При которой возможен маневр «Удержание на месте»

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