6. Управляемость судна

6.1 Поворотливость судна на мелководье

На рисунке (рис. 18) изображена диаграмма управляемости судна на глубокой воде. На диаграмме показана зависимость безразмерной угловой скорости от угла перекладки руля . R – радиус циркуляции. На основании вида диаграммы сделать заключение о теоретической устойчивости (или неустойчивости) судна на курсе.

Рис. 18 Диаграмма управляемости судна

Определить угол перекладки руля для совершения разворота судна на мелкой воде с заданным диаметром установившейся циркуляции. Глубина акватории Н, диаметр циркуляции D заданы. Осадку судна принять соответствующей 100% загрузки судна.

Радиус установившейся циркуляции на мелкой воде определить по соотношению:

(4.24)

Определить безразмерную угловую скорость , войти в диаграмму управляемости и определить угол перекладки руля *.

Определить безразмерную угловую скорость для глубокой воды , войти в диаграмму управляемости и определить угол перекладки руля .

Сравнить углы  и *.

Определить скорость судна на установившейся циркуляции v* по формуле Першица:

, м/с (4.25)

Здесь v₀, м/с – скорость судна на прямом пути с учетом снижения на мелководье (п. 5.1.4):

v₀ = v+v. Расчет выполнить только для 100% загрузки судна. Перевести скорость на циркуляции в узлы.

Определить % потери скорости на циркуляции.

6.2 Поворотливость судна с использованием носового подруливающего устройства

Рассчитать время разворота судна на 180⁰ при отсутствии ветра на тихой воде под действием носового подруливающего устройства. Абсцисса НПУ х_пу=0,45м. Упор НПУ указан в задании. Разворот происходит из состояния покоя судна.

Разворот судна разбивается на два периода: первый период от времени t=0 до t=t₁ происходит с постоянным угловым ускорением . Угловая скорость возрастает от =0 до =₀ = const. Изменение угловой скорости и схема действия упора НПУ на судно показаны на рисунке (рис. 19).

Рис. 19 Размещение НПУ и график зависимости угловой скорости от времени

Момент, создаваемый НПУ относительно ЦТ судна М_пу = Р_пу х_пу, кНм.

Угол поворота судна под действием НПУ определится выражением:

(4.26)

Здесь - угловое ускорение, 1/с²;

- момент инерции массы судна относительно центральной вертикальной оси с присоединенным моментом инерции, тм²;

V – объемное водоизмещение судна при 100% загрузке, м³;

 - плотность воды, принять равной 1,026 тм³.

Период времени t₁ определится, как .

Установившееся значение угловой скорости определится выражением:

Коэффициент а определится из диаграммы (рис. 20), в зависимости от отношения .

Рис. 20 Диаграмма для определения коэффициента а

После подстановки в (4.26) значения угла , можно определить время t: , с. Найденное время перевести в мин.

6.3 Определение угла крена на установившейся циркуляции.

Рассчитать угол крена на установившейся циркуляции судна, входящего в циркуляцию полным ходом. Нагрузка и остойчивость судна соответствуют 100% загрузке. Угол крена на циркуляции определить по формуле:

Скорость судна на установившейся циркуляции принять равной v*, определенной в п. 6.1.

Метацентрическая высота и аппликата ЦТ судна определены в п. 3.1.1.