Силы, действующие на судно при циркуляции.

Силы, действующие в маневренный период циркуляции. Руль судна рассматривается как вертикальное крыло симметричного профиля. Поэтому при его перекладке возникает подъемная сила – боковая сила руля Р р.

   

Приложим к центру тяжести две равные силыР ру и противоположные силы Р’ py и Р’’ ру. Эти две силы взаимно компенсируются, т. е. не оказывают влияние на корпус судна. Тогда на судно действуют следующие силы и моменты:

- сила лобового сопротивления руля Р рх – уменьшает скорость судна;

- момент сил Р ру, Р’’ ру – разворачивают судно в сторону перекладки руля;

- сила Р’ ру – перемещает центр тяжести в сторону, обратную повороту.

Силы, действующие на судно в эволюционный период циркуляции. Разворот судна под действием сил Р ру и Р’’ ру приводит к появлению угла дрейфа.

 

Корпус судна начинает работать как крыло. Появляется подъемная сила - гидродинамическая сила R. Приложим к ЦТ судна две равные силы R у и противоположно направленные силы R ’ y и R ’’ y. Тогда дополнительно к силам и моментам, действующим в маневренном режиме циркуляции появляются:

- сила лобового сопротивления R x– еще больше уменьшает скорость судна;

- момент сил R ’ y и R ’ y – способствует развороту, угловая скорость поворота увеличивается;

- сила R ’’ y – компенсирует силу Р’ ру и траектория движения судна искривляется в строну поворота.

Силы, действующие в установившийся период циркуляции. Как только судно начало движение по криволинейной траектории появляется центробежная сила R ц. Каждая точка по длине судна описывает относительно общего центраО свою траекторию.

При этом каждая точка имеет свой угол дрейфа, значения которого возрастают по мере удаления в сторону кормы. В соответствии со свойством крыла, точка приложения гидродинамической силы R смещается в корму за центр тяжести судна. в результате:

- сила Р цх - уменьшает скорость судна;

- сила Р цу – препятствует изменению радиуса циркуляции;

- момент, создаваемый гидродинамической силой R у – препятствует увеличению угловой скорости поворота;

- все параметры циркуляции стремятся к своим установившимся значениям.

При волнении моря и сильном ветре, когда волна ударяет в борт стороны поворота – скорость поворота замедляется. Тоже самое происходит, когда ветер дует в борт стороны поворота. В этом случае время и радиус циркуляции увеличивается, а скорость циркуляции и судна уменьшается. Когда ветер и волна дует и ударяет в борт противоположный стороне поворота, то время и радиус циркуляции уменьшается, скорость циркуляции и судна увеличивается.  

  21. Виды качки судна.

Качкой судна называются колебательные движения, совершаемые судном относительно положения равновесия. В основном качка возникает под действием гидродинамических сил, обусловленных возмущающим эффектом ветрового волнения.

Выделяют следующие виды реакции судна на качку (волнение):

- колебательные движения корпуса судна во всех шести степенях свободы;

- меняющиеся с частотой волнения напряжения элементов корпуса, ударные нагрузки;

- вибрации корпуса и его элементов;

- изменения, вытекающие постоянный характер (снижение скорости хода, увеличение нагрузки на двигатель, дрейф и т.д.);

- неблагоприятные явления, такие как слеминг ( слеминг (днищевой) возникает в процессе продольной качки при оголении носовой оконечности и последующем соударении с волной, большие динамические нагрузки могут привести к серьезным повреждениям конструкций корпуса и оборудования ), заливание, оголение винта, брочинг и т. д.

Виды качки. Вызываемая волнением качка судна подразделяется на шесть видов:

1. бортовая ( Roll ) – вращательное колебания около продольной оси, лежащий в диаметральной плоскости судна (попеременный крен на правый и левый борт);

2. килевая ( Pitch ) – вращательное колебание около поперечной оси судна, параллельной плоскости мидель шпангоута (дифферент судна то на нос, то на корму);

3. вертикальная ( Heave ) – колебания вдоль вертикальной оси судна;

4. продольно – горизонтальная   ( Surge ) – колебания вдоль продольной оси судна;

5. поперечно – горизонтальная   ( Sway ) – колебания вдоль поперечной оси;

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: