Действие руля при движении судна передним ходом.

В процессе движения по криволи­нейной траектории на корпусе судна происходит перераспределение гид­родинамических сил сопротивления воды вследствие того, что струи воды набегают на наружный борт под некоторым углом к корпусу, образуя силы, которые принято называть позиционными.

Под управляемостью судна на заднем ходу понимается его спо­собность удерживать» или изменять направление своего движения; назад. Часто встречаются случаи маневрирования на ограниченной акватории, при отходе от причала, при разворотах в узкостях. На практике установлено, что управляемость судна на заднем ходу значительно хуже, чем на переднем. Известно, что-расположение руля в передней части объекта по ходу его движения всегда менее эффективно.

Для улучшения управляемости судна на заднем ходу рекомен­дуется иметь специальные устройства, более эффективные, чем рули.

При управлении одновинтовым судном на ограниченном водном пространстве используют силы, возникающие от работы винта.

Если при разворачивании судна в узкости места для циркуля­ции недостаточно, производят следующие маневры

1) перекладывают руль «право на борт» и на очень короткое время дают двигателю средний или полный ход вперед В этом случае весь поток воды, отбрасываемый винтом- на­зад, резко ударит в перо руля и момент силы развернет судно вправо, весьма мало продвинув его вперед;

2) если вперед продвигаться нельзя, то после непродолжитель­ной работы двигателем вперед следует дать задний ход.

Под действием сил корма будет уклоняться влево и судно станет разворачиваться носом вправо.

При благоприятных метеорологических усло­виях лучше и легче производить разворот при винте правого вра­щения и в правую сторону носом.

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.
Циркуляция судна характеризуется следующими элементами:
Диаметр установившейся циркуляции Дц - диаметр окружности, описываемой судном в установившийся период циркуляции, который начинается после поворота судна на 90-180°;
Тактический диаметp циркуляции Дт - кратчайшее расстояние между положением диаметральной плоскоскости судна в начале поворота и после изменения первоначального курса на 180°;
Выдвиг l₁ расстояние, на которое смещается судново время маневра пока не изменит курс на 90°;
Прямое смещение l₂ - расстояние от первоначального курса судна до точки положения судна в момент поворота а на 90°;
Обратное cмещение l₃ - наибольшее расстояние, на которое смещается судно от линии первоначального курса в сторону противоположную повороту.(влево в нашем случе)
Для морских транспортных судов Д_т составляет 4-6 длин судна. Кроме указанных элементов к характеристикам циркуляции относят:
- период установившейся циркуляции Т - время поворота судна на 360°;
- угловую скорость вращения судна на установившейся циркуляции

В качестве важного критерия управляемости судна на тихой воде используется зависимость относительной кривизны траекторииот угла перекладки руля при установившейся циркуляции.

Графическое изображение этой зависимости называют диаграммой управляемости. На рисунке 3.1 приведен пример диаграммы управляемости для судна, обладающего собственной устойчивостью на курсе.

Если судно обладает симметричной управляемостью вправо и влево, то кривая проходит через начало координат.

Если жеуправляемость несимметрична, что часто встречается у одновинтовых судов, то кривая оказывается смещенной вправо или влево а точка пересечения кривой с горизонтальной осью указывает требуемое положение руля, при котором обеспечивается прямолинейное движение судна.

На рис. 3.2 показана диаграмма управляемости судна, не обладающего собственной устойчивостью на курсе.

Такое судно имеет свойство вписываться в самопроизвольную циркуляцию при прямом положении руля. Для того, чтобы прекратить самопроизвольную циркуляцию, например, вправо, необходимо переложить руль влево на угол - для прекращения левой циркуляции необходима перекладка руля вправо на угол.

Такие углы перекладки руля называются предельными углами обратной поворотливости. При перекладках руля на указанные углы направление поворота меняется на обратное.

Изложенное выше показывает, что диаграмма управляемости дает информацию не только о поворотливости, характеризуемой кривизной траектории, но также и об устойчивости на курсе.

Работа винта или винтов также влияет на поворотливость судна,

В одних случаях помогая работе руля, в других — препятствуя ей.

В некоторых случаях можно управлять судном только при помощи работы винтов, например, на судах с двумя, тремя и четырьмя пробными винтами.

На промысловые и транспортные суда рыбной промышленности обычно устанавливают один гребной винт, который, как правило, имеет правый шаг.

У крупных ледоколов и других специальных судов ставят по три гребных винта и только у очень больших пассажирских судов или у специальных баз можно встретить четыре гребных винта.

На всех перечисленных судах обычно устанавливают четырех лопастные винты.

Гребной винт служит движителем судна и при вращении в водной среде создает толкающее усилие, которое сообщает судну поступательное движение вперед.

Работа гребного винта на ходу отклоняет судно в ту или другую сторону при руле, поставленном прямо. В какую сторону будет уклоняться судно, зависит от обводов его подводной части, направления движения судна (вперед или назад) и шага винта.

Шагом винта называется линейное расстояние, проходимое ступицей винта за один оборот винта в воде без скольжения. Шаг винта может быть правым или левым.
правым, когда винт на переднем ходу будет вращаться по часовой стрелке, левым, когда винт на переднем ходу будет вращаться против часовой стрелки.

При вращении гребного винта мощная струя воды, отбрасывая его лопастями, устремляется спиральным потоком от винта и направляется на перо руля или на кормовые обводы судна в зависимости от хода судна вперед или назад.

Испытывая разное сопротивление воды, лопасти винта, будучи связаны с кормой судна, будут отклонять ее отпрямолинейного движения и отбрасывать в ту или другую сторону.

На двухвинтовых судах обычно устанавливают винты двух разных шагов, чем стараются компенсировать их вредное влияние.

Винты могут вращаться как наружу, так и внутрь.
При вращении винтов внутрь, Наоборот, левый винт имеет правый шаг, а правый винт — левый шаг.