Прямолинейногодвижениясуднаприветре

Влияниеветранауправляемостьсудном

Действиеветрананадводнуючастьсуднаможносвестикдействиюаэродинамическойсилы,точкаприложениякоторойназывается«центромветровогодавления».Какправило,оннесовпадаетсцентроммасссудна.Вследствиеэтогообразуетсямоментаэродинамическойсилыотносительноначалаподвижнойсистемыкоординат ,вызывающийповышеннуюрыскливостьсудна.

Приэтомразныесудапо-разномуреагируютнадействиеветра.Однисудапринепереложенныхорганахуправлениястремятсяразвернутьсяносовойчастьюповетру.Вэтомслучаеговорят,чтосудноуваливаетсяповетру.Дляпредупреждениятакогозарыскиваниярулевыеорганыперекладываютнанаветренныйборт .Другиесудаподдействиемветрастремятсяразвернутьсяносовойчастьюнаветер.Такоесудноназываютприводящимсякветру.Дляудержанияегонакурсерулевыеорганыперекладываютнаподветренныйборт(рис.1.1) .

Рис.1.1. Увальчивость судов при ветре

Возможно,чтопримаксимальномуглеперекладкирулевыхоргановсудноподдействиемветраневсостояниидвигатьсязаданнымкурсом.Вэтомслучаеговорят,чтосуднопотерялоуправляемость.

Решениебольшинствазадачодвижениисуднавусловияхветрасводитсякотысканиюусловий,прикоторыхможетнаступитьпотеряуправляемости.Опытэксплуатациипоказывает,чтовусловияхветранаиболеесложноудержатьсуднонапрямолинейнойтраектории.Рассмотримпрямолинейноедвижениесуднапридействииветра.

Схематизацияиматематическаямодель

прямолинейногодвижениясуднаприветре

Предположим,чтосуднодвигалосьравномерноипрямолинейнососкоростью инанегоподействовалветер,например,состороныправогоборта (рис.1.2).На надводную часть судна будет действовать воздушный поток со скоростью, равной по величине скорости судна и направленный в противоположном направлении. Чтобы сохранить первоначальное направление движения необходимо путем перекладки рулевых органов ввести поправку к курсу.

Рис.1.2. К определению истинного и кажущегося ветра

Насамосудноприего движениибудетдействоватьтакназываемыйкажущийсяветер ,которыйпредставляетсобойсуммудвухвекторов–вектораистинноговетра ивектораскоростисудна ,обусловленногодвижениемсудна:

.

(1.1)

Векторкажущегосяветра,помимоскорости,характеризуетсякурсовымуглом ,т.е.угломмеждуносовойчастьюДПикажущимсянаправлениемветра(см. рис.1.2).Занаправлениеветрапринимаетсято,откудадуетветер(ветердует«вкомпас»).

Курсовыеуглыветраизмеряютсяот0до180градусоввправоивлевоотДП (курсовыеуглыправогоилилевогоборта).

Геометрическийсмыслформулы(1.1)характеризуетсявекторнымтреугольником(см. рис.1.2,а,б,в).Изрисункавидно,чтоподвлияниемдвижениясуднавпередсоскоростью курсовойуголкажущегосяветрабудетвсегдаменьшеистинного.

Вполнеочевидно,чтонастоянкепонятияистинногоикажущеговетрасовпадают( ).Находуихразницапрямозависитотскоростисудна .

Наприведеннойсхемесил (рис.1.3),действующихнасудноприпрямолинейномдвижениивусловияхветра, видно, что если , то судно уваливается по ветру. Если же , то судно приводится к ветру. В первом случае для удержания на курсе рулевой орган перекладывают на наветренный борт,во втором – на подветренный.

.

Рис.1.3. Схема сил, действующих на судно при прямолинейном движении в условиях ветра

Привстречно-боковыхветрахскоростьдвиженияснижается.Попутныеипопутно-боковыеветра,казалосьбы,должныувеличиватьскоростьдвижения,однаковэтомслучаеупорвинтакомпенсируетсяувеличениемпродольныхсоставляющихгидро-иаэродинамическихусилийнакорпусе,чтопоройтакжеприводиткснижениюскорости.Крометого,припопутныхветрахповышаетсярыскливостьсудна.