I7. Взаимодействие корпуса, гребного винта и средств управления (СУ) при торможении судна. Периоды пассивного и активного торможения судов с ВРШ и ВФШ

Взаимодействие корпуса, винта и руля судна на режиме ревер­са определяется механизмом осуществления данного маневра и для судов, оборудованных различными типами движителей, имеет принци­пиальные отличия. Для судна, оборудованного ВФШ (винтом фикси­рованного шага) с малооборотным дизелем и системой ДАУ, реверс осуществляется следующим образом. Судоводитель осуществляет пе­рекладку ДАУ, в результате чего система автоматики отключает по­дачу топлива. В этот период (10-15 с) судно продолжает двига­ться вперед и режим взаимодействия ДРК (движительно-рулевого комплекса) с корпусом судна соответствует нормальному передне­му ходу. После прекращения подачи топлива частота вращения греб­ного вала начинает падать за счет сопротивления винта и вращаю­щихся элементов двигателя. После достижения критической частоты ( 30-40% от первоначальной) автоматически или судоводителем, в зависимости от типа ДАУ, осуществляется подача контрвоздуха для торможения дизеля. После остановки дизеля начинается раскрутка его пусковым воздухом на задний ход. Таким образом, реверс суд­на, оборудованного ВФШ и дизелем, имеет четыре периода. Реверс судна, оборудованного ВРШ (винтом регулируемого шага) осуществ­ляется путем перекладки лопастей винта на задний ход без изме­нения направления вращения. Лопасти перекладываются за 15-20 с в зависимости от типа системы управления. После этого на­чинается период активного торможения. В результате реверс судна с ВРШ имеет три периода.

В зависимости от того, в каком периоде находится процесс реверса взаимодействие ДРК с корпусом судна осуществляется по-разному. Так, до начала активного торможения природа явления засасывания приблизительно соответствует нормальному переднему ходу и его можно принять неизменным. После начала активного торможения (четвертый период у судна с ВФШ и третий период у судна с ВРШ) поток от винта воздействует в сторону корпуса и, достигая его, образует повышенное давление, сменяя тем самым направление силы засасывания. Попутный поток слегка уменьшается в процессе активного торможения, однако это явление незначитель­но.

Руль судна в течение трех периодов у судна с ВФШ и двух пе­риодов у судна с ВРШ находится в потоке винта, однако скорость его обтекания уменьшается по мере перехода к активному торможе­нию, что снижает эффективность руля по сравнению с нормальным движением передним ходом. После достижения периода активного торможения поток винта меняет свое направление, изолируя руль от набегающего потока за счет движения судна,

делая его практи­чески неэффективным. При этом после достижения кормовой

оконеч­ности струя винта воздействует на корпус судна, образуя вслед­ствие неравномерности его обтекания помимо повышения давления еще и поперечную нагрузку на кормовой оконечности (см. рис.).

Нужно запомнить следующее правило. Судно с ВФШ ( исходного пра­вого направления вращения) будет отклоняться вправо вследствие того, что нагрузка от винтовой струи будет отклонять корму вле­во. Судно с ВРШ правого вращения будет отклоняться влево вслед­ствие того, что нагрузка от винтовой струи стремится отклонить корму вправо

Траектория движения может быть определена из следующей системы дифференциальных уравнений:

,

где lii — присоединенные массы, m - масса судна,

Х,Y,M - проекции продольных и поперечных аэрогидродинамичес­ких сил и моментов, а также сил и моментов от дейст­вия ДРК и дополнительных нагрузок на корпусе судна.

Упрощенно дифференциальные уравнения выглядят следующим

образом.

Первого периода у судов с ВФШ и BPШ:

второго и третьего периода судов с ВФШи второго периода судов с ВРШ:

Четвертого периода судов с ВФШ и третьего периода судов с ВРШ

k₁(1- t) r n² D⁴ ; M_c= k₂(1-t) ) r n² D⁵

k₁=f₁ (l_r ) ; k₂=f₂(l_r ); l_r= ,

где - коэффициент попутного потока; t - коэффициент засасываний;

R(V) - сопротивление корпуса; n - частота вращения винта; D - диаметр винта; r - плотность воды; k₁, k₂ - коэффициент упора, коэффициент момента; l_r - относительная поступь винта.

m₁ = m + l₁₁ .