Стационарен диаметър на циркулацията. Съдова циркулация

За количествено определяне на циркулацията се използват геометрични и времево-скоростни характеристики.

Геометричните характеристики включват следните величини:

1. Стационарен диаметър на циркулацията – D c \u003d 2R c.

Диаметърът на постоянната циркулация е диаметърът на траекторията на C.T. съд в постоянен период на циркулация.

За сравнителна оценка на пъргавината на различни кораби стойността D c(или R c) обикновено се изразява в дължини на корпуса на кораба Л.Това съотношение се нарича основна мярка за подвижността на кораба и тази стойност е относителният циркулационен диаметър ( D CTC).

За кораби за вътрешно плаване D CTCлежи в рамките на 2,5 3,5.

2. Тактически циркулационен диаметър D T- разстоянието между диаметралната равнина на кораба по прав курс и неговото положение при завъртане на 180°.

Д Т = (6.5)

Където Л– дължина на съда, m;

T– газене на кораба, m;

S P- площ на волана, m 2;

K OP- фактор опит.

обикновено стойността Д Т = (0,9 – 1,2)D c.

Ориз. 6.3 Схема на циркулация на съда

3. Прибиране l 1– Разстоянието, с което центърът на тежестта на кораба се измества в посоката на първоначалния курс от началната точка на циркулацията до точката, съответстваща на промяна в курса на кораба с 90 градуса. За различни кораби l 1се колебае в рамките l 1 = (0,6 -1,5)D C.

4. Изместване напред l 2- най-късото разстояние от линията на първоначалния курс на кораба до точката, с която съвпада центърът на тежестта (CG) в момента на промяна на курса с 90 °; обикновено l 2 = (0,25 -0,50)D c.

5. Обратно отклонение l 3– най-голямото разстояние, на което се измества КТ. плавателен съд в посока, обратна на посоката на завиване; обикновено l 3 = (0,01 – 0,1)D c.

Характеристиките скорост-време включват:

1. Период на обръщение T C- време за обръщане на кораба на 360 градуса.

2. Линейна скорост на движение на Ц.Т. корабв постоянна циркулация V в.

3. Ъглова скорост на въртене на съдавърху постоянната циркулация ω.

Ъгълът на дрейфа на кораба върху циркулацията се определя от C.T. съответно на кърмата и на носа β C , β КИ β C. .

Оценката на реакцията на кораба към преместването на кормилното тяло се определя от коефициента на припомняне k реф, което се изразява като отношение на времето да сеот началото на преместването на кормилното устройство на кораба до необходимата стойност на преместване, до момента, в който корабът започне да завива.

Към отз = (6.7)

За единични кораби този коефициент, като правило, клони към единица, а за тласканите конвои е много по-малък, тъй като тласканите конвои след края на преместването на органа за управление продължават да се движат по същия курс за известно време.

Ширината на канала, необходима за движение, се определя от параметрите на циркулация по протежение на задния край на корабите и влаковете, тъй като задният край на кораба се движи по крива с по-голям радиус от неговата C.T.

В съответствие с (фиг. 6.4) елементите на траекторията на задния край на кораба върху циркулацията, препоръчително е да се оцени максималното обратно изместване на задния край. най-голям диаметър, наречен циркулационен диаметър на кърмата на кораба, ще характеризира циркулационното движение на крайната точка на задния край на кораба. Диаметърът на циркулация по кърмата на кораба ще бъде

D K \u003d D C + L R sinβ (6.8)

Където Л П -разстояние от C.T. кораб до точката на прилагане на силите Р Р (към кърмата).

Познавайки величината Д К, капитанът може да прецени размера на водната площ, необходима за завой.

Фиг.6.4. Промяна на ъгъла на дрейфа по дължината на кораба и радиуса на циркулация.

Таблица 6.1. дадени са данни за относителните радиуси на стационарното движение на някои кораби за вътрешно плаване.

Таблица 6.1.

6.2.3 Крен на кораба при завиване.

В процеса на циркулация корабът получава ролка (фиг. 6.5). Големината и страната на ъгъла на наклон зависи от периода на циркулация, в който се намира съдът. В периода на маневриране на циркулация, под действието на силата на управление (P Y), ролката се насочва към страната, на която прехвърленволан. По време на еволюционния период корабът първо се изправя в резултат на действието на възстановителния момент на устойчивост и след това придобива максимален динамичен крен навънциркулация, тъй като центростремителната сила започва да действа. След едно или две колебания, до началото на периода на постоянна циркулация, корабът придобива статиченролка насочена навънтираж, който може да се определи по формулата на Г. А. Фирсов

θ o max = 1,4 (6,9)

Където θ o макс- максималната стойност на ъгъла на наклон при постоянна циркулация;

V oе скоростта на плавателния съд по прав курс, m/s;

Z Dе ординатата на центъра на тежестта на кораба спрямо основната равнина, m;

ч- начална метацентрична височина на съда, m;

TИ Л- газене и дължина на кораба, m.

Метоцентрична височина ( ч) е разстоянието между метеорологичния център и центъра на тежестта (C.G.) на плавателния съд

Метоцентър ( М) е пресечната точка на резултантните сили на налягането на водата с DP.

Най-опасният списък се получава, когато циркулацията е на пълна скорост, когато кормилото е изместено на борда.

Динамичният крен в еволюционния период на циркулация може да надвишава крен в стационарния период повече от 2 пъти.

За плавателни съдове с ниска устойчивост писът на циркулацията при пълна скорост може да достигне 12 - 15 градуса. На пътническите кораби не е желателно обръщане на повече от 7 градуса, а повече от 12 градуса се счита за неприемливо.

За да се намали ъгълът на наклон на кораба при завой, е необходимо да се намали скоростта на движение преди влизане в завоя. Навигаторът може да определи границите за промяна на скоростта на кораба, преди да влезе в циркулацията, според информацията за стабилност, налична на кораба.

Фиг.6.5 Завъртане на съда по време на циркулация.

Неотчитането на тези фактори може да доведе до трагични последици и катастрофи. Пример за това е катастрофата на кораба "България", която се случи на язовир Куйбишев.

Корабът "България", който пътуваше по маршрута Казан - Болгар-Казан, потъна на 10 юли 2011 г. във Волга край село Сюкеево, Камско-Устински район на Татарстан.

Според доклада на Ространснадзор „Около 12:25 на 10 юли корабът беше ударен от силен порив на вятъра откъм левия борд, започна силен дъжд с гръмотевична буря. В този момент Д/Д "България" навлезе в ляв завой. Трябва да се отбележи, че когато кормилата са изместени наляво, всички моторни кораби придобиват допълнителен динамичен крен надясно.

В резултат на това ъгълът на накланяне беше 9 градуса. „С такава ролка илюминаторите на десния борд влязоха във водата, в резултат на което около 50 тона извънбордна вода влязоха в отделенията на кораба през отворените илюминатори за 1 минута. За да се намали зоната на въздействие на вятъра откъм левия борд, капитанът реши да легне на вятъра. За тази цел кормилата бяха поставени на 15 наляво. В резултат на това кренът се увеличава и общото количество вода, постъпваща в отделението на кораба, достига 125 тона в минута. След това всички прозорци и част от главната палуба от десния борд потъват във водата. През последните 5-7 секунди е имало рязко увеличаване на наклона от 15 до 20 градуса, в резултат на което корабът се е преобърнал на десен борд и е потънал.

Комисията стигна до заключението, че една от причините за инцидента е фактът, че маневрата за завиване наляво е извършена без да се вземе предвид стабилността на кораба, който вече е имал списък от 4 пред десния борд; допълнително накланяне към десния борд, причинено от центробежна сила по време на циркулация наляво; силен вятър, който духа откъм левия борд и голям вятър на кораба.

Промените в скоростта на кораба върху циркулацията могат да бъдат постигнати чрез регулиране на режима на работа на корабното задвижване чрез намаляване на скоростта на пропулсора преди циркулацията и по време на нейния процес, както и чрез използване на пропулсорите в различни посоки - "борба “ (което е възможно при многовалова инсталация на кораб).

Намаляването на скоростта на съда преди циркулацията води до намаляване на напредването на циркулацията l 1и неговия тактически диаметър Д Т, което ясно илюстрира (фиг. 6.6).

Фиг.6.6. Циркулацията на кораба при различни начални скорости.

След като корабът влезе в постоянна циркулация, за да се увеличи интензивността на завоя, може да се увеличи скоростта на въртене на витлата, което няма да промени съществено геометричните характеристики на циркулацията.

Значително намаляване на необходимата водна площ за производство на циркулация може да се постигне чрез прилагане на маневра, наречена "завиване от място". В този случай корабът се спира преди началото на маневрата, кормилата се изместват до максималния ъгъл на съответната страна и на витлата се дава пълна скорост на предния курс. Корабът незабавно влиза в циркулацията, чиито размери са по-малки, отколкото при движение с ниска скорост, и времето за маневра е намалено.

Диаметърът на циркулацията се влияе от:

а) площта на перото на кормилото; колкото по-голям е, толкова по-малък е диаметърът на циркулацията.

За да се увеличи площта на волана, се монтират няколко кормила, използват се активни кормила и кормилни дюзи.

б) разпределението на товара на кораба; ако товарите са концентрирани в средната част на съда, тогава той се върти по-бързо, с по-малък диаметър на циркулация, а ако в краищата, се върти по-бавно, с по-голям диаметър на циркулация;

в) отношение на дължината на съда към неговата ширина; колкото по-голямо е съотношението, толкова по-голям е диаметърът на циркулацията;

г) площта на потопената част на диаметралната равнина; колкото по-голям е, толкова по-голям е диаметърът на циркулацията;

д) обшивка на кораба; когато е подреден към носа, корабът има малко по-добра пъргавина, отколкото когато е подреден към кърмата.

Като заключение може да се каже, че при плаване по БВП корабът постоянно се движи по криволинейни траектории и прави голям брой обиколки. Следователно познаването на елементите на движението е от голямо значение за осигуряване на безопасността на корабоплаването на корабите.

За кораби с малък тонаж (D< 10000 т), можно использовать формулу Шенхера:

За кораби с голям тонаж можете да използвате формулите на G. Hammer:

или
,

където  е ъгълът на руля, rad;

V - обемно изместване, m 3

F p - зона на руля

C y е коефициентът на повдигане на руля, C y = C p, изчислен в първата част на работата, при α = 35˚;

L е дължината на съда между перпендикуляри;

B е ширината на съда;

K е емпиричен коефициент в зависимост от съотношението:

,

където S е площта на потопената част от DP на кораба, се определя по формулата:

(m 2),

където d е газенето на кораба, m.

Коефициентът K се определя чрез интерполация от таблица 2.

таблица 2

СРЕЩУ L)

2.2. Диаметърът на циркулацията е описан от задния край

Диаметърът на циркулацията, описан от задния край, може да се определи по формулата:

където L е дължината на съда, m;

 – ъгъл на дрейфа, град.;

D t - тактически диаметър на циркулация, m.

Ъгълът на дрейфа при постоянна циркулация може приблизително да се намери от израза:

.

2.3. Тактически циркулационен диаметър (при ъгъл на кормилото 35˚)

Тактическият диаметър на циркулация (при ъгъл на кормилото 35˚) се намира по формулите:

- в баласт

- в карго

където  е коефициентът на пълнота на изместване (Таблица 2);

Зависимостта на диаметъра на циркулацията от ъгъла на руля има формата:

Използвайки тази формула, намерете тактическия диаметър на циркулацията при ъгъл на руля на полуборда (15˚). Ъгълът на руля се задава в градуси.

Данните за изчисляване на диаметрите на циркулацията са представени в таблица 3.

2.4. Популяризиране на кораба в обращение

Задвижването на кораба върху циркулацията може да се определи по формулата:

където V o е началната скорост на кораба, m/s;

T mp - мъртво време, s;

R c - средният радиус на циркулация (R c \u003d D t / 2);

K = IK 2 - IK 1 - ъгъл на завъртане, deg (90 o);

B е ширината на съда, m.

2.5. Ширина на лентата съдове на циркулация

Ширината на лентата за движение на кораба върху циркулацията се определя по формулата:

2.6. Период на постоянна циркулация

Периодът на постоянна циркулация се определя по формулата:

, (секунди),

където V c - скоростта на кораба при постоянна циркулация m / s;

V c \u003d 0.58V 0, когато кормилото е преместено "на борда" и

V c \u003d 0,79V 0, когато кормилото е преместено на "полуборд" ( = 15 °).

Процедурата за изчисляване на циркулационните елементи:

Изчисляваме коефициента K;

Изчисляваме диаметъра на постоянната циркулация по двете формули - Шенхер и Хамър;

Изчисляваме ъгъла на дрейфа, като заместваме D C, съответстващ на тонажа на кораба;

Изчисляваме тактическия диаметър на циркулация за кораб в товарен с изместен рул на борда;

Изчисляваме тактическия диаметър на циркулация за плавателен съд с рул, изместен наполовина на борда;

Изчисляваме диаметъра на циркулацията на кърмата;

Определяме разширението на плавателния съд в товара;

Изчисляваме ширината на корабната лента;

Ние определяме периода на постоянна циркулация на кораба в товара, като използваме D C за нашата версия на кораба.

Таблица 3

Задачи за изчисляване на циркулационни елементи

	Име на кораба	, м 3	Л, м		д, м	T mp, s
	„Б. Butoma OBO
	Танкер №1
	Танкер №2
	Танкер №3
	„А. Туполев
	„Хъд. мавър"
	"Атлантик"
	„А. Каверзнев"
	Танкер №4
	Сухотоварен кораб №1
	Сухотоварен кораб №2
	Сухотоварен кораб №3
	Танкер №4
	Контейнеровоз
	Ро-ро плавателен съд

циркулация на кораба.

Циркулацията и нейните периоди.

тиражсе нарича процесът на промяна на кинематичните параметри на кораб, който се движи праволинейно равномерно в отговор на стъпаловидно изместване на руля, започвайки от момента, в който е бил настроен за изпитване. траектория,което CM на кораба описва в този процес също се нарича тираж.

Движението на циркулацията във времето обикновено се разделя на три периода: маневрен, еволюционен (преходен), установен.Преди да дефинираме тези периоди, нека изясним какво се разбира под равномерно криволинейно движение на съда.

Равномерно праволинейно движениекорабът се нарича неговото движение в един курс с постоянна скорост.

Равномерно въртеливо движениепредставлява въртенето на кораба спрямо СМ с постоянна ъглова скорост.

Криволинейното движение на съда се състои от транслационно и ротационно. Под стабилно криволинейно движениесе разбира като движение на кораба, при което с течение на времето ъгловата и линейната скорост на CM на кораба не се променя нито по величина, нито по посока спрямо осите, неподвижно свързани с кораба. По този начин стабилното криволинейно движение на съда се характеризира с постоянството на ъгловата скорост , ъгъл на дрейфа и земна скорост кораб.

В процеса на циркулационно движение линейната скорост на плавателния съд отнема най-дълго време, за да достигне постоянна стойност. На последния етап приближаването на линейната скорост на кораба до постоянната стойност е монотонно и бавно. За плавателни съдове с голям капацитет в движение линейната скорост може да достигне постоянна стойност след завъртане под ъгъл, по-голям от 270 °. Освен това при постоянна циркулация на кораба могат да се наблюдават малки колебания в ъгъла на дрейфа и в ъгловата скорост. Следователно възниква въпросът от кой момент движението на съда по циркулацията се счита за стабилно.

Фокусирайки се върху границата между еволюционното и стационарното движение, приета в теорията на автоматичното управление, можем да приемем, че се установява циркулационното движение на съда,когато текущите стойности , , започват да се различават от установените им стойности
по-малко от 3-5%.

Поради факта, че ъгълът на дрейфа върху циркулацията не се измерва, а линейната скорост на плавателния съд се измерва с голяма грешка, моментът, след който промяната на курса става почти равномерна, обикновено се приема за начало на период на постоянна циркулация. . При корабите със среден тонаж този момент настъпва след завъртане на кораба на приблизително 130°. Проучванията обаче показват, че по време на циркулационно движение ъгловата скорост се установява по-бързо от И . Ъгълът на дрейфа и особено линейната скорост на кораба достигат 3-5% от подхода към установените им стойности по-късно.

Сега можем да дефинираме периодите на обръщение.

период на маневра (
) е периодът на преместване на кормилото от нула до избраната стойност, започвайки от момента, в който устройството за управление е назначено да изработи избраната стойност.

еволюционен период ( ) - интервалът от време от края на смяната на кормилото до момента, в който криволинейното движение на кораба стане стабилно.

Периодът на стационарно състояние започва в края на втория период и продължава, докато кормилото остава в предварително зададената изместена позиция.

За да оцените и сравните управляемостта на корабите, тиражпри референтни условия. Началото на циркулацията съответства на момента, в който кормилото е поставено, а краят - на момента, в който DP на кораба се завърти на ъгъл от 360°. Схематично траекторията на такава циркулация е показана на фигура 3.1

Фиг. 3.1 Схема на циркулацията на кораба.

параметри на циркулацията.

При разглеждане на обращението се разграничават неговите основни и допълнителни елементи.

Основните са такива параметри на циркулация.

Стационарен диаметър на циркулацията - разстояние между позициите на DP на кораба по противоположни курсове при постоянна циркулация, обикновено между DP по време на завой на 180° и DP по време на завой на 360°

Тактически диаметър на циркулацията - разстоянието между линията на първоначалния курс и DP на кораба след завъртането му на 180. Тактическият диаметър може да бъде (0,9-1,2)

повишение - разстоянието между позициите на CM на кораба в момента на стартиране на кормилото и в момента след завоя на DP с 90, измерено по посока на първоначалния курс. Приблизително

Пристрастие напред - разстоянието от линията на началния курс до СМ на кораба, който се е обърнал на 90°. Това е от поръчката
.

обратно отклонение - най-голямото отклонение на CM на кораба от линията на първоначалния курс в посока, обратна на изместването на руля. Обратното отклонение е малко и е
.

ъгъл на дрейфа - ъгълът между DP и вектора на скоростта на кораба.

Период на обръщение - интервалът от време от момента на преместване на кормилото до момента на обръщане на кораба на 360°.

От допълнителните параметри на циркулацията най-важните от гледна точка на осигуряване на безопасността на маневрирането са.

Полуширина на изметената лента - разстоянието от траекторията на циркулацията, на което се намират най-отдалечените точки на корпуса по време на циркулацията;

Разстояние - разстоянието от позицията на CM на кораба в началния момент на циркулация до точката, в която корпусът на кораба напуска линията на първоначалния курс;

Максимално удължаване на края на съда - най-голямото разстояние по първоначалния курс от позицията на CM на съда в началния момент на циркулация до крайния край на съда по време на маневрата (по същия начин може да се определи максимално разширение на центъра на масатакораб, наречен просто максимално удължаване);

Максимално изместване напред на края на кораба - най-голямото странично отклонение от линията на първоначалния курс до крайния край на кораба в процеса на циркулация (по същия начин може да се определи максимално директно изместване на центъра на масатакораб, наречен просто максимално изместване напред).

Основният параметър на пъргавината на кораба е диаметърът на постоянната циркулация , малко зависи от скоростта на кораба преди началото на маневрата. Това обстоятелство се потвърждава от множество пълномащабни тестове. Удължението на кораба обаче няма това свойство и зависи от началната скорост на кораба. При циркулация от бавен ход, екстензията е с около 10-5-20% по-малка от екстензията от пълен ход. Затова в ограничена водна площ при липса на вятър е препоръчително да намалите скоростта, преди да направите завой под голям ъгъл.

МЕТОДИЧЕСКИ УКАЗАНИЯ

относно изпълнението на курсовата работа по дисциплината "Управление на кораби"

Предмет: « Изчисляване на циркулационни елементи и инерционни характеристики на съда »

1. Общи положения на курсовата работа

В съответствие с Резолюция A.160 (ES.IV) на ММО и параграф 10 от Правило II/I на Международната конвенция за обучение, освидетелстване и носене на вахта на моряците, 1978 г., на борда на всеки кораб трябва да бъде предоставена информация за маневрените характеристики.

Курсовата работа по дисциплината "Управление на кораба" предвижда по-задълбочено изучаване на въпросите, свързани с дефинирането на маневрените елементи на кораба.

Задачата за RC включва изчисления на циркулационните елементи и инерционните свойства на съда, както и съставянето на типична таблица на маневрените елементи въз основа на получените резултати.

Курсовата работа се провежда от кадети от 5-та година на Факултета по навигация в 10-ти семестър след изучаване на раздел 3 (теми 13-17) от стандартната програма на дисциплината "Управление на кораби".

Курсовата работа включва следните теми:

1. Определяне на корабните циркулационни елементи чрез изчисление.

2. Изчисляване на инерционните характеристики на плавателния съд, включително пасивно спиране, активно спиране и ускорение на плавателния съд при различни режими на движение.

3. Изчисляване на увеличението на газенето на кораба при плаване в плитки води и в канали.

4. Съставяне на таблица на маневрените елементи на кораба въз основа на резултатите от изчислението (изчислена и графична част от работата).

Курсовата работа е изготвена в съответствие със съществуващите изисквания.

Размерността на физичните величини в използваните формули трябва да съответства на тази, дадена в раздел „Конвенции“, освен ако не е посочено друго в текста на МУ.

След проверка на курсовата работа от преподавателя, студентът я защитава в катедрата в определеното време.

2. Конвенции

Δ - обемно изместване, m 3

D - тегловно изместване на съда, t

L е дължината на съда между перпендикулярите, m

B е ширината на съда, m

d - газене, m

V 0 - пълна скорост, m / s

V n - начална скорост за конкретна маневра, m / s

От in - to-t на общата пълнота

C m - набор от пълнота на рамката на средната част на кораба

C d - набор от пълнота на DP

C y - набор от повдигане на руля

η - коефициент на задвижване

λ 11 - коефициент на добавена маса

α е ъгълът на завой на кораба, град

β е ъгълът на дрейфа на съда върху циркулацията, град

δ r – ъгъл на руля, град

θ – ъгъл на накланяне, град

ψ - ъгъл на подрязване, град

l p - дължина на лопатката на кормилото, m

h p – височина на перото на кормилото, m

λ p - относително удължение на перото на руля

И r - площта на перото на кормилото, m 2

A d - площта на потопената част на DP на кораба, m 2

A m - площта на потопената част на рамката на средната част на кораба, m 2

D в - диаметър на витлото, m

H in - стъпка на винта, m

n 0 - скорост на шнека, 1/s

N i е показаната мощност на главния двигател, к.с.

N e - ефективна мощност, к.с

M w - момент на акостиране

Р зх - винтов ограничител на швартовите въжета на заден ход, tf

T 1 - време на първия период, s

T 2 - време на втория период, s

T r - времето за реакция на кораба към смяна на руля, s

T c - период на обръщение, s

D 0 - диаметър на постоянната циркулация, m

D t - тактически диаметър на циркулация, m

D c - диаметър на циркулацията на задния край на кораба, m

l 1 - разширение, m

l 2 - изместване напред, m

ΔS – ширина на лентата за движение, m

S 0 - инерционна константа, m

S t - спирачен път с активно спиране, m

t t - време на активно спиране, s

S p - спирачен път по време на пасивно спиране, m

t p - време на пасивно спиране, s

S p - начин на разпръскване на съда, m

t p - време за ускорение на кораба, мин

g - ускорение на свободно падане, m / s 2

3. Задача за раздела "Определяне на елементите на циркулацията на кораба"

Всички циркулационни елементи се определят за две водоизмествания на кораба (натоварен и в баласт) от пълна скорост напред с положение на кормилото „на борда“ (35 °) и „полуборд“ (15 °).

Резултатите от изчислението се обобщават в таблица и от тях се построява циркулационна крива за две водоизмествания и две смени на руля.

3.1 Метод за изчисляване на циркулационни елементи

Диаметърът на постоянната циркулация, с някои допускания, се изчислява с помощта на емпиричната формула на Шенчер.

където K 1 е емпиричен коефициент в зависимост от отношението;

.

Таблица на стойностите на коефициента K 1

	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,13	0,14	0,15
К 1	1,41	1,10	0,85	0,67	0,55	0,46	0,40	0,37	0,36	0,35	0,34

Площта на перото на кормилото се определя по формулата:

където A е емпиричен коефициент, определен по формулата:

Коефициентът на повдигане на руля C y може да се намери по формулата:

,

(предполага се, че приема).

Диаметърът на тактическата циркулация може да се определи по формулите:

- в карго: ;

– в баласт: ,

където D t е тактическият диаметър на циркулацията, когато кормилото е изместено „на борда“.

Зависимостта на тактическия циркулационен диаметър от ъгъла на руля се изразява по формулата:

.

Удължаването и изместването напред се изчисляват по формулите:

,

,

където K 2 е емпиричен коефициент, определен по формулата:

,

където е относителната площ на перото на кормилото, изразена като процент от площта на потопената част на DP:

.

Ъгълът на подрязване се определя по формулата:

.

Диаметърът на циркулацията на задния край на кораба може да се определи по формулата:

,

Скоростта на транслация при постоянна циркулация се определя по приблизителните формули:

при преместване на руля "на борда";

при преместване на кормилото "полупансион"

Периодът на постоянна циркулация се определя по формулата:

Ширината на лентата за движение на кораба върху циркулацията се определя по формулата:

3.2 Методика за изграждане на циркулацията на кораба

Кривата на еволюционния период на циркулация може да бъде изградена от дъги от окръжности с променливи радиуси. След завъртане на съда на ъгъл от 180° радиусът на завъртане се приема за постоянен.

Стойността на радиуса на циркулацията постоянно намалява от най-голямата стойност в началото на завоя до стойността на завоя на радиуса на постоянната циркулация.

Относителните стойности на радиусите на нестабилна циркулация в зависимост от ъгъла на завъртане на кораба и ъгъла на руля са показани в таблицата:

Таблица със стойности R n / R c

където R n е радиусът на нестационарната циркулация;

R 0 е радиусът на стационарната циркулация.

Редът на циркулация на сградата:

1. Начертаваме линията на първоначалния курс и нанасяме върху нея в избрания мащаб сегмента от пътя на кораба, изминат през периода на маневриране:

2. Изчислете средния радиус на завиване на съда под ъгъл 10° по таблицата. За да направите това, например, ние избираме от таблицата съотношението на радиусите R n /R c при ъгли на въртене от 5 ° и 10 ° при p = 35. Тези стойности ще бъдат равни на 4,4 и 3,2.

След това изчисляваме средните радиуси на завиване на съда в интервали от 10° до 30° и т.н.

3. Построяваме (апроксимираме) кривата на циркулацията на кораба от поредица от дъги от окръжности с различни радиуси до ъгъла на завъртане на 180°.

4. След като построихме кривата на циркулацията в еволюционния период, завършваме конструкцията, като описваме окръжността с радиуса на стационарната циркулация до ъгъла на завъртане на 360° (фиг. 1)

Ориз. 1. Схема за изграждане на циркулацията на кораба

4. Задача за раздела "Определяне на инерционните характеристики на съда"

Инерционните характеристики трябва да бъдат изчислени по време на маневрите SPKh-PZKh, SPKh-PZKh, SPKh-PZKh, PPKh-STOP, SPKh-STOP, SPKh-STOP, ускорение от позиция STOP-PZKh.

Изброените характеристики са представени под формата на графики за водоизместванията на кораба в товар и в баласт. Резултатите от изчислението са обобщени в таблицата:

товари			баласт
PPH	SPH	MPH	PPH	SPH	MPH
A m, m 2	xxx	xxx	xxx	xxx
R0, t	xxx	xxx	xxx	xxx
S 1 , m
V2, m/s
М 1, т	xxx	xxx	xxx	xxx
S2, m
M w	xxx	xxx	xxx	xxx	xxx
R zx, t	xxx	xxx	xxx	xxx	xxx
S 3 , m
Т 3, s
S t, s
t t, s
T cf, s
S sv, m
СЪС	xxx	xxx	xxx	xxx
T r, мин.	xxx	xxx	xxx	xxx
S p, kb.	xxx	xxx	xxx	xxx

4.1 Методика за определяне на инерционните характеристики на кораба

4.1.1 Активно спиране

Активното спиране се изчислява в три периода.

Изчислението се извършва, докато корабът спре напълно (V до = 0).

Приеми , .

Определяме съпротивлението на водата при движението на плавателния съд при пълна скорост, използвайки формулата на Рабинович:

,

Където .

Инерционна константа:

където m 1 е масата на кораба, като се вземе предвид добавената маса:

Обратна винтова тяга:

,

Където ;

N e \u003d η ∙ N i;

η може да се определи от формулата на Емерсън:

.

Пътят, изминат през първия период:

S 1 \u003d V n ∙ T 1

Скорост на плавателния съд в края на втория период:

.

Разстоянието, изминато от кораба през втория период:

Пътят, изминат от кораба през третия период:

.

Време за трети период:

Общо разстояние и време за спиране:

S t \u003d S 1 + S 2 + S 3

t t \u003d t 1 + t 2 + t 3

4.1.2 Пасивно спиране

Изчислението се извършва до скорост V k \u003d 0,2 ∙ V 0.

Определете времето за пасивно спиране:

,

4.2 Ускорение на плавателния съд

Изчисляването на плавателния съд се извършва до скорост V k \u003d 0,9 ∙ V 0

Определяме пътя и времето за ускорение според емпиричната формула:

S p \u003d 1,66 ∙ C

където C е коефициентът на инерция, определен от израза:

,

където V до, възли;

5. Изчисляване на допълнителни данни за таблицата на маневрените елементи

5.1 Увеличаване на газенето в плитки води

Големината на увеличението на газенето на кораба в плитки води може да се изчисли с помощта на формулите на Института по хидрология и хидромеханика на Украйна (формула на G.I. Sukhomel), модифицирана от A.P. Ковальов:

при

където е отношението на дълбочината на морето към средното газене;

k е коефициент, зависещ от отношението на дължината към ширината на съда.

Таблица за k дефиниции:

Резултатите от изчислението са представени под формата на графика на зависимостта d до = f (V) при отношение h / d = 1,4 и A до /A m = 4; 6; 8.

5.2 Увеличаване на газенето на кораба поради крен

Увеличаването на газенето при различни ъгли на наклона се изчислява по формулата:

Резултатите от изчисленията са представени в табличен вид за ъгли на накланяне до 10º.

5.3 Определяне на допустимата дълбочина за вятърни вълни

Границата на дълбочината на вълната се определя в съответствие с Приложение 3 на RShS-89 за височина на вълната до 4 метра и е представена в таблична форма.

5.4 Маневра на човек зад борда

Един от видовете маневри на кораба "Човек зад борда" е завой с достъп до контракурса. Изпълнението на тази маневра зависи от избора на ъгъла на отклонение на кораба от първоначалния курс (α). Стойността на ъгъла α се определя по формулата:

където T p е времето за преместване на кормилото от една страна на друга (T p = 30 s);

V cf е средната скорост на циркулация, определена от израза:

Изграждането на маневрената схема се извършва съгласно данните за циркулацията, изчислени в раздел 3.

Литература

1. Войткунски Я.И. и др. Справочник по теория на кораба. - Л .: Корабостроене, 1983.

2. Демин С.И. Приблизително аналитично определение на елементите на корабната циркулация. - ЦБНТИ ФПП, експресна информация, серия "Навигация и комуникация", кн. 7 (162), 1983, p. 14–18.

3. Знамеровски В.П. Теоретични основи на управлението на кораба. - L .: Издателство LVIMU, 1974 г.

4. Карапузов А.И. Резултати от пълномащабни изпитания и изчисляване на маневрените елементи на плавателния съд тип "Прометей". сб. Безопасност на корабоплаването и риболова, кн. 79. - Л .: Транспорт, 1987.

5. Мастушкин Ю.М. Обработка на риболовни кораби. - М .: Лека и хранителна промишленост, 1981.

7. Наръчник на капитана (под общата редакция на Khabur B.P.). - М .: Транспорт, 1973.

8. Корабни устройства (под общата редакция на Александров M.N.): Учебник. - Л .: Корабостроене, 1988.

9. Цурбан А.И. Определяне на маневрените елементи на кораба. - М.: Транспорт, 1977.

10. Управление на кораба и неговата техническа експлоатация (под общата редакция на Щетинина А.И.). – М.: Транспорт, 1982.

11. Управление на кораби и конвои (Соларев Н.Ф. и др.). - М.: Транспорт, 1983.

12. Управление на кораби с голяма вместимост (Udalov V.I., Massanyuk I.F., Matevosyan V.G., Olshamovsky S.B.). – М.: Транспорт, 1986.

13. Ковальов А.П. Към въпроса за "потъването" на плавателния съд в плитки води и в канала. Експресна информация, поредица за безопасност на навигацията, брой 5, 1934 г. – М.: Мортехинформреклама.

14. Гире И.В. и др.Изпитване на мореходните качества на корабите. - Л .: Корабостроене, 1977.

15. Олшамовски С.Б., Миронов А.В., Маричев И.В. Подобряване на маневрирането на кораби с голяма вместимост. Експресна информация, поредица „Навигационни комуникации и безопасност на корабоплаването”, бр. 11 (240). – М.: Мортехинформреклама, 1990.

16. Експериментално и теоретично определяне на маневрените елементи на НМП съдове за съставяне на формуляри на маневрени характеристики. Доклад за НИРД UDC. 629.12.072/076. - Новоросийск, 1989.

Пъргавината на плавателния съд означава способността му да променя посоката на движение под въздействието на кормилото (органите за управление) и да се движи по траекторията на тази кривина. Движението на кораба с руля се измества по криволинейна траектория, наречена. тираж. (Различните точки от корпуса на кораба по време на циркулация се движат по различни траектории, следователно, освен ако не е посочено друго, траекторията на кораба - означава траекторията на неговия CG.)

При такова движение носът на кораба (фиг. 1) се насочва вътре в циркулацията и се нарича ъгъл a 0 между допирателната към траекторията на CG и диаметралната равнина (DP). ъгъл на дрейфа при циркулация.

Центърът на кривината на даден участък от траекторията се нарича. циркулационен център (CC) и разстоянието от CC до CC (точка O) - радиус на циркулация.

На фиг. 1 показва, че различни точки по дължината на кораба се движат по траектории с различни радиуси на кривина с общ CC и имат различни ъгли на дрейфа. За точка, разположена в задния край, радиусът на циркулация и ъгълът на дрейфа са максимални. На DPкорабът има специална точка - завъртете стълб(RP), където ъгълът на дрейфа е равен на нула. Позицията на RP, определена от перпендикуляра, спуснат от CC към DP, се измества от CG по DP напред с приблизително 0,4 от дължината на кораба; големината на такова изместване на различните кораби варира в малки граници. За точки от DP, разположени на противоположните страни на SP, ъглите на дрейфа имат противоположни знаци. Ъгловата скорост на кораба в процеса на циркулация първо се увеличава бързо, достига максимум и след това, когато точката на приложение на силата Y o се измества към кърмата, тя леко намалява. Когато моментите на силите P y и Y o се балансират взаимно, ъгловата скорост придобива постоянна стойност.

Циркулацията на кораба се разделя на три периода: маневриране, равно на времето за смяна на руля; еволюционен - ​​от момента на завършване на смяната на кормилото до момента, в който линейните и ъглови скорости на кораба придобият стабилни стойности; установени - от края на еволюционния период и докато воланът остане в изместено положение. Елементите, които характеризират типичната циркулация са (фиг. 2):

Разширение l 1 - разстоянието, което CG на кораба се движи по посока на първоначалния курс от момента на преместване на руля до промяна на курса с 90 °;

Директно отместване l 2 - разстоянието от линията на първоначалния курс до CG на кораба в момента, когато курсът му се промени с 90 °;

Обратно изместване l 3 - разстоянието, на което под въздействието на страничната сила на кормилото CG на кораба се измества от линията на първоначалния курс в посока, обратна на посоката на въртене;

Тактически диаметър на циркулация D T - най-късото разстояние между DP на кораба в началото на завоя и неговото положение в момента на промяна на курса с 180 °;

Диаметър на постоянна циркулация D set - разстоянието между позициите на DP на кораба за два последователни курса, които се различават на 180 °, с равномерно движение.

Невъзможно е да се определи ясна граница между еволюционния период и установената циркулация, тъй като промяната в елементите на движението постепенно изчезва. Условно можем да приемем, че след завъртане на 160-180° движението придобива характер, близък до стационарния. По този начин практическото маневриране на кораба винаги се извършва в нестабилен режим.

По-удобно е циркулационните елементи по време на маневриране да се изразят в безразмерна форма - в дължини на корпуса:

в тази форма е по-лесно да се сравнява пъргавината на различните кораби. Колкото по-малко е безразмерното количество, толкова по-добра е гъвкавостта.

Циркулационните елементи на конвенционален транспортен съд за даден ъгъл на руля са практически независими от началната скорост в стационарно състояние на двигателя. Въпреки това, ако скоростта на витлото се увеличи при превключване на руля, корабът ще направи по-стръмен завой. , отколкото при непроменен режим на главния двигател (МЕ).

Приложени са два чертежа.