Управляемость судна. Циркуляция. Маневренные элементы судна

1.

Для перехода к следующему
слайду, нажмите на левую
клавишу мыши

2. Учебный центр специалистов морского транспорта

►ОСНОВЫ
СУДОВОЖДЕНИЯ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
БЕЗОПАСНОСТИ
МОРЕПЛАВАНИЯ.
УПРАВЛЯЕМОСТЬ СУДНА

3. В СООТВЕТСТВИИ С МИНИМАЛЬНЫМИ ТРЕБОВАНИЯМИ К КОМПЕТЕНТНОСТИ ЛИЦ РЯДОВОГО СОСТАВА, ВХОДЯЩИХ В СОСТАВ ХОДОВОЙ НАВИГАЦИОННОЙ ВАХТЫ

МК ПДНВ -78
А-ІІ/4

4. УПРАВЛЯЕМОСТЬ СУДНА. ЦИРКУЛЯЦИЯ.МАНЕВРЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СУДНА.

5. Инерционные свойства судна

Торможение
судна
происходит
вследствие изменения движущей силы
(уменьшения
частоты
вращения
винта)
или
увеличения
силы
сопротивления
(усиления
ветра,
волнения). Процесс замедления или
ускорения будет продолжаться до тех
пор, пока силы, действующие на
судно, не уравновесятся, (движение
станет
установившимся)
либо
прекратят свое действие (судно
остановится).
► Падение скорости при торможении
происходит почти линейно.
► Основными
элементами
инерции
являются время t и расстояние S,
необходимые судну для его остановки
или приобретения другой заданной
скорости
после
изменения
или
прекращения работы движителя.

6. Инерционные свойства судна

На инерционные характеристики судна влияют различные
факторы: начальная скорость движения, загрузка, крен,
дифферент, тип и мощность силовой энергетической установки,
глубина места и гидрометеорологические условия. Процесс
торможения судна от исходной точки до остановки состоит из трех
периодов: предварительного, пассивного и активного.
Предварительный – время с момента подачи команды о начале
торможения до начала падения частоты вращения винта.
Пассивное торможение – это период движения судна при
сброшенной нагрузке главного двигателя. Активное торможение –
это время с момента начала вращения гребного винта на задний
ход до полной остановки судна.
Тормозной путь и время торможения в основном зависят от
начальной скорости, водоизмещения, силы упора винта при работе
движителя на задний ход и от влияния внешних сил – ветра,
волнения, течения.
Тормозные характеристики судна также как и элементы
циркуляции определяются опытным путем.

7. Влияние различных факторов на маневренные элементы судна

Влияние размещения грузов. Маневренные элементы судна в полном
грузу и в балласте имеют различные значения. В грузу диаметр
циркуляции и инерция больше. Судно медленнее набирает ход и для его
поворота требуется большая перекладка руля. Для гашения инерции
требуется больше времени. При размещении тяжелых грузов в концевых
трюмах ухудшается поворотливость, а также устойчивость на курсе.
► Влияние дифферента. Нормальным считается дифферент равный нулю
или дифферент на корму 50 см. При большем дифференте на корму или
на нос уменьшается скорость. Поворотливость ухудшается с увеличением
дифферента на корму, судно лучше слушается руля, но имеет большую
рыскливость.
► Влияние крена. При наличии крена судно не идет прямо, а уклоняется с
курса в сторону, противоположную крену из за того, что скуловые
образования испытывают неодинаковое сопротивление воды. Чтобы
удержать судно на курсе, необходимо несколько переложить руль в
сторону крена. Любая перекладка руля – потеря скорости.

8. Влияние различных факторов на маневренные элементы судна

Влияние ветра и волнения. Зависит от направления и скорости ветра
относительно курса, высоты надводного борта, развитости палубных надстроек, их
обтекаемости. При ветре носовых курсовых углов скорость уменьшается, судно
приводится к ветру или уваливается под ветер. При направлении ветра с кормовых
курсовых углов, т. е. при попутном силой до 5 баллов, несколько увеличивается
скорость. На судно низко сидящее ветер оказывает меньшее влияние.
Направление волнения совпадает со скоростью ветра. Появляется качка,
увеличивается рыскливость, что ухудшает управляемость судна. При волнении по
корме, рыскливость может составлять 25 – 30 град, с большим креном на оба
борта. Если направление движения судна на волну, т. е. волна с носовых курсовых
углов, то может возникнуть слеминг – удары волн о носовую часть днища судна.
► Влияние мелководья. В районах малых глубин уменьшается скорость и
увеличивается рыскливость, особенно, если рельеф дна неровный. Кроме этого
возможно, проседание судна и касание грунта. По мере уменьшения глубины под
килем будет ухудшаться управляемость. Характерным признаком выхода на малую
воду является вибрация судна и появление крупной и крутой волны за кормой.
Если при плавании на мелководье судно приближается к глубокой воде, то оно
стремится на глубокую воду.
► Влияние узкозти. Увеличивается сопротивление воды и уменьшается скорость.
На мелководье потеря скорости достигает 25 – 30%, с уменьшением скорости
ухудшается управляемость из-за того, что вытесняемая судном вода не может
свободно распространяться в стороны.
► Влияние сил притяжения и отталкивания судов проходящих близко один от
другого.

9. УПРАВЛЯЕМОСТЬ

Управляемость – способность судна удерживать
заданное направление движения или изменять его под
действием пера руля. Управляемость объединяет два
свойства
судна
–
устойчивость
движения
и
поворотливость. Эти два свойства находятся в
противоречии. Нельзя одновременно создать судно
хорошо устойчивое на курсе и хорошо поворотливое.
Уход судна с курса при прямом положении руля
называется рыскливостью. Амплитуда рыскания судна в
тихую погоду небольшая. Поэтому для удержания судна
на курсе требуется небольшое количество перекладок
руля. Рыскливость зависит от расположения надстроек,
крена, дифферента судна, загрузки, квалификации
рулевого.
Движение ЦТ судна по криволинейной траектории
называется циркуляцией.

10.

11. ЦИРКУЛЯЦИЯ

DT-тактический диаметр
циркуляции;
► DЦ – диаметр установившейся
циркуляции;
► ℓ-выдвиг-расстояние между
положениями центра тяжести
судна в начальный момент
циркуляции и после поворота на
90º;
► ℓ1=(0,6÷1,2) DЦ;
ℓ2-обратное смещение;
ℓ3-прямое смещение – расстояние
от линии первоначального курса
до центра тяжести судна после
поворота на 90º;
► ℓ3=(0,4÷0,6) DЦ;
► β- угол дрейфа.

12. СТАНДАРТНЫЕ КОМАНДЫ НА РУЛЬ. (STANDARD WHELL ORDERS)

Все команды, подаваемые на руль, должны
повторяться рулевым. Вахтенный офицер
(помощник капитана) должен убедиться, что
они выполняются немедленно и правильно.
Все команды на руль действуют до тех пор,
пока не будут отменены. Рулевой должен
немедленно доложить, если судно не
слушается руля.
Если возникает подозрение, что рулевой
невнимателен, ему должен быть задан вопрос
и получен от него ответ.
What is your course? Какой у Вас курс?
My course is ….Мой курс ….Это служит для
рулевого напоминанием о необходимости
быть внимательным на руле.
КОМАНДА И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ.
1.1..Midships. Прямо руль. Руль привести в
1.2. Port five. Руль лево пять. Руль переложить
1.3. Port ten..Руль лево десять.Руль
1.4. Port fifteen. Руль лево пятнадцать. Руль
1.5. Port twenty. Руль лево двадцать. Руль
1.6. Port twenty-fiwe. Руль лево двадцать пять.
переложить налево до предела.
1.8. Starboard five. Руль право пять. Руль
переложить 5° вправо.
1.9. Starboard ten. Руль право десять. Руль
переложить 10° вправо.
1.10. Starboard fifteen. Руль право пятнадцать.
Руль переложить 15° вправо.
1.11. Starboard twenty. Руль право двадцать.
Руль переложить 20° вправо.
1.12. Starboard twenty five. Руль право
1.13. Hard-a-starboard. Руль право на борт.
1.14. Easy to five..Держать лево/право 5°.
1.15. Easy to ten..Держать лево/право 10°.
1.16. Easy to fifteen. Держать лево/право 15°.
1.17. Easy to twenty. Держать лево/право 20°.
диаметральную плоскость.
на 5° влево.
переложить на 10° влево.
переложить на 15° влево.
переложить на 20° влево.
Руль переложить на 25° влево.
1.7. Hard-a-port. Руль лево на борт. Руль
двадцать пять Руль переложить 25° вправо.
Руль положить направо до предела.
Отвести руль до положения 5° лево/право.
Отвести руль до положения 10° лево/право.
Отвести руль до положения 15° лево/право.
Отвести руль до положения 20° лево/право.

13. СТАНДАРТНЫЕ КОМАНДЫ НА РУЛЬ. (STANDARD WHELL ORDERS)

1.18. Steady. Одерживай. Отвести руль в диаметральную плоскость
перекладкой в противоположную сторону погасить инерцию поворота.
1.19. Steady as she goes.Так держать. Держать судно на курсе, который был на
и
путевом компасе в момент подачи команды.
Рулевой повторяет команду и докладывает компасный курс, который был при
получении команды. Когда судно будет точно на этом курсе, рулевой обязан
доложить:
«курс такой-то» (Steady on…)
► Когда вахтенному офицеру (помощнику капитана) требуется задать рулевому курс
по компасу, он должен указать сторону перекладки руля и курс; при этом каждая
цифра курса повторяется, отдельно включая нуль, например:
Команда Заданный компасный курс
► Port, steer one eight two. Лево руля, держать один восемь два182° Starboard,
steer zero eight two. Право руля, держать ноль восемь два 082° Port, steer
three zero five. Лево руля, держать три нуль пять 305° Приняв команду лечь на
курс 182° градуса, рулевой должен повторить её и привести судно на заданный
курс. Когда судно будет точно на заданном курсе рулевой обязан доложить: «Курс
182°» (Steady on one eight two). Лицо, давшее команду, должно подтвердить
получение доклада.
► Если желательно, чтобы судно легло курсом на какой-либо избранный ориентир,
рулевому дается команда:
«Держать на … буй/ориентир/знак» (Steady on … buoy/mark/beacon).
Лицо, давшее команду, должно подтвердить получение доклада.

14. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ СУДНА

15.

16. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ СУДНА

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27. Влияние работы движителей на управляемость судна

Скорости судна.
Полный ход – 100 % технической скорости, средний 75 % скорости полного хода малый ход – 50 %.
Под самым малым ходом понимается наименьшая
скорость, при которой судно способно управляться
(слушаться руля). Самый полный ход – максимально
возможный ход даваемый в критических ситуациях на
непродолжительное время (10 – 15 минут).
При одной и той же частоте вращения винта судно
развивает на заднем ходу значительно меньшую
скорость, чем на переднем. Эффективность заднего
хода на одну ступень меньше переднего, т. к. гребной
винт рассчитан на работу на переднем ходу, и обводы
судна рассчитаны на движение вперед.

28. Характеристики гребного винта

Диаметр винта – диаметр окружности, описываемый концами
лопастей. Шаг винта – путь, проходимый винтом за один оборот
в твердом теле. КПД гребного винта – отношение мощности,
развиваемой винтом, к эффективной мощности главного
двигателя.
Гребные винты изготавливают правого и левого вращения (шага).
Винт правого шага у судна, идущего передним ходом, вращается
слева направо, т. е. По часовой стрелке, если смотреть с кормы.
Винт левого шага вращается против часовой стрелки. На
одновинтовых судах устанавливают винт правого шага; на
двухвинтовом правый борт – правого шага, левый борт – левого.
Сила С1, которая действует на корму судна вследствие
набрасывания воды на перо руля, называется силой
набрасываемой струи. Вращению винта противодействует вода,
Это сопротивление воды называется силой реакции и
обозначается буквой D.

29.

30.

31.

32. СОВМЕСТНОЕ ВЛИЯНИЕ ВИНТА И РУЛЯ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ СУДНА НА ПЕРЕДНЕМ ХОДУ

33. Влияние силы набрасываемой струи

Частицы воды, отбрасываемые винтом, перемещаются
кругообразно, встречая на своем пути препятствие в виде
руля, оказывая на него давление, которое будет больше в
правой нижней части, чем в левой верхней, вследствие
большего гидростатического давления на глубине.
Вследствие этого при постоянном давлении на перо руля,
находящегося в прямом положении корма будет
стремиться уклониться влево. С1 первой лопасти
направлена вниз и никакого действия на отклонение
кормы не оказывает, также как и лопасть три силой С3
направленной вверх. С2 второй лопасти набрасываемой
воду на нижнюю часть пера, а стремится отклонить корму
влево. Четвертая лопасть набрасывает воду на верхнюю
часть пера руля с силой С4, стремится отклонить корму
вправо. Гидростатическое давление в нижней части пера
руля из-за увеличения глубины больше, поэтому С2 будет
больше С4 и корма судна вследствие этого, будет
уваливаться вправо, нос влево.

34. Влияние силы реакции

Движению лопасти I вправо противодействует сила D1
стремящаяся оттолкнуть её влево, что приводит к
уклонению кормы влево. Лопасти II противодействует
сила D2 поднимающая корму вверх, также как и
лопасти IV противодействует сила D4 стремящаяся
опустить корму вниз. Обе последние силы никакого
влияния на перемещение кормы в сторону не
оказывают. Сила D3 противодействует лопасти III,
стремясь уклонить корму вправо. При сравнении сила
D3 будет больше силы D1 из-за различия плотности
воды на разных глубинах. Следовательно, под
действием силы D корма одновинтовых судов правого
шага на переднем ходу отклоняется вправо, а нос –
влево. Силы D2, D4 поднимая и опуская корму создают
вибрацию.

35. Влияние силы попутного следа

При движении судна вперед, за кормой, при раздвижении носовой частью
воды создается разряженное пространство, в которое устремляется вода,
создавая попутное течение, которое носит название попутного следа.
Из – за не одинаковости обводов кормы по высоте степень разряжения
воды за кормой на разных глубинах будет различна, имея наибольшее
значение, у поверхности ослабевая по мере увеличения глубины. Частицы
воды, устремляющиеся за корпусом, будут создавать на лопасти винта
непрерывное давление с силой «b», действующий на лопасти сзади,
относят корму влево, а нос вправо. Таким образом, на поворотливость
судна при движении вперед влияют три силы: набрасываемой струи – С;
реакции воды - D; попутного следа – b;
С и b - стремятся уклонить корму влево, а сила D – вправо.
Из практики известно, что у одновинтового судна с винтом
правого шага, имеющего передний установившийся ход, если
поставить руль прямо, то судно будет уклоняться вправо. Чтобы
заставить судно, идти прямо, нужно немного переложить руль на
левый борт. Диаметр циркуляции вправо у такого судна будет
несколько меньше диаметра циркуляции влево.

36. СОВМЕСТНОЕ ВЛИЯНИЕ ВИНТА И РУЛЯ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ СУДНА НА ЗАДНЕМ ХОДУ

37. СЛЕМИНГ