Циркуляция судна. Элементы циркуляции. Циркуляция судна, ее периоды и элементы Циркуляция ее этапы и геометрические характеристики

Под поворотливостью судна подразумевается его способность изменять направление движения под воздействием руля (средств управления) и двигаться по траектории данной кривизны. Движение судна с переложенным рулем по криволинейной траектории наз. циркуляцией . (Разные точки корпуса судна во время циркуляции движутся по разным траекториям, поэтому, если специально не оговаривается, под траекторией судна -подразумевается траектория его ЦТ.)

При таком движении нос судна (рис.1) направлен внутрь циркуляции, а угол а 0 между касательной к траектории ЦТ и диаметральной плоскостью (ДП) наз. угломдрейфа на циркуляции .

Центр кривизны данного участка траектории наз. центром циркуляции (ЦЦ), а расстояние от ЦЦ до ЦТ (точка О) - радиусом циркуляции .

На рис. 1 видно, что различные точки по длине судна движутся по траекториям с разными радиусами кривизны при общем ЦЦ и имеют разные углы дрейфа. Для точки, расположенной в кормовой оконечности, радиус циркуляции и угол дрейфа - максимальны. На ДП судна имеется особая точка-полюс поворота (ПП), которой угол дрейфа равен нулю, Положение ПП, определяемое перпендикуляром, опущенным из ЦЦ на ДП, смещено от ЦТ по ДП в нос приблизительно на 0,4 длины судна; величина такого смещения на различных судах изменяется в небольших пределах. Для точек на ДП, расположенных по разные стороны от ПП, углы дрейфа имеют противоположные знаки. Угловая скорость судна в процессе циркуляции сначала быстро возрастает, достигает максимума, а затем, по мере смещения точки приложения силы Y o в сторону кормы, несколько снижается. Когда моменты сил Р у иY o уравновесят друг друга, угловая скорость приобретает установившееся значение.

Циркуляция судна разделяется на тря периода: маневренный, равный времени перекладки руля; эволюционный - с момента окончания перекладки руля до момента, когда линейная и угловая скорости судна приобретают установившиеся значения; установившийся - от окончания эволюционного периода и до тех пор, пока руль остается в переложенном положении. Элементами, характеризующими типичную циркуляцию, являются (рис.2):

Выдвиг l 1 - расстояние, на которое перемещается ЦТ судна в направлении первоначального курса с момента перекладки руля до изменения курса на 90°;

Прямое смещение l 2 - расстояние от линии первоначального курса до ЦТ судна в момент, когда его курс изменился на 90°;

Обратное смещение l 3 - расстояние, на которое под влиянием боковой силы руля ЦТ судна смещается от линии первоначального курса в сторону, обратную направлению поворота;

Тактический диаметр циркуляции D T - кратчайшее расстояние между ДП судна в начале поворота а ее положением в момент изменения курса на 180°;

Диаметр установившейся циркуляции D уст - расстояние между положениями ДП судна для двух последовательных курсов, отличающихся на 180°, при установившемся движении.

Четкую границу между эволюционным периодом и установившейся циркуляцией обозначить невозможно, так как изменение элементов движения затухает постепенно. Условно можно считать, что после поворота на 160-180° движение приобретает характер, близкий кустановившемуся. Таким образом, практическое маневрирование судна происходит всегда при неустановившемся режиме.

Элементы циркуляции при маневрировании удобнее выражать в безразмерном виде - в длинах корпуса:

в таком виде легче сравнивать между собой поворотливость различных судов. Чем меньше безразмерная величина, тем лучше поворотливость.

Элементы циркуляции обычного транспортного судна для данного угла перекладки руля практически не зависят от начальной скорости при установившемся режиме работы двигателя. Однако, если при перекладке руля увеличить обороты винта, то судно совершит поворот более крутой, чем при неизменяемом режиме главного двигателя (ГД).

Прилагается два рисунка.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению курсовой работы по дисциплине «Управление судном»

Тема: « Расчет элементов циркуляции и инерционных характеристик судна »

1. Общие положения курсовой работы

В соответствии с Резолюцией ИМО А.160 (ES.IV) и параграфа 10 Правила II/I Международной конвенции о подготовке и дипломировании моряков и несению вахты 1978 г. на каждом судне должна быть представлена информация о маневренных характеристиках.

Выполнение курсовой работы по дисциплине «Управление судном» предусматривает более глубокое изучение вопросов, связанных с определением маневренных элементов судна.

Задание по КР включает в себя расчеты элементов циркуляции и инерционны свойств судна, а также составление типовой таблицы маневренных элементов по полученным результатам.

Курсовая работа выполняется курсантами 5 курса судоводительского факультета в 10 семестре после изучения Раздела 3 (темя 13–17) типовой программы дисциплины «Управление судном».

Курсовая работа включает следующие темы:

1. Определение элементов циркуляции судна расчетным способом.

2. Расчет инерционных характеристик судна, включающих в себя пассивное торможение, активное торможение и разгон судна при различных режимах движения.

3. Расчет увеличения осадки судна при плавании на мелководье и в каналах.

4. Составление таблицы маневренных элементов судна на основании результатов расчета (расчетно-графическая часть работы).

Курсовая работа оформляется в соответствие с существующими требованиями.

Размерность физических величин в используемых формулах должна соответствовать приведенной в разделе «Условные обозначения», если в тексте МУ не оговорено иное.

После проверки курсовой работы преподавателем учащийся в назначенный срок защищает ее на кафедре.

2. Условные обозначения

Δ – объемное водоизмещение, м 3

D – весовое водоизмещение судна, т

L – длина судна между перпендикулярами, м

В – ширина судна, м

d – осадка, м

V 0 – скорость полного хода, м/с

V н – начальная скорость для конкретного маневра, м/с

С в – к-т общей полноты

С м – к-т полноты мидельшпангоута

С д – к-т полноты ДП

С у – к-т подъемной силы пера руля

η – пропульсивный коэффициент

λ 11 – коэффициент присоединенной массы

α – угол поворота судна, град

β – угол дрейфа судна на циркуляции, град

δ р – угол перекладки руля, град

θ – угол крена, град

ψ – угол дифферента, град

l р – длина пера руля, м

h р – высота пера руля, м

λ р – относительное удлинение пера руля

А р – площадь пера руля, м 2

А д – площадь погруженной части ДП судна, м 2

А м – площадь погруженной части мидельшпангоута, м 2

D в – диаметр гребного винта, м

H в – шаг винта, м

n 0 – частота вращения винта, 1/с

N i – индикаторная мощность главного двигателя, л.с.

N е – эффективная мощность, л.с.

М ш – момент на швартовых

Р зх – упор винта на швартовых на заднем ходу, тс

Т 1 – время первого периода, с

Т 2 – время второго периода, с

Т р – время реакции судна на перекладку руля, с

Т ц – период циркуляции, с

Д 0 – диаметр установившейся циркуляции, м

Д т – тактический диаметр циркуляции, м

Д к – диаметр циркуляции кормовой оконечности судна, м

l 1 – выдвиг, м

l 2 – прямое смещение, м

ΔS – ширина полосы движения на циркуляции, м

S 0 – инерционная постоянная, м

S т – тормозной путь при активном торможении, м

t т – время активного торможения, с

S п – тормозной путь при пассивном торможении, м

t п – время пассивного торможения, с

S р – путь разгона судна, м

t р – время разгона судна, мин

g – ускорение свободного падения, м/с 2

3. Задание по разделу «Определение элементов циркуляции судна»

Все элементы циркуляции определяются для двух водоизмещений судна (в грузу и в балласте) с полного переднего хода с положением руля «на борт» (35°) и «полборта» (15°).

Результаты расчета сводятся в таблицу и по ним строится кривая циркуляции для двух водоизмещений и двух перекладок руля.

3.1 Методика расчета элементов циркуляции

Диаметр установившейся циркуляции с некоторыми допущениями рассчитывается по эмпирической формуле Шенхера .

где К 1 – эмпирический коэффициент, зависящий от отношения ;

Таблица значений коэффициента К 1

	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,13	0,14	0,15
К 1	1,41	1,10	0,85	0,67	0,55	0,46	0,40	0,37	0,36	0,35	0,34

Площадь пера руля определяется по формуле:

где А – эмпирический коэффициент, определяемый по формуле:

Коэффициент подъемной силы пера руля С у может быть найден по формуле:

(в расчете принимать ).

Тактический диаметр циркуляции можно определить по формулам:

– в грузу: ;

– в балласте: ,

где Д т – тактический диаметр циркуляции при перекладке руля «на борт».

Зависимость тактического диаметра циркуляции от угла перекладки руля выражается формулой:

Выдвиг и прямое смещение рассчитываются по формулам:

где К 2 – эмпирический коэффициент, определяемый по формуле:

где – относительная площадь пера руля, выраженная в процентах от площади погруженной части ДП:

Угол дифферента определяется по формуле:

Диаметр циркуляции кормовой оконечности судна можно определить по формуле:

Поступательная скорость на установившейся циркуляции определяется по приближенным формулам:

при перекладке руля «на борт» ;

при перекладке руля «пол борта»

Период установившейся циркуляции определяется по формуле:

Ширина полосы движения судна на циркуляции определяется по формуле:

3.2 Методика построения циркуляции судна

Кривую эволюционного периода циркуляции можно построить из дуг окружностей переменных радиусов. После поворота судна на угол 180° радиус циркуляции считается постоянной величиной.

Величина радиуса циркуляции постоянно уменьшается от наибольшего значения в начале поворота до значения поворота радиуса установившейся циркуляции.

Относительные значения радиусов неустановившейся циркуляции в зависимости от угла поворота судна и угла перекладки руля показаны в таблице:

Таблица значений R н /R ц

где R н – радиус неустановившейся циркуляции;

R 0 – радиус установившейся циркуляции.

Порядок построения циркуляции:

1. Проводим линию первоначального курса и откладываем на ней в выбранном масштабе отрезок пути судна, пройденного за маневренный период:

2. Рассчитываем средний радиус поворота судна на угол 10° по данным таблицы. Для этого, например, выбираем из таблицы от ношение радиусов R н /R ц при углах поворота на 5° и 10° при р = 35. Эти значения будут равны 4,4 и 3,2.

Затем рассчитываем средние радиусы поворота судна в интервалах от 10° до 30° и т.д.

3. Кривую циркуляции судна строим (аппроксимируем) из ряда дуг окружностей различных радиусов до угла поворота на 180°.

4. Построив кривую циркуляции в эволюционном периоде завершаем построение, описав окружность радиусом установившейся циркуляции до угла поворота на 360° (рис. 1)

Рис. 1. Схема построения циркуляции судна

4. Задание по разделу «Определение инерционных характеристик судна»

Инерционные характеристики должны быть рассчитаны при маневрах ППХ-ПЗХ, СПХ-ПЗХ, МПХ-ПЗХ, ППХ-СТОП, СПХ-СТОП, МПХ-СТОП, разгон из положения СТОП-ППХ.

Перечисленные характеристики представляются в виде графиков для водоизмещений судна в грузу и в балласте. Результаты расчета сводятся в таблицу:

груз			балласт
ППХ	СПХ	МПХ	ППХ	СПХ	МПХ
А м, м 2	ххх	ххх	ххх	ххх
R 0 , т	ххх	ххх	ххх	ххх
S 1 , м
V 2 , м/с
М 1 , т	ххх	ххх	ххх	ххх
S 2 , м
М ш	ххх	ххх	ххх	ххх	ххх
Р зх, т	ххх	ххх	ххх	ххх	ххх
S 3 , м
Т 3 , с
S т, с
t т, с
Т ср, с
S св, м
С	ххх	ххх	ххх	ххх
Т р, мин.	ххх	ххх	ххх	ххх
S р, кб.	ххх	ххх	ххх	ххх

4.1 Методика определения инерционных характеристик судна

4.1.1 Активное торможение

Активное торможение рассчитывается в три периода.

Расчет ведется до полной остановки судна (V к = 0).

Принимаем , .

Определяем сопротивление воды движению судна на полном ходу по формуле Рабиновича:

где .

Инерционная постоянная:

где m 1 – масса судна с учетом присоединенной массы:

Упор винта на заднем ходу:

где ;

N е = η ∙ N i ;

η может быть определена по формуле Эмерсона:

Путь, пройденный в первом периоде:

S 1 = V н ∙ Т 1

Скорость судна в конце второго периода:

Путь, пройденный судном во втором периоде:

Путь, проходимый судном в третьем периоде:

Время третьего периода:

Общий путь и время торможения:

S т = S 1 + S 2 + S 3

t т = t 1 + t 2 + t 3

4.1.2 Пассивное торможение

Расчет ведется до скорости V к = 0,2 ∙ V 0 .

Определяем время пассивного торможения:

4.2 Разгон судна

Расчет судна ведется до скорости V к = 0,9 ∙ V 0

Определяем путь и время разгона по эмпирической формуле:

S р = 1,66 ∙ С

где С – коэффициент инерционности, определяемый по выражению:

где V к, узлы;

5. Расчет дополнительных данных для таблицы маневренных элементов

5.1 Увеличение осадки судна на мелководье

Величина увеличения осадки судна на мелководье может быть рассчитана по формулам института гидрологии и гидромеханики Украины (формула Г.И. Сухомела), модифицированным А.П. Ковалевым :

при

где – отношение глубины моря к средней осадке;

k– коэффициент, зависящий от отношения длины к ширине судна.

Таблица для определений k:

Результаты расчета представляются в виде графика зависимости d к = f(V) при соотношении h/d = 1,4 и А к /А м = 4; 6; 8.

5.2 Увеличение осадки судна от крена

Увеличение осадки при различных углах крена рассчитывается по формуле:

Результаты расчета представлены в табличной форме для углов крена до 10º.

5.3 Определение запаса глубины на ветровое волнение

Волновой запас глубины определяется в соответствии с приложением 3 РШС‑89 для высот волн до 4 метров и представляется в табличной форме.

5.4 Маневр «Человек за бортом»

Одним из видов маневра судна «Человек за бортом» является разворот с выходом на контркурс. Выполнение этого маневра зависит от выбора угла отклонения судна от первоначального курса (α). Величина угла α определяется по формуле:

где Т п – время перекладки руля с борта на борт (Т п = 30 сек);

V ср – средняя скорость на циркуляции, определяемая из выражения:

Построение схемы маневра выполняется по данным циркуляции, рассчитанным в разделе 3.

Литература

1. Войткунский Я.И. и др. Справочник по теории корабля. – Л.: Судостроение, 1983.

2. Демин С.И. Приближенное аналитическое определение элементов циркуляции судна. – ЦБНТИ ММФ, экспресс-информация, серия «Судовождение и связь», вып. 7 (162), 1983, с. 14–18.

3. Знамеровский В.П. Теоретические основы управления судном. – Л.: Издательство ЛВИМУ, 1974.

4. Карапузов А.И. Результаты натурных испытаний и расчет маневренных элементов судна типа «Прометей». Сб. Безопасность мореплавания и ведения промысла, вып. 79. – Л.: Транспорт, 1987.

5. Мастушкин Ю.М. Управляемость промысловых судов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.

7. Справочник капитана (под общей редакцией Хабура Б.П.). – М.: Транспорт, 1973.

8. Судовые устройства (под общей редакцией Александрова М.Н.): Учебник. – Л.: Судостроение, 1988.

9. Цурбан А.И. Определение маневренных элементов судна. – М.: Транспорт, 1977.

10.Управление судном и его техническая эксплуатация (под общей редакцией Щетининой А.И.). – М.: Транспорт, 1982.

11.Управление судами и составами (Соларев Н.Ф. и др.). – М.: Транспорт, 1983.

12.Управление крупнотоннажными судами (Удалов В.И., Массанюк И.Ф., Матевосян В.Г., Ольшамовский С.Б.). – М.: Транспорт, 1986.

13.Ковалев А.П. К вопросу о «проседании» судна на мелководье и в канале. Экспресс-информация, серия «Безопасность мореплавания», вып 5,1934. – М.: Мортехинформреклама.

14.Гире И.В. и др. Испытания мореходных качеств судов. – Л.: Судостроение, 1977.

15.Ольшамовский С.Б., Миронов А.В., Маричев И.В. Совершенствование маневрирования крупнотоннажными судами. Экспресс-информация, серия «Судовождение связь и безопасность мореплавания», вып. 11 (240). – М.: Мортехинформреклама, 1990.

16.Экспериментальное и теоретическое определение маневренных элементов судов НМП для составления формуляров маневренных характеристик. Отчет о НИР УДК. 629.12.072/076. – Новороссийск, 1989.

Криволинейная траектория, которую описывает центр тяжести судна при перекладке руля на некоторый угол и последующем удержании его в этом положении, называется циркуляцией.

Различают три периода циркуляции: маневренный, эволюционный и период установившейся циркуляции. Маневренный период циркуляции определяется началом и концом перекладки руля, т.е. по времени совпадает с продолжительностью перекладки руля. В этот период судно продолжает двигаться практически прямолинейно. Эволюционный период циркуляции начинается с момента окончания перекладки руля и заканчивается, когда элементы движения примут установившийся характер, т.е. перестанут изменяться во времени. Период установившейся циркуляции начинается с момента окончания эволюционного периода и длится все время, пока руль судна находится в переложенном положении.

Траектория криволинейного движения центра тяжести судна, т.е. его циркуляция характеризуется следующими элементами:

Диаметр установившейся циркуляции (Д ц) - диаметр окружности, описываемой судном в установившийся период циркуляции, который начинается после поворота судна на 90-180°; Тактический диаметp циркуляции (Д т) - кратчайшее расстояние между положением диаметральной плоскоскости судна в начале поворота и после изменения первоначального курса на 180°. Выдвиг l 1 расстояние, на которое смещается центр тяжести судна в направлении первоначального курса от точки начала циркуляции до точки, соответствующей изменению курса судна на 90°. Прямое смещение l 2 - расстояние от первоначального курса судна до точки положения центра тяжести в момент поворота судна на 90°. Обратное cмещение l 3 - наибольшее расстояние, на которое смещается центр тяжести судна от линии первоначального курса в сторону противоположную повороту.

Также к характеристикам циркуляции относят: период установившейся циркуляции Т - время поворота судна на 360°; угловую скорость вращения судна на установившейся циркуляции ω = 2π / Т.

Действия по приготовлению рулевого устройства пред выходом судна в море

Гирокомпасные направления. Поправка гирокомпаса

Гирокомпасный меридиан – направление, на котором устанавливается главная ось гирокомпаса

Гикокомпасный курс – направление диаметральной плоскости судна, измеряемое горизонтальным углом между северной частью гирокомпасного меридиана и носовой частью диаметральной плоскости судна.

Гирокомпасный пеленг – направление на ориентир, измеряемое горизонтальным углом между северной частью гирокомпасного меридиана и линией пеленга.

Обратный гирокомпасный пеленг – направление, обратное направлению на предмет.

Поправка Гирокомпаса – угол в плоскости истинного горизонта между истинными и гирокомпасными меридианами.

Виды качки судна. Элементы качки

Качка судна - колебательные движения, которые судно совершает около положения его равновесия. Различают три вида качки судов: а) вертикальную - колебания судна в вертикальной плоскости в виде периодических поступательных перемещений; б) бортовую (или боковую)-колебания судна в плоскости шпангоутов в виде угловых перемещений; в) килевую (или продольную) качку - колебания судна в диаметральной плоскости также в виде угловых перемещений. При плавании судна на взволнованной поверхности воды часто все три вида качки возникают одновременно или в различных комбинациях.

Два вида колебаний судна на качке: свободные (на тихой воде), которые происходят по инерции после прекращения сил, вызвавших их, и вынужденные , которые вызываются внешними периодически приложенными силами, например морским волнением.

Элементы качки:

Амплитудой качки (а)- наибольшее отклонение судна от исходного положения, измеренное в градусах.Размах качки (б)- сумма двух последовательных амплитуд (наклонение судна на оба борта).

Период качки (в) -время между двумя последовательными наклонениями или время, в течение которого судно совершает полный цикл колебаний, возвращаясь к тому положению, при котором начался отсчет.

28 (10.1) Назвать особенности режимов управления рулём: "простой", "следящий", "автоматический"

Под поворотливостью судна подразумевается его способность изменять направление движения под воздействием руля (средств управления) и двигаться по траектории данной кривизны. Движение судна с переложенным рулем по криволинейной траектории называют циркуляцией . (Разные точки корпуса судна во время циркуляции движутся по разным траекториям, поэтому, если специально не оговаривается, под траекторией судна -подразумевается траектория его ЦТ.)

При таком движении нос судна (рис.1) направлен внутрь циркуляции, а угол а 0 между касательной к траектории ЦТ и диаметральной плоскостью (ДП) называется углом дрейфа на циркуляции .

Центр кривизны данного участка траектории называют центром циркуляции (ЦЦ), а расстояние от ЦЦ до ЦТ (точка О) - радиусом циркуляции .

На рис. 1 видно, что различные точки по длине судна движутся по траекториям с разными радиусами кривизны при общем ЦЦ и имеют разные углы дрейфа. Для точки, расположенной в кормовой оконечности, радиус циркуляции и угол дрейфа - максимальны. На ДП судна имеется особая точка-полюс поворота (ПП), которой угол дрейфа равен нулю, Положение ПП, определяемое перпендикуляром, опущенным из ЦЦ на ДП, смещено от ЦТ по ДП в нос приблизительно на 0,4 длины судна; величина такого смещения на различных судах изменяется в небольших пределах. Для точек на ДП, расположенных по разные стороны от ПП, углы дрейфа имеют противоположные знаки. Угловая скорость судна в процессе циркуляции сначала быстро возрастает, достигает максимума, а затем, по мере смещения точки приложения силы Y o в сторону кормы, несколько снижается. Когда моменты сил Р у и Y o уравновесят друг друга, угловая скорость приобретает установившееся значение.

Прямое смещение l 2 - расстояние от первоначального положения ЦТ судна до положения его после поворота на 90°, измеренное по нормали к первоначальному направлению движения судна;

Четкую границу между эволюционным периодом и установившейся циркуляцией обозначить невозможно, так как изменение элементов движения затухает постепенно. Условно можно считать, что после поворота на 160-180° движение приобретает характер, близкий к установившемуся. Таким образом, практическое маневрирование судна происходит всегда при неустановившемся режиме.

Элементы циркуляции при маневрировании удобнее выражать в безразмерном виде - в длинах корпуса:

Прилагается два рисунка.

Рис.1 Рис.2

Циркуляцией называют траекторию, описываемую ЦТ судна, при движении с отклоненным на постоянный угол рулем. Циркуляция характеризуется линейной и угловой скоростями, радиусом кривизны и углом дрейфа. Угол между вектором линейной скорости судна и ДП называют углом дрейфа . Эти характеристики не остаются постоянными на протяжении всего маневра.

Циркуляцию принято разбивать на три периода: маневренный, эволюционный и установившийся.

Маневренный период – период, в течение которого происходит перекладка руля на определенный угол. С момента начала перекладки руля судно начинает дрейфовать в сторону, противоположную перекладке руля, и одновременно начинает разворачиваться в сторону перекладки руля. В этот период траектория движения ЦТ судна из прямолинейной превращается в криволинейную с центром кривизны со стороны борта, противоположного стороне кладки руля; происходит падение скорости движения судна.

Эволюционный период – период, начинающийся с момента окончания перекладки руля и продолжающийся до момента окончания изменения угла дрейфа, линейной и угловой скорости. Этот период характеризуется дальнейшим снижением скорости (до 30 – 50%), изменением крена на внешний борт и резким выносом кормы на внешнюю сторону.

Период установившийся циркуляции – период, начинающийся по окончании эволюционного, характеризуется равновесием действующих на судно сил: упора винта, гидродинамических сил на руле и корпусе, центробежной силы. Траектория движения ЦТ судна превращается в траекторию правильной окружности или близкой к ней.

Геометрически траектория циркуляции характеризуется следующими элементами:

D о – диаметр установившейся циркуляции – расстояние между диаметральными плоскостями судна на двух последовательных курсах, отличающихся на 180° при установившемся движении;

D ц – тактический диаметр циркуляции – расстояние между положениями ДП судна до начала поворота и в момент изменения курса на 180°;

l 1 – выдвиг – расстояние между положениями ЦТ судна перед выходом на циркуляцию до точки циркуляции, в которой курс судна изменяется на 90°;

l 2 – прямое смещение – расстояние от первоначального положения ЦТ судна до положения его после поворота на 90°, измеренное по нормали к первоначальному направлению движения судна;

l 3 – обратное смещение – наибольшее смещение ЦТ судна в результате дрейфа в направлении, обратном стороне перекладки руля (обратное смещение обычно не превышает ширины судна В, а на некоторых судах отсутствует совсем);

T ц – период циркуляции – время поворота судна на 360°.

Рис. 1.8. Траектория судна на циркуляции

Перечисленные выше характеристики циркуляции у морских транспортных судов среднего тоннажа при полной перекладке руля на борт можно выразить в долях длины судна и через диаметр установившейся циркуляции следующими соотношениями:

D о = (3 ÷ 6)L; D ц = (0,9 ÷ 1,2)D у; l 1 = (0,6 ÷ 1,2)D о ;

l 2 = (0,5 ÷ 0,6)D о; l 3 = (0,05 ÷ 0,1)D о; T ц = πD о /V ц .

Обычно величины D о; D ц; l 1 ; l 2 ; l 3 выражаются в относительном виде (делят на длину судна L ) – легче сравнивать поворотливость различных судов. Чем меньше безразмерное отношение, тем лучше поворотливость.

Скорость на циркуляции для крупнотоннажных судов снижается °с перекладкой руля на борт на 30%, а при повороте на 180° – вдвое.

Необходимо отметить и следующие положения:

а) начальная скорость оказывает влияние не столько на D о , сколько на ее время и выдвиг, и только у высокоскоростных судов заметны D о в большую сторону;

б) с выходом судна на траекторию циркуляции оно приобретает крен на внешний борт, значение которого по правилам Регистра не должно превышать 12 °;

в) если во время циркуляции увеличивать число оборотов ГД, то судно совершит поворот более крутой;

г) при выполнении циркуляции в стесненных условиях следует учитывать, что кормовая и носовая оконечности судна описывают полосу значительной ширины, которая становится соизмеримой с шириной фарватера.

Под поворотливостью судна подразумевается его способность изменять направление движения под воздействием руля (средств управления) и двигаться по траектории данной кривизны. Движение судна с переложенным рулем по криволинейной траектории называют циркуляцией . (Разные точки корпуса судна во время циркуляции движутся по разным траекториям, поэтому, если специально не оговаривается, под траекторией судна -подразумевается траектория его ЦТ.)

Циркуляция судна разделяется на три периода: маневренный, равный времени перекладки руля; эволюционный - с момента окончания перекладки руля до момента, когда линейная и угловая скорости судна приобретают установившиеся значения; установившийся - от окончания эволюционного периода и до тех пор, пока руль остается в переложенном положении. Элементами, характеризующими типичную циркуляцию, являются (рис.2):

-выдвиг l 1 - расстояние, на которое перемещается ЦТ судна в направлении первоначального курса с момента перекладки руля до изменения курса на 90°;

-прямое смещение l 2 - расстояние от линии первоначального курса до ЦТ судна в момент, когда его курс изменился на 90°;

-обратное смещение l 3 - расстояние, на которое под влиянием боковой силы руля ЦТ судна смещается от линии первоначального курса в сторону, обратную направлению поворота;

-тактический диаметр циркуляции D T - кратчайшее расстояние между ДП судна в начале поворота и его положением в момент изменения курса на 180°;

-диаметр установившейся циркуляции D уст - расстояние между положениями ДП судна для двух последовательных курсов, отличающихся на 180°, при установившемся движении.

Элементы циркуляции при маневрировании удобнее выражать в безразмерном виде - в длинах корпуса:

Прилагается два рисунка.