Силы и моменты, действующие на судно при его движении

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 72Следующая ⇒

При рассмотрении движения судна используется связанная с центром тяжести судна прямоугольная система координат XYZ. Положительное направление осей: Х - в нос; Y - в сторону правого борта; Z - вниз.

Все силы, действующие на судно, разделяются на три группы: движущие, внешние и реактивные.

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

Квнешним силам относятся силы давления ветра, волнения моря, течения.

Креактивным 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 являются гидродинамическими силами.

При анализе сил, действующих на судно, оно рассматривается как вертикальное крыло симметричного профиля относительно диаметральной плоскости (ДП). Применительно к судну, основные свойства крыла формулируются следующим образом:

если судно перемещается прямолинейно в потоке воды или воздуха под некоторым углом атаки, то помимосилы лобового сопротивления, направленной противоположно движению, возникаетподъемная сила, направленная перпендикулярно набегающему потоку. В результате равнодействующая этих сил не совпадает с направлением потока. Величина равнодействующей сил пропорциональна углу атаки и квадрату скорости набегающего потока;

* точка приложения равнодействующей силы смещена по ДП от центра площади крыла навстречу потоку. Величина этого смещения тем больше, чем острее угол атаки. При углах атаки близких к 90 градусам, точка приложения равнодействующей силы совпадает с центром парусности (для надводной части судна) и центром бокового сопротивления (для подводной части);

* применительно к подводной части корпуса судна: угол атаки является углом дрейфа, а для надводной части - курсовым углом (КУ) кажущегося ветра;

* центр бокового сопротивления обычно совпадает с центром тяжести судна, а положение центра парусности зависит от расположения надстроек.

Силы, действующие на судно при прямолинейном движении

При отсутствии ветра и прямом положении руля первое дифференциальное уравнение движения судна можно представить в виде:

где Мх - масса судна с учетом присоединенной массы воды.

Равномерное движение: ускорений нет, поэтому инерционная сила Мх dV/dt=0. На судно действуют две равные и противоположно направленные силы: сила сопротивления воды и сила тяги винта.

При изменении силы тяги винта нарушается равенство сил тяги винта и сопротивления движения судна; это вызывает появление инерционных сил, появляется ускорение и судно начинает двигаться ускоренно или замедленно. Инерционные силы направлены против ускорения, т.е. препятствуют изменению скорости движения.

При увеличении силы тягина судно действует 3 силы: сила тяги винта - вперед, сила сопротивления - назад, сила инерции - назад.

При уменьшении силы тяги:сила тяги - вперед; сила сопротивления - назад; сила инерции - вперед

При маневре стоп: сила сопротивления - назад; сила инерции - вперед;

При реверсе: а) до остановки судна: сила сопротивления - назад; сила тяги - назад; сила инерции - вперед.

б) после остановки и начала движения назад: сила сопротивления - вперед; сила тяги - назад; сила инерции - вперед.

Примечание: вперед - направление к носу судна; назад - направление к корме судна.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2018-05-10; просмотров: 453.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...