5.8 Паспортная диаграмма судна оборудованного винтом фиксированного шага

При решении многих судоводительских задач используют так называемую паспортную диаграмму (рис. 5.16). Паспортная диаграмма представляет собой совокупность согласованных между собой кривых, изображающих динамические характеристики винта, корпуса и двигателя и состоит из двух графиков, расположенных друг над другом.

Характеристики винта (с учетом влияния корпуса) представлены семейством кривых при постоянных значениях частоты вращения винта n. На верхнем графике - зависимость полезной тяги гребного винта Ре(n,v) - (кривые 1), на нижнем графике - зависимости потребляемой гребным винтом мощности Ne(n,v) - (кривые 2).

На верхнем графике наносят кривую 3 буксировочного сопротивления чистого корпуса R, а также кривые 4 полного сопротивления судна с учетом обрастания корпуса, при движении в условиях ветра и волнения или с учетом сопротивления трала R_тр (кривая 5). На нижнем графике вычерчивают верхнюю ограничительную характеристику двигателя Ne(n) - (кривая 6). При переносе точки пересечения кривых на соответствующие кривые верхней части диаграммы, получается кривая 7 располагаемой полезной тяги винта, ординаты которой дают максимальные значения тяги, достижимые при данном винте и двигателе. Вычитая ординаты этой кривой ординаты кривой сопротивления судна в соответствующих условиях плавания, можно получить кривую 8 располагаемой тяги на гаке Т(v).

Рисунок 5.16 − Паспортная диаграмма судна

С помощью паспортных диаграмм можно определить:

- соответствие винта двигателю – по расположению точки пересечения кривых требуемой мощности и верхней ограничительной характеристики двигателя или кривых располагаемой полезной тяги винта и буксировочного сопротивления. Если эта точка лежит на кривой номинальной частоты вращения, то винт при данном режиме плавания соответствует двигателю. При легком винте она будет находится за кривой номинальной частоты вращения, при тяжелом – перед этой кривой;

- полную скорость судна – по точке пересечения кривых располагаемой полезной тяги и буксировочного сопротивления. Абсцисса этой точки даст полную скорость судна при заданной зависимости его сопротивления от скорости;

- частоту вращения двигателя, необходимую для обеспечения заданной скорости судна – по точке, пересечения кривой буксировочного сопротивления с перпендикуляром, восстановленным к оси абсцисс из точки, соответствующей заданной скорости;

- скорость судна – по частоте вращения двигателя (задача обратная предыдущей);

- скорость траления – по точке пересечения кривых тяги на гаке Т(v) и сопротивления трала Rтр(v). Абсцисса этой точки дает скорость траления при использовании трала, имеющего сопротивление

6. Качка. Обеспечение безопасного штормования

При плавании судна в штормовых условиях необходимо стремиться к уменьшению ударов ветровых волн по корпусу, заливания и забрызгивания палубы, а также исключению резонансной бортовой и килевой качки. Своевременный и правильный расчет обеспечивает безопасный выход судна из сложной штормовой обстановки.

Методы управления судном в шторм зависят от типа судна, состояния его загрузки, силы и направления ветра и волнения. Поэ­тому судоводитель должен после расчетов принять решение: идти против ветра и волнения, зайти в порт-убежище или дрейфовать.

6.1 Плавание против волны. В этом случае принимаются во внимание следующие факторы: сила удара волны в носовую часть судна, прием воды на палубу; килевая качка; сила удара днищем о волну.

Чем больше корпус судна подвержен действию волн, тем сильнее будет удар.

Судно, имеющее дифферент на нос или большую загруженность носовых трюмов, будет стремиться испытывать медленную килевую качку и зарываться носом в волны. Если судно будет иметь большой дифферент на корму, у него будет увеличена рыскливость. Хорошим считается загрузка судна, идущего против волны.с дифферентом на корму до 0,5 м или на ровном киле.

На характер качки оказывает влияние изменение скорости судна, которая меняет кажущийся период волны. При снижении скорости суда большого тоннажа иногда начинают принимать воду на палубу, в этом случае целесообразно изменить курс, сохранив скорость.

При курсе против ветровой волны нет резонансной и бортовой качки, кроме сильных ударов волн, но значительны потери в скорости и возможен слеминг.

Слеминг - сильные гидродинамические удары волн о подводную часть корпуса судна, главным образом о днище.

Слеминг возникает, когда:

- судно следует против волны в секторе острых курсовых углов;

- период собственных колебаний судна приближается по величине к кажущемуся периоду волны;

- длина волны равна или больше длины судна (λ > L);

- осадка судна носом равна или меньше 1/20 длины судна.

Наиболее тяжелый слеминг возникает, когда λ = L.

На курсовом угле волн более 60° слеминг не наблюдается. Для устра­нения слеминга скорость хода нужно снизить тем больше, чем больше высота волны и чем меньше разница между длиной волны и длиной судна.

6.2 Плавание лагом к волне. При волне в борт следует обращать внимание на отношение периодов бортовой качки Т_θ судна и период волны Т_в.

Если эти периоды будут равны, т. е. Т_θ = τ_в, то наступит резонансная качка — наиболее опасное состояние для судна. Во избежание этого следует изменить курс.

Изменение скорости практически не будет оказывать влияния на качку.