Mărimea forței centrifuge în timpul circulației vasului depinde. Circulația este de obicei împărțită în trei perioade: manevrabilă, evolutivă și constantă. Diametrul de circulație descris de capătul din spate

Dacă lama cârmei este îndepărtată din planul liniei centrale (DP) al navei, atunci nava se va deplasa de-a lungul unei traiectorii curbe. Această traiectorie, descrisă de centrul de greutate al navei, se numește circulaţie.

Există patru perioade de circulație: preliminară, de manevră, evolutivă și circulație constantă.

Perioada preliminară este timpul din momentul în care comanda este dată cârmaciului și până când cârma începe să se miște.

Perioada de manevră este timpul de la momentul în care cârma începe să se miște până la momentul în care se termină.

Perioada evolutivă este timpul de la momentul în care volanul este terminat de mișcare până la momentul în care elementele de mișcare capătă un caracter stabil.

Perioada de circulație constantă este din momentul în care centrul de greutate al navei se mișcă de-a lungul unei curbe închise.

În perioada inițială, evolutivă a circulației, asupra palatului cârmei acționează o forță hidrodinamică, îndepărtată din DP, una dintre componentele căreia este îndreptată perpendicular pe DP și provoacă deriva navei. Sub acțiunea opririi elicei și a forței laterale, nava se deplasează înainte și se deplasează în direcția opusă cârmei. Prin urmare, împreună cu deriva, are loc o deplasare inversă a navei în direcția opusă virajului. Traiectoria circulației este distorsionată în primul moment. Deplasarea inversă scade pe măsură ce crește forța centrifugă de inerție, aplicată pe centrul de greutate al vasului și îndreptată spre in afaraîntoarce. Deplasarea inversă duce vasul în afara circulației. Și deși nu depășește jumătate din lățimea vasului, trebuie luat în considerare, mai ales când viraje ascuțiteîn îngustime.

În perioada de circulație constantă, momentele forțelor care acționează asupra cârmei și carenei navei sunt echilibrate, iar nava se mișcă în cerc. Încălcarea parametrilor de mișcare ai navei poate apărea atunci când unghiul cârmei, viteza navei sau sub influența forțelor externe se modifică.

Elementele principale ale circulației unui vas sunt diametrul și perioada. Diametrul de circulație caracterizează manevrabilitatea vasului. Există diametrul de circulație tactică Dt și diametrul de circulație constantă Dc (Fig. 163).

Diametrul de circulație tactic Dt - aceasta este distanța dintre cursul inițial al navei și după virajul acesteia cu 180 ° și este de 4-6 lungimi de nave de transport maritim.

Diametrul circulației constante Dc - Acesta este diametrul cercului de-a lungul căruia se mișcă centrul de greutate al navei în timpul circulației constante.

Diametrul de circulație tactică este cu aproximativ 10% mai mare decât diametrul de circulație constantă.

Diametrul de circulație depinde de mulți factori: lungime, lățime, pescaj, încărcare, viteza navei, trim, ruliu, latura și unghiul de așezare, numărul de elice și cârme etc.

Când circulă. DP-ul vasului nu coincide cu tangenta la traiectoria curbilinie a centrului de greutate. Ca urmare, se formează un unghi de derivă R Prova vasului se mișcă în interiorul curbei de circulație, iar pupa se deplasează spre exterior. Pe măsură ce viteza crește, unghiul de derivă crește și invers. Datorită prezenței unui unghi de derivă, un vas în circulație ocupă o fâșie de apă mai mare decât dimensiunea sa. Acest lucru trebuie să fie luat în considerare de către navigatori atunci când manevrează și depășesc în condiții de navigație înguste.

Următorul element care caracterizează manevrabilitatea navei este perioada de circulatie. Acesta este timpul necesar pentru ca nava să se rotească la 360°. Depinde de viteza navei și de unghiul cârmei. Odată cu creșterea vitezei și a unghiului cârmei, perioada de circulație scade. Când cârma este deplasată, nava se rostogolește inițial în direcția virajului. Dispare la începutul mișcării în circulație și odată cu mișcarea ulterioară nava începe să se rostogolească în sensul opus virajului. Acest lucru se explică prin faptul că inițial acționează un moment de înclinare asupra navei M"cr, izvorât din forță R - presiunea apei asupra lamei cârmei și forța R rezistenţă laterală (Fig. 164). Pe măsură ce vasul se întoarce mai departe, forța centrifugă de inerție începe să acționeze asupra lui LA, aplicat pe centrul de greutate al vasului (G) și direcționat către partea exterioară a virajului și forța de rezistență laterală R. Aceste două forțe formează un moment M"cr, semnificativ mai mare decât M"cr, care înclină nava pe partea opusă cârmei deplasate (partea opusă virajului). Explicația de mai sus este simplificată. În realitate, distribuția forțelor în timpul unei viraj este mai complexă.

Acțiunea forțelor asupra circulației

Definiția Circulation Elements

Determinarea elementelor de circulație se poate face în mai multe moduri: folosind radar, fază RNS, obiecte plutitoare, pe aliniamente, prin două unghiuri orizontale, prin unghi de rezemare și verticală etc.

Elementele de circulație sunt determinate empiric pentru principalele moduri ale motorului principal (plin, mediu, mic, cel mai mic), la viraj prin babord și tribord, în balast și în plină sarcină.

Agilitatea unei nave înseamnă capacitatea sa de a schimba direcția de mișcare sub influența cârmei (comenzi) și de a se deplasa de-a lungul unei traiectorii cu o curbură dată. Se numește mișcarea unei nave cu cârma deplasată de-a lungul unui traseu curbat circulaţie. (Diferitele puncte ale corpului navei în timpul circulației se deplasează de-a lungul unor traiectorii diferite, prin urmare, dacă nu este specificat în mod specific, traiectoria navei înseamnă traiectoria CG-ului său.)

Cu o astfel de mișcare, prova vasului (Fig. 1) este îndreptată în circulație, iar unghiul a 0 dintre tangenta la traiectoria CG și planul central (DP) se numește unghi de deriva pe circulatie.

Centrul de curbură al acestei secțiuni a traiectoriei se numește centru de circulație (CC), iar distanța de la CC la CG (punctul O) - raza de circulatie.

În fig. 1 se poate observa că diferite puncte de-a lungul lungimii vasului se deplasează de-a lungul traiectoriilor cu raze de curbură diferite cu un centru de greutate comun și au unghiuri de derivă diferite. Pentru un punct situat la capatul pupa, raza de circulatie si unghiul de deriva sunt maxime. Pe DP nava are un punct special - stâlp de întoarcere(PP), pentru care unghiul de deriva este egal cu zero, Poziția PP, determinată de perpendiculara coborâtă de la CC la DP, este deplasată de la CG de-a lungul DP la prova cu aproximativ 0,4 din lungimea navei ; Mărimea acestei deplasări variază în limite mici pe diferite nave. Pentru punctele de pe DP situate pe laturile opuse ale PP, unghiurile de deriva au semne opuse. Viteza unghiulară a vasului în timpul procesului de circulație crește mai întâi rapid, atinge un maxim și apoi, pe măsură ce punctul de aplicare al forței Y o se deplasează spre pupa, scade ușor. Când momentele forțelor P y și Y o se echilibrează între ele, viteza unghiulară capătă o valoare constantă.

Circulaţia vasului se împarte în trei perioade: manevră, egală cu timpul de deplasare a cârmei; evolutiv - din momentul în care cârma este deplasată până în momentul în care vitezele liniare și unghiulare ale vasului dobândesc valori la starea de echilibru; constant - de la sfarsitul perioadei evolutive pana cand volanul ramane in pozitia deplasata. Elementele care caracterizează o circulație tipică sunt (Fig. 2):

-extensia l 1- distanța cu care centrul de greutate al navei se deplasează în direcția cursului inițial din momentul în care cârma este deplasată până când cursul se schimbă cu 90°;

- deplasare înainte l 2- distanța de la linia cursului inițial până la centrul de greutate al navei în momentul în care cursul acesteia s-a schimbat cu 90°;



- bias invers l 3- distanța cu care, sub influența forței laterale a cârmei, centrul de greutate al navei se deplasează de la linia inițială a cursului spre lateral; direcție opusă cotitură;

-diametrul circulatiei tactice D T- cea mai scurtă distanță dintre DP-ul navei la începutul virajului și poziția sa în momentul schimbării cursului cu 180°;

- diametrul circulatiei stabile D gura- distanța dintre pozițiile DP-ului navei pentru două curse succesive, care diferă cu 180°, cu mișcare constantă.

Este imposibil de definit o graniță clară între perioada evolutivă și circulația stabilită, deoarece schimbarea elementelor mișcării se estompează treptat. În mod convențional, putem presupune că după o rotație de 160-180°, mișcarea capătă un caracter apropiat de starea de echilibru. Astfel, manevrarea practică a navei are loc întotdeauna în condiții instabile.

Este mai convenabil să exprimați elementele de circulație în timpul manevrei în formă adimensională - în lungimi ale corpului:

în această formă este mai ușor de comparat agilitatea diferitelor vase. Cu cât valoarea adimensională este mai mică, cu atât agilitatea este mai bună.

Elementele de circulație ale unei nave de transport convenționale pentru un unghi dat de cârmă sunt practic independente de viteza inițială la funcționarea motorului în regim de echilibru. Cu toate acestea, dacă creșteți viteza elicei atunci când schimbați cârma, nava va face o viraj mai bruscă. , decât cu un mod constant al motorului principal (MA).

Sunt atasate doua desene.

Modificarea sarcinii motorului în timpul accelerării navei poate fi ilustrată în Fig. 2.19. Într-o instalație cu transmisie directă la o elice cu pas fix, în absența ambreiajelor de deblocare, în timpul pornirii motorului, elicea începe simultan să se rotească. În primul moment, viteza navei este aproape de zero, astfel încât sarcina pe motorul diesel va varia în funcție de caracteristica șurubului de ancorare până când se intersectează cu caracteristica de reglare a motorului (secțiunea 1-2), corespunzătoare unei anumite poziții a pârghiei de comandă a regulatorului pentru toate regimurile. În plus, pe măsură ce viteza navei crește, sarcina scade în funcție de caracteristica de reglementare a motorului (secțiunea 2-3). La punctul 3 nava termină de accelerat la o viteză determinată şurub caracteristică II. O accelerare suplimentară până la atingerea vitezei necesare a vasului se efectuează în funcție de caracteristica șurubului (secțiunile 3-5 ÷ 13-14). poziţii corespunzătoare caracteristicilor de reglementare ale motorului. De obicei, la fiecare poziție intermediară a caracteristicii de reglare a motorului, este necesară o întârziere pentru a atinge viteza corespunzătoare a vasului și pentru a stabili starea termică a motorului. Zonele umbrite corespund muncii motorului necesar suplimentar pentru accelerarea navei. Accelerarea treptată a navei permite o muncă mai mică a motorului și elimină posibilitatea supraîncărcării motorului.

Orez. 2.19. Modificarea sarcinii motorului în timpul accelerării navei

În cazurile de accelerare de urgență a navei, mânerul de comandă al regulatorului pentru toate regimurile, după pornirea motorului, este mutat imediat din poziția în poziția corespunzătoare vitezei nominale de rotație a arborelui cotit. șină pompă de combustibil Supapa de înaltă presiune este deplasată de regulator în poziția corespunzătoare alimentării maxime cu combustibil. Acest lucru duce la faptul că modificarea puterii efective și a vitezei de rotație a arborelui cotit în timpul perioadei de accelerație are loc de-a lungul unei caracteristici a șurubului mai abrupt (în Fig. 2.19 - de-a lungul caracteristicii corespunzătoare vitezei relative a vasului = 0,4). La punctul 15 motorul atinge viteza nominală externă caracteristică a motorului. Odată cu o accelerare suplimentară a navei, sarcina motorului se va modifica în funcție de caracteristica externă a vitezei nominale a motorului (secțiunea 15-14). Punctul 14 caracterizează sarcina asupra motorului la sfârșitul accelerației navei.

În fig. Figura 2.19 prezintă dinamica modificărilor sarcinii pe motor în timpul accelerării vasului, presupunând că într-un caz (cu accelerarea lentă a vasului) sarcinile vor fi determinate în principal de poziția caracteristicii șurubului și cu accelerarea rapidă a navei motorul va atinge caracteristica de turație nominală externă. În acest caz, motorul este supraîncărcat din punct de vedere al cuplului efectiv.

Mai sus, am luat în considerare modul de accelerare în prezența unei elice fixe. O instalație cu elice cu elice asigură o accelerare mai rapidă a navei datorită posibilității de a utiliza pe deplin puterea efectivă a motoarelor și de a obține caracteristici de tracțiune mai ridicate ale navei.

Condițiile de funcționare ale motorului în timpul accelerării navei depind de metoda de control al alimentării cu combustibil și de legea de mișcare a comenzilor motorului.

Modificarea sarcinii motoarelor în timpul circulației navei. În funcție de natura impactului sarcinii asupra motoarelor principale, întreaga manevră de circulație a navei trebuie împărțită în secțiuni de intrare și ieșire din circulație și o secțiune de mișcare cu o rază de circulație constantă. În primele două secțiuni, motoarele funcționează în moduri instabile, cauzate de modificări ale vitezei navei, unghiului de deriva și unghiului cârmei. Menținând raza de circulație, motoarele funcționează în regimuri staționare, care sunt însă diferite de cele care au avut loc în timpul cursului înainte al navei. În timpul circulației, vasul se mișcă nu numai de-a lungul razei, ci și cu deriva; viteza sa scade cu aceeași viteză de rotație a arborelui elicei, elicele funcționează într-un flux de apă oblic, iar eficiența lor scade. În acest sens, sarcina asupra motorului crește. Creșterea sarcinii motorului depinde de turație, de forma carenei navei, de designul cârmelor și de unghiul deplasării acestora.

Traiectoria curbilinie de mișcare a centrului de greutate G atunci când volanul este deplasat la un anumit unghi și menținut în această poziție se numește circulaţie

Există 4 perioade de circulație:

  1. Perioada preliminara- timpul din momentul în care se dă comanda cârmaciului până când cârma începe să se miște.
  2. Perioada de circulație a manevrelor- determinată de începutul și sfârșitul deplasării cârmei. acestea. coincide în timp cu durata deplasării cârmei.
  3. Perioada evolutivă a circulației- începe din momentul în care direcția este finalizată și se termină atunci când elementele de mișcare capătă un caracter constant.
  4. Perioada de circulație constantă- începe din momentul în care centrul de greutate se deplasează de-a lungul unei linii drepte închise, cu volanul în poziție constantă.

Elemente ale mișcării vasului asupra circulației: dt - diametrul tactic al circulației; Dc este diametrul circulației stabilite; l 1 - extensie - distanța dintre pozițiile centrului de greutate al navei în momentul inițial al circulației și după viraj cu 90°: l 2 - deplasare inversă; l 3 - deplasare înainte - distanța de la linia cursului inițial la centrul de greutate al navei după o viraj de 90°. Unghiul de deriva B

În perioada inițială, evolutivă a circulației, asupra palatului cârmei acționează o forță hidrodinamică, îndepărtată din DP, una dintre componentele căreia este îndreptată perpendicular pe DP, și determină deriva navei. Sub acțiunea opririi elicei și a forței laterale, nava se deplasează înainte și se deplasează în direcția opusă cârmei. Prin urmare, împreună cu deriva, are loc o deplasare inversă a navei în direcția opusă virajului. Traiectoria circulației este distorsionată în primul moment. Deplasarea inversă scade pe măsură ce crește forța centrifugă de inerție, aplicată pe centrul de greutate al vasului și direcționată spre exteriorul virajului. Deplasarea inversă duce vasul în afara circulației. Și deși nu depășește jumătate din lățimea vasului, trebuie luată în considerare, mai ales atunci când se fac viraje strânse în zone înguste.

În perioada de circulație constantă, momentele forțelor care acționează asupra cârmei și carenei navei sunt echilibrate, iar nava se mișcă în cerc. Încălcarea parametrilor de mișcare ai navei poate apărea atunci când unghiul cârmei, viteza navei sau sub influența forțelor externe se modifică.

Elementele principale ale circulației unui vas sunt diametrul și perioada. Diametrul de circulație caracterizează manevrabilitatea vasului. Există diametrul de circulație tactică Dt și diametrul de circulație constantă Dc.

Diametrul tactic de circulație Dt este distanța dintre cursul inițial al navei și după virajul acesteia cu 180 ° și este de 4-6 lungimi de nave de transport maritim.

Diametrul circulației constante Dc este diametrul cercului de-a lungul căruia se mișcă centrul de greutate al vasului în timpul circulației constante. Diametrul de circulație tactică este cu aproximativ 10% mai mare decât diametrul de circulație constantă.

Diametrul de circulație depinde de mulți factori: lungime, lățime, pescaj, încărcare, viteza navei, trim, ruliu, latura și unghiul de așezare, numărul de elice și cârme etc.

Când circulă. DP-ul vasului nu coincide cu tangenta la traiectoria curbilinie a centrului de greutate. Ca rezultat, se formează un unghi de derivă R Prova vasului se mișcă în interiorul curbei de circulație, iar pupa se deplasează spre exterior. Pe măsură ce viteza crește, unghiul de derivă crește și invers. Datorită prezenței unui unghi de derivă, un vas în circulație ocupă o fâșie de apă mai mare decât dimensiunea sa. Acest lucru trebuie să fie luat în considerare de către navigatori atunci când manevrează și depășesc în condiții de navigație înguste.

Următorul element care caracterizează manevrabilitatea navei este perioada de circulație. Acesta este timpul necesar pentru ca nava să se rotească la 360°. Depinde de viteza navei și de unghiul cârmei. Odată cu creșterea vitezei și a unghiului cârmei, perioada de circulație scade. Când cârma este deplasată, nava se rostogolește inițial în direcția virajului. Dispare la începutul mișcării în circulație și odată cu mișcarea ulterioară nava începe să se rostogolească în sensul opus virajului. Acest lucru se explică prin faptul că la început nava este afectată de un moment de înclinare M"cr, care decurge din forța P - presiunea apei asupra palatului cârmei și forța R de rezistență laterală. Odată cu rotirea ulterioară a navei, forța centrifugă de inerție K aplicată centrului de greutate al navei începe să acționeze asupra acestuia G) și îndreptată spre partea exterioară a virajului, iar forța de rezistență laterală R. Aceste două forțe formează un moment M"cr, semnificativ. mai mare decât M"cr, care rostogolește nava pe partea opusă cârmei deplasate (partea opusă virajului).

 

Ar putea fi util să citiți: