Всего на сайте:
148 тыс. 196 статей

Главная | Управление и эксплуатация транспортных средств

Расчет элементов циркуляции  Просмотрен 756

Диаметр циркуляции на полном ходу и руле, переложенном на борт, прямо пропорционален плечу управления ¾ (L – B) и обратно – пропорционален плечу поперечного сопротивления 1/8 (L + 3B).

Величина установившегося диаметра циркуляции крупнотоннажного судна приближенно будет равна:

или (1.)

где L и В – длина между перпендикулярами и ширина судна, м.;

Длина циркуляции С = πD. Угол дрейфа β при центре поворота будет равен V = L/C . 180°. Приведенные зависимости позволяют находить элементы циркуляции в зависимости от отношения L/B. Это отношение является причиной разных диаметров циркуляции судов примерно одного и того же дедвейта. Результаты расчета представлены в табл. 2.

Элементы циркуляции в зависимости от L/B

Таблица 2.

L/B Ц.В. D C β
1/3 L 4 L 12,6 L  
1/32 L 3,8 L 12,0 L  
5/14 L 3,6 L 11,3 L  
3/8 L 3,3 L 10,5 L  
2/5 L 3,0 L 9,4 L  

 

Центр вращения судна (Ц.В.), как понятие – точка, вокруг которой вращается судно, рассматривается в работе Генри Х. Хойера [3]. На переднем ходу судна Ц.В. находиться примерно на ¼ длины судна от носа. На заднем ходу он располагается примерно в ¼ длины от кормы. На циркуляции Ц.В. располагается в носовой части на значениях длины судна, указанных во второй колонке табл. 2.

Автор выше упомянутой работы рассматривает управляемость судна с учетом моментов сил, действующих относительно Ц.В.

При управлении судном более важным является знание наибольшего диаметра циркуляции судна (Dт), называемого тактическим. Его величина для судна в балласте может быть определена по эмпирической формуле:

(2.)

для судна в грузу по формуле:

(3.)

где Св – коэффициент полноты водоизмещения.

В работе на основании обработки натурных испытаний для приближенной оценки величины Dт получена следующая формула:

(4.)

где е – основание натуральных логарифмов.

В работе [25] для определения элементов установившейся циркуляции крупнотоннажного судна приведены следующие формулы.

Угловая скорость вращения:

(5.)

где V линейная скорость на установившейся циркуляции, уз;
диаметр установившейся циркуляции, м.  

Период циркуляции:

, мин (6.)

Время поворота судна на заданный угол φ° определяется из выражения:

Тφ = Тцφ° / 360°, мин.

Зависимость диаметра циркуляции D от угла перекладки руля может быть выражена формулой:

(7.)

где Dт – тактический диаметр циркуляции при угле перекладки руля αр = 35° «на борт».

Ширина полосы движения корпуса судна при повороте определяется по формуле:

DSц = L sin β + B cos β;

где β угол дрейфа судна на циркуляции;
DSц ширина полосы движения, м.  

Угол дрейфа судна на циркуляции можно определить по приближенной формуле:

(9.)

Для крупнотоннажных судов обратное смещение на циркуляции может иметь значительную величину.

С некоторым приближением эту величину найдем по формуле:

(10.)

где l3 – обратное смещение центра тяжести судна, .

Тогда крайняя точка кормы с учетом l3 может отклониться от кривой циркуляции на расстояние, определяемое по формуле:

;

Выдвиг судна lп по первоначальному курсу, при повороте на угол менее 90° (l1 – выдвиг судна при повороте на 90° приведен в таблице маневренных элементов) приближенно может быть определен по формуле:

;

где V0 скорость судна в момент начала поворота;
Rср радиус кривизны циркуляции на участке поворота, Rср = 1,2 Dт/2 при перекладке руля на угол не более 20°;  
  угол поворота судна (ИК2 –ИК1 = D К);
  tмп время реакции судна на переложенный руль (мертвый промежуток).

Значение относительной скорости на установившейся циркуляции для крупнотоннажного судна можно определить по следующей эмпирической формуле:

Для разворота судна на обратный курс ширина фарватера (акватории разворота судна) должна быть не менее:

Расчеты элементов циркуляции «в ручную», по приведенным формулам в условиях работы судоводителя на мостике займут много времени, поэтому необходимо, чтобы информация о поворотливости была в компьютере или на плакате в виде специального планшета (рис. 1.).

Рис. 1. Выполнение поворотов с использованием планшета циркуляций

 

Планшет циркуляций представляет собой сетку направлений (радиусы) и дистанций (концентрические окружности), на которую нанесены кривые циркуляции при различных углах перекладки руля. Для крупнотоннажных судов эти кривые наносят с учетом движения на циркуляции оконечностей судна (на рис. 1.) это показано для циркуляции левого борта при перекладке руля на 10°.

Планшетом можно пользоваться следующим образом. На кальке в масштабе планшета наносят схему фарватера (канала) в районе поворота с отметками старого ИК1 и нового ИК2, а также один – два наиболее удобных ориентира. Затем кальку накладывают на планшет так, чтобы линия ИК, совпадала с радиусом планшета ОО. Перемещая кальку вдоль этого радиуса, выбирают необходимую циркуляцию и поворот на новый курс при угле перекладки руля выбранной циркуляции.

 

Предыдущая статья:Изобарный процесс Следующая статья:ПОДБОР ВОДОМЕРОВ
page speed (0.0125 sec, direct)