Влияние значений параметров корпуса и руля судна на управляемость судна.
На управляемость судна оказывают влияние параметры корпуса, к которым в первую очередь относятся: отношение длины к ширине L/B, коэффициент обшей полноты 6, дифферент, а также форма кормовой оконечности, характеризуемая площадью кормового подзора (площадь подреза кормы) fк.Площадь fк ограничивается кормовым перпендикуляром, линией киля (базовой линией) иконтуром кормы. В качестве критерия подреза кормы можно использовать коэффициент sк;
,
где d— средняя осадка, м.
Параметр sк является коэффициентом полноты площади ДП.
К параметрам руля, существенно влияющим на управляемость, относятся его площадь, форма и размещение.
Форма руля характеризуется его относительным удлинением, определяемым по формуле,
,
где h— высота руля по баллеру, м;
Sp— площадь пера руля, м2.
Рассмотрим отдельно влияние каждого из перечисленных параметров на управляемость.
Отношение L/B. Увеличение отношения L/B приводит к росту сопротивления поперечному перемещению (росту поперечной гидродинамической силы Rv), что приводит к уменьшению угла дрейфа на циркуляции и, следовательно, к сохранению высокой линейной скорости, так как лобовое сопротивление при малых углах дрейфа возрастает незначительно. Кроме того, возрастает демпфирующее влияние гидродинамического момента mr, входящего в третье уравнение системы, что приводит к уменьшению угловой скорости w) (скорости изменения курса). Таким образом, суда с относительно большем отношением L/B обладают худшей поворотливостью и лучшей устойчивостью на курсе.
Коэффициент d. Увеличение d приводит к уменьшению силы Ry и уменьшению демпфирующего момента mr, а следовательно, к улучшению поворотливости и ухудшению устойчивости на курсе.
Дифферент. Увеличение дифферента на корму приводит к смещению ЦБС от миделя в сторону кормы, поэтому возрастает устойчивость на курсе и ухудшается поворотливость. С другой стороны, дифферент на нос резко ухудшает устойчивость на курсе — судно становится рыскливым, что усложняет маневрирование в стесненных условиях.
Рис. 2.6. К определению площади кормового подреза:
а—корма с подвесным или полуподвесным рулем; б — корма с рулем за рудерпостом
Коэффициент sк. Суда с большим sк (малая площадь кормового подреза fk) обладают худшей поворотливостью и лучшей устойчивостью на курсе.
Площадь руля Sp. Увеличение Sp увеличивает поперечную силу руля Pру, но в то же время возрастает и демпфирующее действие руля. Практически получается, что увеличение площади руля приводит к улучшению поворотливости лишь при больших углах перекладки.
Относительное удлинение руля lр. Увеличение lр при неизменной его площади Sp приводит к возрастанию поперечной силы руля, что приводит к некоторому улучшению поворотливости.
Расположение руля. Если руль расположен в винтовой струе, то скорость натекания воды на руль возрастает за счет дополнительной скорости потока, вызванной винтом, что обеспечивает значительное улучшение поворотливости. Этот эффект особенно проявляется на одновинтовых судах в режиме разгона, а по мере приближения скорости к установившемуся значению уменьшается.
На двухвинтовых судах руль, расположенный в ДП, обладает относительно малой эффективностью. Если же на таких судах установлены два пера руля за каждым из винтов, то поворотливость резко возрастает.