Влияние параметров корпуса и руля на управляемость судна

На управляемость судна оказывают влияние параметры корпуса, к которым относятся: отношение длины к ширине, L|B, коэффициент общей полноты, , дифферент, а также форма кормовой оконечности, характеризуемая площадью кормового подзора (площадь подреза кормы) fк.

Площадь fк ограничивается кормовым перпендикуляром (ось баллера руля), линией киля (базовой линией) и контуром кормовой оконечности (снимается с чертежа бокового вида). В качестве критерия подреза кормы можно использовать коэффициент (коэффициент полноты площади погруженной части диаметральной плоскости)

, (4.1)

Где: T – средняя осадка, м,

L – длина судна между перпендикулярами, м.

Параметр является коэффициентом полноты площади ДП.

К параметрам руля, влияющим на управляемость, относится его площадь, форма и место размещения.

Форма руля характеризуется его относительным удлинением, определяемым по формуле: , (4.2)

Где: – высота руля по балеру, м;

- площадь пера руля, м. кв.

Влияние отношения L|B. Увеличение этого отношения приводит к росту сопротивления поперечному перемещению (росту поперечной гидродинамической силы Ry), что приводит к уменьшению угла дрейфа на циркуляции и, следовательно, к сохранению высокой линейной скорости, т.к. лобовое сопротивление при малых углах дрейфа возрастает незначительно. Кроме того, возрастает демпфирующее влияние гидродинамического момента, M_R, входящего в третье уравнение системы, что приводит к уменьшению угловой скорости (скорости изменения курса). Таким образом, суда с большим отношением L|B обладают худшей поворотливостью и лучшей устойчивостью на курсе.

Влияние коэффициента полноты. Увеличение этого коэффициента приводит к уменьшению поперечной гидродинамической силы Ry и уменьшению демпфирующего момента MR, а следовательно, к улучшению поворотливости и ухудшению устойчивости на курсе.

Влияние дифферента. Увеличение дифферента на корму приводит к смещению центра боковой силы (ЦБС) от миделя в сторону кормы, поэтому возрастаетустойчивость на курсе и ухудшается поворотливость. С другой стороны, дифферент на нос резко ухудшает устойчивость на курсе – судно становится рыскливым, что усложняет маневрирование.

Влияние коэффициента . Суда с большим коэффициентом (малая площадь кормового подреза fк) обладают худшей поворотливостью и лучшей устойчивостью на курсе.

Влияние площади руля Sр. Увеличение Sр увеличивает поперечную силу руля Ррy, одновременно возрастает и демпфирующее действие руля. Практически получается, что увеличение площади руля приводит к улучшению поворотливости лишь при больших углах перекладки.

Влияние относительного удлинения руля . Увеличение при неизменной его площади Sр приводит к возрастанию поперечной силы руля, что несколько улучшает поворотливость.

Влияние места расположения руля. Если руль расположен в винтовой струе, то скорость натекания воды на руль возрастает за счет дополнительной скорости потока, вызванной винтом, что обеспечивает значительное улучшение поворотливости. Этот эффект особенно проявляется на одновинтовых судах в режиме разгона, а по мере приближения скорости к установившемуся значению эффект заметно уменьшается.

На двухвинтовых судах руль, расположенный в ДП, обладает относительно малой эффективностью. Если же на таких судах установлены два руля за каждым из винтов, то поворотливость резко возрастает.