Az edény keringése során fellépő centrifugális erő nagysága attól függ. A keringés általában három szakaszra oszlik: manőverezhető, evolúciós és állandó. A keringési átmérőt a hátsó vég írja le

Ha a kormánylapátot eltávolítják a hajó középvonali síkjából (DP), akkor a hajó ívelt pályán mozog. Ezt a pályát, amelyet a hajó súlypontja ír le, ún keringés.

A keringésnek négy periódusa van: előzetes, manőverező, evolúciós és állandó keringés.

Az előzetes időszak az az idő, amely a kormányos parancs kiadásának pillanatától a kormány elmozdulásáig eltelt idő.

A manőverezési periódus az az idő, amely attól a pillanattól kezdődik, amikor a kormány elkezd elmozdulni, egészen addig a pillanatig, amikor véget ér.

Az evolúciós periódus a kormánykerék váltásának befejezésétől addig a pillanatig tartó időszak, amikor a mozgáselemek stabil jelleget öltenek.

Az egyenletes keringés időszaka attól a pillanattól kezdődik, amikor a hajó súlypontja egy zárt görbe mentén mozog.

A keringés kezdeti, evolúciós periódusában a DP-ből eltávolított kormánylapátra hidrodinamikai erő hat, melynek egyik összetevője a DP-re merőlegesen irányul, és hajó sodródása. A légcsavar ütközőjének és oldalirányú erőjének hatására a hajó előremozdul és a kormánylapáttal ellentétes irányba tolódik el. Ezért a sodródással együtt az edény fordított elmozdulása következik be a fordulással ellentétes irányba. A keringési pálya az első pillanatban torzul. A fordított elmozdulás csökken, ahogy a centrifugális tehetetlenségi erő növekszik, az edény súlypontjára ható és a felé irányuló kívül fordulat. A fordított elmozdulás kivezeti az edényt a keringésből. És bár nem haladja meg az edény szélességének felét, figyelembe kell venni, különösen akkor, amikor éles fordulatokat szűkségben.

Az egyenletes keringés időszakában a hajó kormányára és törzsére ható erők nyomatékai kiegyenlítődnek és a hajó körben mozog. A hajó mozgási paramétereinek megsértése akkor fordulhat elő, amikor a kormányszög, a hajó sebessége vagy külső erők hatására megváltozik.

Az edény keringésének fő elemei az átmérő és a periódus. A keringési átmérő jellemzi az edény manőverezhetőségét. Van egy taktikai cirkulációs átmérő Dt és egy állandó cirkulációs átmérő Dc (163. ábra).

Taktikai keringési átmérő Dt - ez a távolság a hajó kezdeti iránya és a fordulása után 180°-kal, és a tengeri szállítóhajók 4-6 hossza.

Az állandó cirkuláció átmérője Dc - Ez annak a körnek az átmérője, amely mentén a hajó súlypontja egyenletes keringés közben mozog.

A taktikai keringés átmérője körülbelül 10%-kal nagyobb, mint az állandó keringés átmérője.

A keringési átmérő számos tényezőtől függ: hosszúság, szélesség, merülés, rakodás, hajó sebessége, trimm, dőlés, oldal és fektetési szög, légcsavarok és kormányok száma stb.

Keringéskor. A hajó DP-je nem esik egybe a súlypont görbe pályájának érintőjével. Ennek eredményeként egy R eltolódási szög alakul ki A hajó orra a keringési görbén belül, a far pedig kifelé mozog. A sebesség növekedésével a sodródási szög nő, és fordítva. Az elsodródási szög jelenléte miatt a forgalomban lévő edény a méreténél nagyobb vízcsíkot foglal el. Szűk navigációs körülmények között manőverezéskor és elhaladáskor ezt a navigátoroknak figyelembe kell venniük.

A következő, a hajó manőverezhetőségét jellemző elem az keringési időszak. Ennyi idő kell ahhoz, hogy a hajó 360°-ot elforduljon. Ez függ a hajó sebességétől és a kormánylapát szögétől. A sebesség és a kormányszög növekedésével a keringési periódus csökken. A kormány eltolásakor a hajó kezdetben a fordulás irányába gurul. A keringésben a mozgás kezdetén eltűnik és további mozgással a hajó a fordulattal ellentétes irányba kezd gurulni. Ez azzal magyarázható, hogy kezdetben egy billenőnyomaték hat a hajóra M"cr, erőből eredő R - víznyomás a kormánylapáton és erő R oldalirányú ellenállás (164. ábra). Ahogy az edény tovább fordul, a tehetetlenségi centrifugális erő hatni kezd rá TO, a hajó súlypontjára (G) alkalmazva és a fordulat külső oldalára irányítva az oldalirányú ellenállási erőt R. Ez a két erő egy pillanatot alkot M"cr, lényegesen nagyobb, mint az M"cr, amely az eltolt kormánylapáttal ellentétes oldalon (a kanyar ellentétes oldalán) billenti a hajót. A fenti magyarázat leegyszerűsített. A valóságban az erők eloszlása ​​egy kanyar során bonyolultabb.

Erők hatása a keringésre

A cirkulációs elemek meghatározása

A keringtető elemek meghatározása többféleképpen történhet: radarral, fázis RNS-sel, lebegő objektumokkal, igazításokon, két vízszintes szöggel, irányszöggel és függőleges szöggel stb.

A cirkulációs elemeket empirikusan határozzuk meg a főmotor fő üzemmódjaihoz (teli, közepes, kicsi, legkisebb), bal és jobb oldali átforduláskor, ballasztban és teljes terhelésben.

A hajó mozgékonysága azt jelenti, hogy a kormány (vezérlőelemek) hatására képes mozgásirányt változtatni, és adott görbületű pályán mozogni. A hajó mozgását ívelt pályán eltolt kormánylapáttal nevezzük keringés. (A hajótest különböző pontjai a keringés során különböző pályákon mozognak, ezért ha nincs külön kimondva, a hajó röppályája a CG pályáját jelenti.)

Egy ilyen mozgással az ér orrát (1. ábra) a keringésbe irányítjuk, és a CG pálya érintője és a középsík (DP) közötti a 0 szöget ún. eltolódási szög a keringésben.

A pálya ezen szakaszának görbületi középpontját keringési középpontnak (CC), a CC és a CG közötti távolságot (O pont) nevezzük. - keringési sugár.

ábrán. Az 1. ábrán látható, hogy az edény hosszában különböző pontok különböző görbületi sugarú pályákon mozognak, közös súlyponttal és eltérő elsodródási szöggel. A hátsó végén található pontnál a keringési sugár és az eltolódási szög maximális. A DP-n a hajónak van egy speciális pontja - forgó rúd(PP), amelynél az eltolási szög egyenlő nullával, A PP helyzete, amelyet a CC-ből a DP-be süllyesztett merőleges határoz meg, a CG-től a DP mentén az orr felé tolódik el körülbelül a hajó hosszának 0,4-ével. ; Ennek az elmozdulásnak a nagysága kis határokon belül változik a különböző edényeken. A DP azon pontjainál, amelyek a PP ellentétes oldalán helyezkednek el, az eltolódási szögek ellentétes előjelűek. Az ér szögsebessége a keringési folyamat során először gyorsan növekszik, eléri a maximumot, majd ahogy az Y o erő alkalmazási pontja a far felé tolódik, enyhén csökken. Amikor a P y és Y o erők nyomatékai kiegyenlítik egymást, a szögsebesség állandósult állapotú értéket kap.

A hajó keringése három szakaszra oszlik: manőverezés, amely megegyezik a kormány eltolásának idejével; evolúciós - attól a pillanattól kezdve, amikor a kormányt eltolják, addig a pillanatig, amikor a hajó lineáris és szögsebessége állandósult állapotba kerül; állandó - az evolúciós időszak végétől addig, amíg a kormánykerék eltolt helyzetben marad. A tipikus keringést jellemző elemek (2. ábra):

- l 1 bővítmény- az a távolság, amellyel a hajó súlypontja a kezdeti irány irányába elmozdul a kormánylapát eltolásának pillanatától a 90°-os irányváltoztatásig;

- előre elmozdulás l 2- az eredeti irányvonal és a hajó súlypontja közötti távolság abban a pillanatban, amikor annak iránya 90°-kal megváltozott;



-fordított torzítás l 3- az a távolság, amellyel a kormány oldalirányú erejének hatására a hajó súlypontja az eredeti irányvonalról oldalra tolódik, ellenkező irányba esztergálás;

- taktikai cirkulációs átmérő D T- a legrövidebb távolság a hajó DP-je a kanyar elején és helyzete a 180°-os irányváltoztatás pillanatában;

- állandó keringés átmérője D száj- a hajó DP-jének helyzetei közötti távolság két egymást követő, 180°-kal eltérő pályán, egyenletes mozgással.

Az evolúciós időszak és a kialakult keringés között nem lehet egyértelmű határt húzni, mivel a mozgás elemeinek változása fokozatosan elhalványul. Hagyományosan feltételezhetjük, hogy 160-180°-os elforgatás után a mozgás az állandósult állapothoz közeli karaktert kap. Így a hajó gyakorlati manőverezése mindig bizonytalan körülmények között történik.

Kényelmesebb a keringési elemeket manőverezés közben dimenzió nélküli formában kifejezni - testhosszban:

ebben a formában könnyebb összehasonlítani a különböző erek mozgékonyságát. Minél kisebb a dimenzió nélküli érték, annál jobb a mozgékonyság.

Hagyományos szállítóhajó keringető elemei adott kormányszögnél gyakorlatilag függetlenek a kezdeti fordulatszámtól a motor állandó üzemi állapotában. Ha azonban a kormány eltolásakor növeli a propeller sebességét, a hajó élesebb fordulatot fog végrehajtani. , mint a főmotor (MA) változtathatatlan üzemmódja esetén.

Két rajz mellékelve.

ábrán szemléltethető a motorterhelés változása a hajó gyorsítása során. 2.19. Rögzített állású légcsavarra történő közvetlen átvitellel rendelkező telepítésnél, kioldó tengelykapcsoló hiányában, a motor indításakor a propeller egyidejűleg forogni kezd. Az első pillanatban a hajó sebessége nullához közelít, így a dízelmotor terhelése aszerint változik. kikötőcsavar jellemző amíg nem metszi a motor szabályozási karakterisztikáját (1-2. szakasz), amely megfelel a minden üzemmód szabályzó vezérlőkarjának egy bizonyos helyzetének. Továbbá, ahogy a hajó sebessége nő, a terhelés a motor szabályozási jellemzőinek megfelelően csökken (2-3. szakasz). A 3. pontban a hajó befejezi a meghatározott sebességre való gyorsítást csavar jellegzetes II. A további gyorsítás az edény kívánt sebességének eléréséig a csavar karakterisztikája szerint történik (3-5 ÷ 13-14 szakaszok) Ebből a célból az össz-mód szabályozó vezérlőkarja számos köztesbe van beépítve a motor szabályozási jellemzőinek megfelelő pozíciókat. Jellemzően a motor szabályozási karakterisztikájának minden közbenső helyzetében késleltetés szükséges a hajó megfelelő sebességének eléréséhez és a motor termikus állapotának megállapításához. Az árnyékolt területek megfelelnek a hajó gyorsításához szükséges motormunkának. A hajó fokozatos gyorsítása kevesebb motormunkát tesz lehetővé, és kiküszöböli a motor túlterhelésének lehetőségét.

Rizs. 2.19. A motorterhelés változása a hajó gyorsítása során

A hajó vészgyorsítása esetén a minden üzemmódú szabályozó vezérlőkarja a motor beindítása után azonnal elmozdul a főtengely névleges fordulatszámának megfelelő pozícióból. Vasút üzemanyag-szivattyú A nagynyomású szelepet a szabályozó a maximális üzemanyag-ellátásnak megfelelő helyzetbe mozgatja. Ez oda vezet, hogy az effektív teljesítmény és a forgattyús tengely forgási sebességének változása a gyorsítási periódus során meredekebb csavarkarakterisztikán (a 2.19. ábrán - az edény relatív sebességének megfelelő karakterisztika mentén = 0,4) megy végbe. A 15. pontban a motor eléri a motor külső névleges fordulatszámát. A hajó további gyorsulásával a motor terhelése a motor külső névleges fordulatszámának megfelelően változik (15-14. szakasz). A 14. pont a motor terhelését jellemzi a hajó gyorsulásának végén.

ábrán. A 2.19. ábra a motor terhelésének változásának dinamikáját mutatja a hajó gyorsítása során azzal a feltételezéssel, hogy egy esetben (a hajó lassú gyorsulásával) a terheléseket elsősorban a csavar karakterisztikája helyzete határozza meg, és a hajó gyors gyorsulásakor a motor eléri a külső névleges fordulatszám-karakterisztikát. Ebben az esetben a motor túlterhelt az effektív nyomaték szempontjából.

Fentebb a gyorsítási módot vettük figyelembe rögzített légcsavar jelenlétében. A propeller légcsavarral felszerelt telepítés a hajó gyorsabb felgyorsítását biztosítja a motorok effektív teljesítményének teljes kihasználása és a hajó magasabb vontatási jellemzőinek köszönhetően.

A motor működési körülményei a hajó gyorsítása során az üzemanyag-ellátás szabályozásának módjától és a motorvezérlők mozgási törvényétől függenek.

A motorok terhelésének változása a hajó keringtetése során. A terhelés főmotorokra gyakorolt ​​hatásának jellege szerint a hajó teljes keringési manőverét fel kell osztani a keringésből való be- és kilépési szakaszokra, valamint egy állandó keringési sugarú mozgásszakaszra. Az első két szakaszban a hajtóművek bizonytalan üzemmódban működnek, amelyet a hajó sebességének, elsodródási szögének és kormányszögének változása okoz. A keringési sugár megtartása mellett a hajtóművek steady-state üzemmódban működnek, amelyek azonban eltérnek a hajó előremeneti irányától. A keringés során az edény nemcsak a sugár mentén mozog, hanem sodródással is; sebessége a kardántengely azonos forgási sebessége mellett csökken, a légcsavarok ferde vízáramlásban működnek, hatásfokuk csökken. Ebben a tekintetben nő a motor terhelése. A motorterhelés növekedése a sebességtől, a hajótest alakjától, a kormányok kialakításától és eltolási szögétől függ.

A G tömegközéppont görbe vonalú mozgási pályáját, amikor a kormánykereket egy bizonyos szögbe eltoljuk és ebben a helyzetben tartjuk, ún. keringés

4 keringési periódus van:

  1. Előzetes időszak- az eltelt idő attól a pillanattól kezdve, hogy a kormányosnak kiadták a parancsot, és a kormány elmozdulásáig eltelt idő.
  2. Manőverezési cirkulációs időszak- a kormányváltás kezdete és vége határozza meg. azok. időben egybeesik a kormányváltás időtartamával.
  3. A keringés evolúciós időszaka- attól a pillanattól kezdődik, amikor a kormányzás befejeződik, és akkor ér véget, amikor a mozgás elemei állandó jelleget öltenek.
  4. Egyenletes keringési időszak- attól a pillanattól kezdődik, amikor a súlypont egy zárt egyenes mentén mozog, változatlan kormánykerék mellett.

Az edény mozgásának elemei a keringésben: dt - a keringés taktikai átmérője; Dc a kialakult keringés átmérője; l 1 - kiterjesztése - a hajó súlypontjának helyzete közötti távolság a keringés kezdeti pillanatában és 90°-os fordulat után: l 2 - fordított elmozdulás; l 3 - elmozdulás előre - az eredeti irányvonaltól a hajó súlypontjáig mért távolság 90°-os fordulás után. B-drift szög

A keringés kezdeti, evolúciós periódusában a DP-ből eltávolított kormánylapátra hidrodinamikai erő hat, amelynek egyik összetevője merőleges a DP-re, és a hajó elsodródását okozza. A légcsavar ütközőjének és oldalirányú erőjének hatására a hajó előrehalad, és a kormánylapáttal ellentétes irányba tolódik el. Ezért a sodródással együtt az edény fordított elmozdulása következik be a fordulással ellentétes irányba. A keringési pálya az első pillanatban torzul. A fordított elmozdulás csökken, ahogy a centrifugális tehetetlenségi erő növekszik, az edény súlypontjára ható, és a fordulat külseje felé irányul. A fordított elmozdulás kivezeti az edényt a keringésből. És bár nem haladja meg az edény szélességének felét, ezt figyelembe kell venni, különösen akkor, ha szűk területeken éles kanyarokat hajt végre.

Az egyenletes keringés időszakában a hajó kormányára és törzsére ható erők nyomatékai kiegyenlítődnek és a hajó körben mozog. A hajó mozgási paramétereinek megsértése akkor fordulhat elő, amikor a kormányszög, a hajó sebessége vagy külső erők hatására megváltozik.

Az edény keringésének fő elemei az átmérő és a periódus. A keringési átmérő jellemzi az edény manőverezhetőségét. Létezik Dt taktikai cirkulációs átmérő és Dc állandó cirkulációs átmérő.

A taktikai keringési átmérő Dt a hajó kezdeti iránya és a 180°-os fordulása utáni távolság, és a tengeri szállítóhajók 4-6 hosszát jelenti.

Az állandó keringés átmérője Dc annak a körnek az átmérője, amely mentén az edény súlypontja az egyenletes keringés során elmozdul. A taktikai keringés átmérője körülbelül 10%-kal nagyobb, mint az állandó keringés átmérője.

A keringési átmérő számos tényezőtől függ: hosszúság, szélesség, merülés, rakodás, hajó sebessége, trimm, dőlés, oldal és fektetési szög, légcsavarok és kormányok száma stb.

Keringéskor. A hajó DP-je nem esik egybe a súlypont görbe pályájának érintőjével. Ennek eredményeként egy R eltolódási szög alakul ki A hajó orra a keringési görbén belül, a far pedig kifelé mozog. A sebesség növekedésével a sodródási szög nő, és fordítva. Az elsodródási szög jelenléte miatt a forgalomban lévő edény a méreténél nagyobb vízcsíkot foglal el. Szűk navigációs körülmények között manőverezéskor és elhaladáskor ezt a navigátoroknak figyelembe kell venniük.

A következő, a hajó manőverezhetőségét jellemző elem a keringési periódus. Ennyi idő kell ahhoz, hogy a hajó 360°-ot elforduljon. Ez a hajó sebességétől és a kormánylapát szögétől függ. A sebesség és a kormányszög növekedésével a keringési periódus csökken. A kormány eltolásakor a hajó kezdetben a fordulás irányába gurul. A keringésben a mozgás kezdetén eltűnik és további mozgással a hajó a fordulattal ellentétes irányba kezd gurulni. Ez azzal magyarázható, hogy a hajót eleinte a P erőből eredő M"cr billenőnyomaték hat - a kormánylapátra ható víznyomás és az oldalirányú ellenállás R erője. A hajó további forgásával a A hajó súlypontjára kifejtett K centrifugális tehetetlenségi erő G) és a fordulat külső oldalára irányul, és az oldalirányú ellenállási erő R. Ez a két erő jelentős mértékben M"cr nyomatékot alkot. nagyobb, mint M"cr, ami a hajót az eltolt kormánylapáttal ellentétes oldalon (a fordulással ellentétes oldalon) billenti.

 

Hasznos lehet elolvasni: