Veľkosť odstredivej sily pri obehu nádoby závisí. Cirkulácia sa zvyčajne delí na tri obdobia: manévrovateľné, evolučné a ustálené. Priemer obehu opísaný zadným koncom

Ak sa list kormidla odstráni z roviny stredovej čiary (DP) plavidla, plavidlo sa bude pohybovať po zakrivenej dráhe. Táto trajektória, opísaná ťažiskom lode, sa nazýva obehu.

Existujú štyri obdobia obehu: predbežná, manévrovacia, evolučná a ustálená cirkulácia.

Predbežná doba je čas od okamihu, keď je kormidelníkovi zadaný povel, až kým sa nezačne posúvať kormidlo.

Obdobie manévrovania je čas od okamihu, keď sa kormidlo začne posúvať, do okamihu, keď sa skončí.

Evolučným obdobím je čas od momentu ukončenia preraďovania volantu až po moment, kedy prvky pohybu nadobudnú stabilný charakter.

Obdobie ustálenej cirkulácie je od okamihu, keď sa ťažisko lode pohybuje po uzavretej krivke.

V počiatočnom, evolučnom období obehu pôsobí na list kormidla, odstránenú z DP, hydrodynamická sila, ktorej jedna zo zložiek smeruje kolmo na RP a spôsobuje drift lode. Pôsobením dorazu vrtule a bočnej sily sa loď pohybuje dopredu a posúva sa v opačnom smere ako je kormidlo. Preto spolu s driftom dochádza k spätnému posunu plavidla v smere opačnom k obratu. Trajektória obehu je v prvom momente skreslená. Spätný výtlak sa zmenšuje, keď sa zvyšuje odstredivá sila zotrvačnosti, pôsobí na ťažisko nádoby a smeruje k vonku otočiť. Spätný výtlak dostane nádobu mimo obehu. A hoci nepresahuje polovicu šírky plavidla, treba s tým počítať, najmä keď ostré zákruty v stiesnenosti.

Počas obdobia ustálenej cirkulácie sa vyrovnávajú momenty síl pôsobiacich na kormidlo a trup lode a loď sa pohybuje po kružnici. K porušeniu parametrov pohybu lode môže dôjsť pri zmene uhla kormidla, rýchlosti lode alebo pod vplyvom vonkajších síl.

Hlavnými prvkami obehu nádoby sú priemer a perióda. Priemer obehu charakterizuje manévrovateľnosť nádoby. Existuje taktický priemer obehu Dt a priemer ustáleného obehu Dc (obr. 163).

Taktický priemer obehu Dt - je to vzdialenosť medzi počiatočným kurzom lode a po jej otočení o 180° a je 4-6 dĺžok námorných prepravných lodí.

Priemer ustáleného obehu Dc - Ide o priemer kružnice, po ktorej sa pri ustálenej cirkulácii pohybuje ťažisko lode.

Priemer taktického obehu je približne o 10 % väčší ako priemer ustáleného obehu.

Priemer obehu závisí od mnohých faktorov: dĺžka, šírka, ponor, zaťaženie, rýchlosť plavidla, trim, sklon, strana a uhol uloženia, počet vrtúľ a kormidiel atď.

Pri cirkulácii. DP plavidla sa nezhoduje s dotyčnicou ku krivočiarej trajektórii ťažiska. V dôsledku toho sa vytvorí uhol driftu R, prova plavidla sa pohybuje vo vnútri cirkulačnej krivky a zadná časť sa pohybuje smerom von. So zvyšujúcou sa rýchlosťou sa uhol driftu zvyšuje a naopak. V dôsledku prítomnosti uhla driftu zaberá nádoba v obehu pás vody väčší ako je jej veľkosť. S tým musia navigátori počítať pri manévrovaní a prejazde v stiesnených plavebných podmienkach.

Ďalším prvkom charakterizujúcim manévrovateľnosť plavidla je obehové obdobie. To je čas potrebný na to, aby sa loď otočila o 360°. Závisí to od rýchlosti plavidla a uhla kormidla. So zvyšujúcou sa rýchlosťou a uhlom kormidla sa cirkulačná perióda znižuje. Pri posunutí kormidla sa loď spočiatku otáča v smere zákruty. Na začiatku pohybu v obehu zmizne a s ďalším pohybom sa loď začne valiť v opačnom smere zákruty. To je vysvetlené skutočnosťou, že spočiatku pôsobí na loď moment náklonu M"cr, vyplývajúce zo sily R - tlak vody na list kormidla a sila R bočný odpor (obr. 164). Keď sa nádoba ďalej otáča, začne na ňu pôsobiť odstredivá sila zotrvačnosti TO, pôsobí na ťažisko plavidla (G) a smeruje na vonkajšiu stranu zákruty a sila bočného odporu R. Tieto dve sily tvoria moment M"cr, podstatne väčší ako M"cr, ktorý nakláňa loď na opačnej strane ako je posunuté kormidlo (opačná strana zákruty). Vyššie uvedené vysvetlenie je zjednodušené. V skutočnosti je rozloženie síl pri zákrute zložitejšie.

Pôsobenie síl na obeh

Definícia prvkov obehu

Určenie cirkulačných prvkov je možné vykonať mnohými spôsobmi: pomocou radaru, fázovej RNS, plávajúcich objektov, na súradniciach, podľa dvoch horizontálnych uhlov, podľa smeru a vertikálneho uhla atď.

Prvky obehu sú určené empiricky pre hlavné režimy hlavného motora (plný, stredný, malý, najmenší), pri otáčaní ľavobokom a pravobokom, v záťaži a pri plnom zaťažení.

Obratnosť plavidla znamená jeho schopnosť meniť smer pohybu pod vplyvom kormidla (riadenia) a pohybovať sa po trajektórii daného zakrivenia. Pohyb plavidla s kormidlom posunutým po zakrivenej dráhe sa nazýva obehu. (Rôzne body trupu lode sa počas obehu pohybujú po rôznych trajektóriách, preto, pokiaľ nie je výslovne uvedené inak, trajektória lode znamená trajektóriu jej ťažiska.)

Takýmto pohybom smeruje prova nádoby (obr. 1) do obehu a uhol a 0 medzi dotyčnicou k trajektórii CG a stredovou rovinou (DP) je tzv. uhol driftu pri obehu.

Stred zakrivenia tejto časti trajektórie sa nazýva stred cirkulácie (CC) a vzdialenosť od CC k CG (bod O) - cirkulačný polomer.

Na obr. 1 je vidieť, že rôzne body pozdĺž dĺžky plavidla sa pohybujú po trajektóriách s rôznymi polomermi zakrivenia so spoločným ťažiskom a majú rôzne uhly driftu. Pre bod umiestnený na zadnom konci sú polomer cirkulácie a uhol driftu maximálne. Na DP plavidlo má špeciálny bod - otočný stĺp(PP), pre ktoré je uhol driftu rovný nule, Poloha PP, určená kolmicou spustenou z CC k DP, je posunutá z ťažiska pozdĺž DP k prove približne o 0,4 dĺžky lode. ; Veľkosť tohto posunu sa na rôznych plavidlách líši v rámci malých limitov. Pre body na DP umiestnené na opačných stranách PP majú uhly driftu opačné znamienka. Uhlová rýchlosť cievy počas obehu sa najskôr rýchlo zvýši, dosiahne maximum a potom, keď sa bod pôsobenia sily Y o posunie smerom k korme, mierne klesne. Keď sa momenty síl P y a Y o navzájom vyrovnávajú, uhlová rýchlosť nadobúda ustálenú hodnotu.

Obeh plavidla je rozdelený do troch období: manévrovanie, ktoré sa rovná času posunu kormidla; evolučná - od momentu posunutia kormidla až do momentu, kedy lineárna a uhlová rýchlosť plavidla nadobudne ustálené hodnoty; stabilný - od konca evolučného obdobia, kým volant zostane v posunutej polohe. Prvky charakterizujúce typickú cirkuláciu sú (obr. 2):

- predĺženie l 1- vzdialenosť, o ktorú sa ťažisko lode posunie v smere počiatočného kurzu od momentu posunutia kormidla až do zmeny kurzu o 90°;

- posun dopredu l 2- vzdialenosť od čiary pôvodného kurzu k ťažisku lode v okamihu, keď sa jej kurz zmenil o 90°;

-reverzná odchýlka l 3- vzdialenosť, o ktorú sa vplyvom bočnej sily kormidla posunie ťažisko lode z pôvodnej kurzovej čiary na stranu, opačný smer sústruženie;

-taktický priemer obehu D T- najkratšia vzdialenosť medzi RP plavidla na začiatku obratu a jeho polohou v okamihu zmeny kurzu o 180°;

- priemer ustáleného obehu D úst- vzdialenosť medzi polohami DP plavidla pre dva po sebe idúce kurzy, líšiace sa o 180°, s rovnomerným pohybom.

Nie je možné definovať jasnú hranicu medzi evolučným obdobím a zavedenou cirkuláciou, pretože zmena prvkov pohybu postupne doznieva. Bežne môžeme predpokladať, že po otočení o 160-180° pohyb nadobudne charakter blízky ustálenému stavu. Praktické manévrovanie s plavidlom teda nastáva vždy za nestabilných podmienok.

Je vhodnejšie vyjadriť obehové prvky počas manévrovania v bezrozmernej forme - v dĺžkach tela:

v tejto forme je ľahšie porovnávať obratnosť rôznych plavidiel. Čím menšia je bezrozmerná hodnota, tým lepšia je agilita.

Cirkulačné prvky konvenčného dopravného plavidla pre daný uhol kormidla sú prakticky nezávislé od počiatočnej rýchlosti pri ustálenej prevádzke motora. Ak však pri posune kormidla zvýšite otáčky vrtule, loď urobí prudšiu zákrutu. , než pri konštantnom režime hlavného motora (MA).

V prílohe sú dva výkresy.

Zmenu zaťaženia motora počas akcelerácie lode možno znázorniť na obr. 2.19. V inštalácii s priamym prevodom na vrtuľu s pevným stúpaním sa pri absencii uvoľňovacích spojok počas štartovania motora vrtuľa súčasne začína otáčať. V prvom momente sa rýchlosť lode blíži k nule, takže zaťaženie naftového motora sa bude meniť podľa charakteristika kotviacej skrutky kým sa nepretne s regulačnou charakteristikou motora (časť 1-2), ktorá zodpovedá určitej polohe ovládacej páky regulátora všetkých režimov. Ďalej, ako sa rýchlosť plavidla zvyšuje, zaťaženie klesá podľa regulačnej charakteristiky motora (časť 2-3). V bode 3 loď ukončí zrýchľovanie na určenú rýchlosť skrutka charakteristický II. Ďalšie zrýchlenie, kým sa nedosiahne požadovaná rýchlosť nádoby, sa vykonáva podľa skrutkovej charakteristiky (oddiely 3-5 ÷ 13-14 Za týmto účelom je ovládacia rukoväť regulátora všetkých režimov inštalovaná v rade medziproduktov). polohy zodpovedajúce regulačným charakteristikám motora. Typicky sa v každej medzipolohe regulačnej charakteristiky motora vykoná oneskorenie potrebné na dosiahnutie vhodnej rýchlosti plavidla a na stanovenie tepelného stavu motora. Tienené oblasti zodpovedajú práci motora, ktorá je dodatočne potrebná na zrýchlenie lode. Postupné zrýchľovanie plavidla umožňuje menšiu prácu motora a eliminuje možnosť preťaženia motora.

Ryža. 2.19. Zmena zaťaženia motora počas zrýchľovania lode

V prípade núdzového zrýchlenia plavidla sa ovládacia páka regulátora všetkých režimov po naštartovaní motora okamžite presunie z polohy do polohy zodpovedajúcej nominálnej rýchlosti otáčania kľukového hriadeľa. Železnica palivové čerpadlo Vysokotlakový ventil sa posúva regulátorom do polohy zodpovedajúcej maximálnej dodávke paliva. To vedie k tomu, že zmena efektívneho výkonu a rýchlosti otáčania kľukového hriadeľa počas periódy zrýchlenia nastáva pozdĺž strmšej skrutkovej charakteristiky (na obr. 2.19 - pozdĺž charakteristiky zodpovedajúcej relatívnej rýchlosti nádoby = 0,4). V bode 15 motor dosiahne vonkajšiu charakteristiku menovitých otáčok motora. S ďalším zrýchľovaním plavidla sa bude zaťaženie motora meniť podľa vonkajšej charakteristiky nominálnych otáčok motora (časť 15-14). Bod 14 charakterizuje zaťaženie motora na konci zrýchlenia lode.

Na obr. Na obrázku 2.19 je znázornená dynamika zmien zaťaženia motora pri zrýchľovaní plavidla za predpokladu, že v jednom prípade (pri pomalom zrýchľovaní plavidla) budú zaťaženia určené najmä polohou charakteristiky skrutky a s rýchlym zrýchlením plavidla motor dosiahne charakteristiku vonkajšej nominálnej rýchlosti. V tomto prípade je motor preťažený z hľadiska efektívneho krútiaceho momentu.

Vyššie sme uvažovali o režime zrýchlenia v prítomnosti pevnej vrtule. Inštalácia s vrtuľovou vrtuľou zabezpečuje rýchlejšie zrýchlenie plavidla vďaka možnosti plného využitia efektívneho výkonu motorov a získania vyšších trakčných vlastností plavidla.

Prevádzkové podmienky motora pri akcelerácii lode závisia od spôsobu riadenia dodávky paliva a od zákona pohybu ovládacích prvkov motora.

Zmena zaťaženia motorov počas obehu plavidla. Podľa charakteru vplyvu zaťaženia na hlavné motory by mal byť celý obehový manéver plavidla rozdelený na úseky vstupu a výstupu z obehu a časť pohybu s konštantným polomerom obehu. V prvých dvoch sekciách motory pracujú v nestabilných režimoch spôsobených zmenami rýchlosti lode, uhla driftu a uhla kormidla. Pri zachovaní polomeru obehu motory pracujú v ustálených režimoch, ktoré sú však odlišné od tých, ktoré sa vyskytli, keď sa loď pohybovala po priamom kurze. Počas obehu sa nádoba pohybuje nielen pozdĺž polomeru, ale aj s driftom; jeho otáčky klesajú pri rovnakej rýchlosti otáčania hriadeľa vrtule, vrtule pracujú v šikmom prúde vody a ich účinnosť klesá. V tomto ohľade sa zvyšuje zaťaženie motora. Nárast zaťaženia motora závisí od rýchlosti, tvaru trupu lode, konštrukcie kormidiel a uhla ich posunu.

Krivočiara trajektória pohybu ťažiska G pri posunutí volantu do určitého uhla a držaní v tejto polohe sa nazýva tzv. obehu

Existujú 4 obdobia obehu:

Predbežné obdobie- čas od zadania povelu kormidelníkovi, kým sa nezačne posúvať kormidlo.
Obdobie manévrovacieho obehu- určuje sa začiatkom a koncom posunu kormidla. tie. sa časovo zhoduje s trvaním posunu kormidla.
Evolučné obdobie obehu- začína od okamihu dokončenia riadenia a končí, keď prvky pohybu nadobudnú ustálený charakter.
Obdobie stabilného obehu- začína od okamihu, keď sa ťažisko pohybuje po uzavretej priamke, s volantom v konštantnej polohe.

Prvky pohybu cievy na obehu: dt - taktický priemer obehu; Dc je priemer zavedeného obehu; l 1 - predĺženie - vzdialenosť medzi polohami ťažiska plavidla v počiatočnom okamihu obehu a po otočení o 90 °: l 2 - spätný posun; l 3 - dopredný posun - vzdialenosť od čiary počiatočného kurzu k ťažisku plavidla po otočení o 90°. B-driftový uhol

V počiatočnom, evolučnom období obehu pôsobí na list kormidla, odstránenú z DP, hydrodynamická sila, ktorej jedna zo zložiek smeruje kolmo na RP a spôsobuje unášanie lode. Pôsobením dorazu vrtule a bočnej sily sa loď pohybuje dopredu a posúva sa v opačnom smere ako je kormidlo. Preto spolu s driftom dochádza k spätnému posunu plavidla v smere opačnom k obratu. Trajektória obehu je v prvom momente skreslená. Spätný výtlak sa zmenšuje, keď sa zvyšuje odstredivá zotrvačná sila, pôsobiaca na ťažisko plavidla a smerujúca von z obratu. Spätný výtlak dostane nádobu mimo obehu. A hoci nepresahuje polovicu šírky plavidla, treba s ním počítať najmä pri ostrých zákrutách v úzkych oblastiach.

Hlavnými prvkami obehu nádoby sú priemer a perióda. Priemer obehu charakterizuje manévrovateľnosť nádoby. Existuje taktický priemer obehu Dt a priemer ustáleného obehu Dc.

Taktický obehový priemer Dt je vzdialenosť medzi počiatočným kurzom lode a po jej otočení o 180° a je 4-6 dĺžok námorných dopravných lodí.

Priemer ustálenej cirkulácie Dc je priemer kružnice, po ktorej sa pri ustálenej cirkulácii pohybuje ťažisko cievy. Priemer taktického obehu je približne o 10 % väčší ako priemer ustáleného obehu.

Priemer obehu závisí od mnohých faktorov: dĺžka, šírka, ponor, zaťaženie, rýchlosť plavidla, trim, sklon, strana a uhol uloženia, počet vrtúľ a kormidiel atď.

Pri cirkulácii. DP plavidla sa nezhoduje s dotyčnicou ku krivočiarej trajektórii ťažiska. V dôsledku toho sa vytvorí uhol driftu R, prova plavidla sa pohybuje vo vnútri cirkulačnej krivky a zadná časť sa pohybuje smerom von. So zvyšujúcou sa rýchlosťou sa zvyšuje uhol driftu a naopak. V dôsledku prítomnosti uhla driftu zaberá nádoba v obehu pás vody väčší ako je jej veľkosť. S tým musia navigátori počítať pri manévrovaní a prejazde v stiesnených plavebných podmienkach.

Ďalším prvkom charakterizujúcim manévrovateľnosť plavidla je doba obehu. To je čas, za ktorý sa loď otočí o 360°. Závisí to od rýchlosti plavidla a uhla kormidla. So zvyšujúcou sa rýchlosťou a uhlom kormidla sa cirkulačná perióda znižuje. Pri posunutí kormidla sa loď spočiatku otáča v smere zákruty. Na začiatku pohybu v obehu zmizne a s ďalším pohybom sa loď začne valiť v opačnom smere zákruty. Vysvetľuje sa to tým, že najprv na loď pôsobí klopný moment M"cr, vznikajúci zo sily P - tlaku vody na list kormidla a sily R bočného odporu. Pri ďalšom otáčaní lode sa začne na ňu pôsobiť odstredivá sila zotrvačnosti K pôsobiaca na ťažisko lode G) a smerujúca na vonkajšiu stranu zákruty a bočná odporová sila R. Tieto dve sily tvoria moment M"cr, výrazne. väčší ako M"cr, ktorý nakláňa loď na stranu oproti posunutému kormidlu (opačná strana zákruty).

Môže byť užitočné prečítať si: