей этой силы смещается в сторону кормы.

Е. Машина работает на задний ход. Судно движется назад с определенной скоростью, не равной нулю. Основная гидродинамическая сила сопротивления потока воды ходу судна приложена в районе кормовой оконечности судна. Отсюда и расположение центра вращения.

Проанализировав вышеизложенное можно заключить, что в первом приближении центр вращения стремится переместиться в точку приложения равнодействующей сил сопротивления ходу судна.

Теперь становится вполне понятным резкое улучшение управляемости судна при применении якорей, отданных на грунт или на глубокой воде не до грунта (предложено профессором Лесковым М.М.).

2. Применение якорей, отданных на грунт с целью экстренного торможения

В работе рассмотрены особенности применения якорей при маневрировании и подробно рассмотрены действия судоводителей в следующих ситуациях:

— в момент непосредственно перед встречей двух судов, следующих встречными курсами в узком канале;

— при отдаче якоря с целью устранения рыскания судна;

— при постановке судна на якорь при сильном попутном приливном течении;

— при возобновлении движения после снятия судна с грунта;

— в случае применения якорей при выполнении поворота;

— при буксировке судна кормой вперед;

— при применении якорей во время швартовки к причалу;

— при плавании в канале, имеющем препятствие;

— при удержании судна на месте при минимальном ходе вперед.

Экстренное торможение судна на мелководье имеет исключительно важное значение. Однако до настоящего времени в теории и на практике существуют трудности определения тормозных характеристик судна именно на мелководье, рассмотрим эти вопросы более подробно.

По существующей теории принято, что на заднем ходу, когда винт наберет обороты, его тяга остается постоянной вплоть до полной остановки судна. Такой подход создает у судоводителей опасную переоценку тормозных характеристик судна, что на практике нередко приводит к аварийным ситуациям.

Экспериментальные исследования показали, что в случаях, когда задний ход дается при малых скоростях переднего хода, тормозной путь может оказаться в 2-3 раза длиннее полученного расчетным путем.

Основной недостаток существующей теории заключается в том, что она не учитывает влияния струи воды, набрасываемой на корпус судна при работе винта на задний ход. Так как винт находится очень близко к корпусу, сила набрасывания существенно уменьшает полезную тягу винта (на момент остановки судна примерно вдвое). На мелководье отрицательный эффект усиливается, поскольку на корпус судна дополнительно действует струя воды, отраженная от грунта.

Из вышесказанного представляется закономерной разработка вопроса об экстренном торможении судна на мелководье якорями, отданными на грунт.

При отдаче якоря на ходу судна на якорь и цепь начинают действовать сила сопротивления набегающего потока воды и сила инерции, отчего скорость свободного стравливания цепи увеличивается по сравнению с таковой на неподвижном судне. При скорости судна до 10 узлов это влияние незначительно, но затем оно становится существенным. При определенной скорости отдачи центробежная сила, действующая на цепь при изломе её на звездочке брашпиля, становится равной силе давления цепи на звездочку брашпиля. При этом вероятно проскальзывание цепи через звездочку брашпиля, что делает невозможной задержку цепи. Такое положение возникает при скорости травления цепи 8-10 м/с, когда вытравливается без задержки 25 – 30 м цепи.

Высокая скорость отдачи якоря на ходу судна способствует тому, что якорь входит в мягкий грунт на значительную глубину, следовательно, резко возрастает его держащая сила, особенно в начальный момент (при горизонтальном положении веретена).

Рекомендации Пламмера о порядке отдачи якоря с целью устранения рыскания сводятся к следующему. После подачи команды «отдать якорь» ослабляют стопор, чтобы якорная цепь свободно шла по барабану. Якорь настолько быстро ударится о грунт, что образуется слабина якорь-цепи в несколько метров, а затем на несколько мгновений якорь-цепь сама перестанет травиться. В этот момент стопор должен быть зажат как можно крепче. В этом случае, хотите верьте, хотите нет, даже если судно и обладает значительной инерцией переднего хода, якорь-цепь можно надежно застопорить до того как она получит сильное натяжение. Затем якорь вместо того, чтобы держать выйдет из грунта, поскольку якорь-цепь в это время располагается почти вертикально, и начнет ползти по грунту, не задерживаясь за него.

Если якорь отдан и вытравлен только короткий отрезок якорь-цепи, рыскание судна будет почти наверняка устранено. Пламмер рекомендует отдавать якорь вышеуказанным способом и в том случае, если судно начинает рыскать в непосредственной близости от встречного судна, когда уже некогда принимать какие-либо иные меры.

В случае, когда судно, следуя по каналу, чувствует близость берега с такой силой, что чистое расхождение с приближающимся судном невозможно, Пламмер рекомендует прежде всего сбавить ход до минимального. Затем отдать якорь, как представлено выше. Через некоторое время лапы якоря покроются илом, что будет препятствовать захватыванию им грунта. После этого можно потравить якорь-цепь, а затем задержать её, но только при условии, что маневр будет выполнен правильно. Нужно вытравить якорь-цепь на длину от нескольких звеньев до 2 м и затянуть ленточный стопор втугую. В результате трения при остановке якорь-цепи тормозная лента всегда слегка нагревается. Неожиданный рывок якоря приводит к тому, что ил отваливается от лап якоря, отчего якорь крепче входит в грунт. После того как якорь проползет далее по грунту на его лапах снова накопится ил и натяжение якорь-цепи вновь ослабнет.

Груженое, плохо управляющееся судно остановить полностью, без отдачи якоря, очень трудно и сам маневр требует очень много времени. Если не воспользоваться якорем, то при остановке судна возникает большая вероятность удара его о берег или посадка судна на грунт (поперек канала).

Рекомендации Пламмера относятся к случаям, когда судно следует на небольшой глубине и с малой скоростью. Используемый при этом якорь не забирает грунта. Однако нередки такие ситуации, когда необходимо использовать полную держащую силу якорей.

Условием безопасной работы якорного устройства в случае забора якорем грунта на ходу судна является обеспечение на время развития якорем повышенной держащей силы свободного продвижения судна за счет упругого удлинения цепи. Исходя из этого положения были произведены расчеты и составлена таблица 1 с указанием необходимой длины якорной цепи за бортом.

Необходимая длина вытравленной за борт цепи при торможении судна якорями, отданными на грунт, в случае использования полной держащей силы якоря.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *