Управляемость судна на мелководье

Влияние мелководья на управляемость судна проявляется в снижении эффективности пера руля. Происходит это по следующим причинам. Как уже говорилось, движущееся судно имеет перепад давлений вдоль корпуса. В результате этого уровень воды в средней части пониженный, а в районе форштевня и ахтерштевня - повышенный. Перепад уровней воды в кормовой оконечности приводит к тому, что вода, перетекая от повышенного уровня к пониженному, образует попутный поток, скорость которого зависит от величины перепада уровней воды. При движении судна на мелководье перепад давлений (и как следствие - уровней воды) увеличивается по мере приближения скорости судна к ее критическому значению V _кр .

Вращающий момент, создаваемый пером руля, при всех прочих равных условиях зависит от скорости набегающего потока. Увеличение скорости попутного потока при выходе судна на мелководье снижает скорость набегающего на перо руля потока и, как следствие, снижает эффективность рулевого устройства.

Другим фактором, влияющим на управляемость, является то, что при выходе судна на мелководье для сохранения прежней скорости требуются большие энергетические затраты, чем на глубокой воде. Эта дополнительная энергия расходуется на то, что в процесс волнообразования вовлекаются дополнительные массы воды. Таким образом происходит увеличение кинетической энергии движущейся вместе с судном воды, а следовательно, и кинетической энергии системы “судно плюс присоединенные массы воды”.

Увеличение инерционности судна при падении эффективности пера руля приводит к ухудшению маневренных и тормозных характеристик судна.

Увеличение радиуса установившейся циркуляции на мелководье можно приблизительно определить из выражения [9]:

(21)

где R _оо - радиус установившейся циркуляции на глубокой воде.

Конечно, выражение (21) имеет больше информативное значение, чем практическое, т.к. обычно требуется информация об эволюционном периоде циркуляции. Однако, оценив величину изменения радиуса установившейся циркуляции, можно приближенно оценить и степень изменения эволюционного участка циркуляции.

При движении судна в узкости наблюдаются те же явления в поведении судна, что и на мелководье с неограниченной акваторией, только проявляется все это в более резкой форме.

Кроме вышеуказанных явлений мелководье оказывает существенное влияние на маневренные характеристики судна, а, значит, требует учета воздействия мелководья и стенок канала на управляемость судна. В общем случае мелководье и узкость оказывают следующие воздействия:

а) Увеличивает диаметр циркуляции до 30% по сравнению с глубокой водой при H/d= 1,5, новый диаметр циркуляции Д΄_ц =1,3Д_ц

При этом также может изменяться кривая циркуляции за счет воздействия гидродинамических сил от стенок канала и отмелей.

б) Мелководье и узкость увеличивают тормозной путь при пассивном торможении за счет присоединенной массы воды к корпусу судна, а при активном торможении - за счет ухудшения пропульсивных характеристик винта на заднем ходу от мелководья.

в) Возникает явление отталкивания носа от мели и притяжение кормы к мелководью.

г) На заднем ходу, когда участок отмели находится слева, то поток воды создает давление, уклоняющее корму с ВФШ вправо, вместо обычного ее отклонения влево на свободной воде.

Для эффективного учета влияния мелководья в современной информации судна о его маневренных элементах, а также в таблице маневренных элементов судна, приводятся таблицы или графики уменьшения осадки судна или запаса воды под килем на мелководье [8, 9, 26, 31]. При этом обязательно необходимо учитывать увеличение осадки судна, не только за счет гидродинамического воздействия мелководья, но от крена судна, а также волн определенной длины.

При управлении судном на мелководье и в узкости обязательно учитывать изменение управляемости за счет изменения сил воздействующих на судно приводящих к увеличению сопротивления и уменьшению скорости. На мелководье необходимо учитывать изменения управляемости от воздействия гидродинамических сил, стенок канала, как с обеих сторон, так и с одной стороны. Особенно при скоростях близких к V_к, когда воздействие этих сил максимального.

Поиск по сайту: