Ang magnitude ng centrifugal force sa panahon ng sirkulasyon ng sisidlan ay nakasalalay. Karaniwang nahahati ang sirkulasyon sa tatlong panahon: mapaglalangan, ebolusyonaryo at matatag. Diameter ng sirkulasyon na inilarawan ng hulihan na dulo

Kung ang talim ng timon ay aalisin mula sa centerline plane (DP) ng sasakyang-dagat, ang sisidlan ay lilipat sa isang hubog na tilapon. Ang trajectory na ito, na inilarawan ng sentro ng grabidad ng barko, ay tinatawag sirkulasyon.

Mayroong apat na panahon ng sirkulasyon: paunang, pagmaniobra, ebolusyonaryo at matatag na sirkulasyon.

Ang preliminary period ay ang oras mula sa sandaling ibigay ang utos sa timonte hanggang sa magsimulang lumipat ang timon.

Ang panahon ng pagmamaniobra ay ang oras mula sa sandaling magsimulang lumipat ang timon hanggang sa sandaling matapos ito.

Ang panahon ng ebolusyon ay ang oras mula sa sandaling ang manibela ay tapos na sa paglilipat hanggang sa sandaling ang mga elemento ng paggalaw ay magkakaroon ng isang matatag na karakter.

Ang panahon ng tuluy-tuloy na sirkulasyon ay mula sa sandaling gumagalaw ang sentro ng grabidad ng barko sa isang saradong kurba.

Sa paunang, ebolusyonaryong panahon ng sirkulasyon, ang isang hydrodynamic na puwersa ay kumikilos sa talim ng timon, inalis mula sa DP, isa sa mga bahagi nito ay nakadirekta patayo sa DP, at nagiging sanhi pag-anod ng barko. Sa ilalim ng pagkilos ng propeller stop at lateral force, ang barko ay umuusad at lumilipat sa direksyon na kabaligtaran ng timon. Samakatuwid, kasama ng drift, ang isang reverse displacement ng vessel ay nangyayari sa direksyon na kabaligtaran sa pagliko. Ang circulation trajectory ay nasira sa unang sandali. Bumababa ang reverse displacement habang tumataas ang centrifugal force ng inertia, inilapat sa sentro ng grabidad ng sisidlan at nakadirekta patungo sa sa labas lumiko. Ang reverse displacement ay tumatagal ng sisidlan sa labas ng sirkulasyon. At kahit na hindi ito lalampas sa kalahati ng lapad ng sisidlan, dapat itong isaalang-alang, lalo na kapag matalim na pagliko sa kakitiran.

Sa panahon ng tuluy-tuloy na sirkulasyon, ang mga sandali ng mga puwersa na kumikilos sa timon at katawan ng barko ay balanse at ang barko ay gumagalaw sa isang bilog. Maaaring mangyari ang paglabag sa mga parameter ng paggalaw ng barko kapag nagbago ang anggulo ng timon, bilis ng barko, o sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na puwersa.

Ang mga pangunahing elemento ng sirkulasyon ng sisidlan ay diameter at panahon. Ang diameter ng sirkulasyon ay nagpapakilala sa kakayahang magamit ng sisidlan. Mayroong isang taktikal na diameter ng sirkulasyon Dt at isang matatag na sirkulasyon ng diameter Dc (Larawan 163).

Diameter ng taktikal na sirkulasyon Dt - ito ang distansya sa pagitan ng paunang kurso ng barko at pagkatapos ng pagliko nito ng 180 ° at 4-6 na haba ng mga barkong pang-dagat.

Diameter ng tuluy-tuloy na sirkulasyon Dc - Ito ang diameter ng bilog kung saan gumagalaw ang sentro ng grabidad ng barko habang patuloy ang sirkulasyon.

Ang diameter ng taktikal na sirkulasyon ay humigit-kumulang 10% na mas malaki kaysa sa steady na diameter ng sirkulasyon.

Ang diameter ng sirkulasyon ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan: haba, lapad, draft, pag-load, bilis ng sisidlan, trim, roll, gilid at anggulo ng pagtula, bilang ng mga propeller at timon, atbp.

Kapag umiikot. Ang DP ng sisidlan ay hindi tumutugma sa tangent sa curvilinear trajectory ng center of gravity. Bilang resulta, ang isang drift angle R ay nabuo. Habang tumataas ang bilis, tumataas ang anggulo ng drift, at kabaliktaran. Dahil sa pagkakaroon ng isang drift angle, ang isang sisidlan sa sirkulasyon ay sumasakop sa isang strip ng tubig na mas malaki kaysa sa laki nito. Dapat itong isaalang-alang ng mga navigator kapag nagmamaniobra at dumadaan sa masikip na kondisyon ng nabigasyon.

Ang susunod na elemento na nagpapakilala sa kakayahang magamit ng sisidlan ay panahon ng sirkulasyon. Ito ang oras na kailangan para lumiko ang barko nang 360°. Depende ito sa bilis ng sisidlan at ang anggulo ng timon. Sa pagtaas ng bilis at anggulo ng timon, bumababa ang panahon ng sirkulasyon. Kapag ang timon ay inilipat, ang barko ay unang gumulong sa direksyon ng pagliko. Nawawala ito sa simula ng paggalaw sa sirkulasyon at sa karagdagang paggalaw ang barko ay nagsisimulang gumulong sa tapat na direksyon ng pagliko. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na sa una ang isang takong sandali ay kumikilos sa barko M"cr, na nagmumula sa puwersa R - presyon ng tubig sa talim ng timon at puwersa R lateral resistance (Larawan 164). Habang ang sisidlan ay lumiliko pa, ang sentripugal na puwersa ng pagkawalang-galaw ay nagsisimulang kumilos dito SA, inilapat sa sentro ng grabidad ng sisidlan (G) at nakadirekta sa panlabas na bahagi ng pagliko, at ang lateral resistance force R. Ang dalawang pwersang ito ay bumubuo ng isang sandali M"cr, makabuluhang mas malaki kaysa sa M"cr, na itinatak ang barko sa gilid sa tapat ng inilipat na timon (ang kabaligtaran ng pagliko). Pinasimple ang paliwanag sa itaas. Sa totoo lang, mas kumplikado ang pamamahagi ng mga puwersa sa isang pagliko.

Pagkilos ng mga pwersa sa sirkulasyon

Kahulugan ng mga Elemento ng Sirkulasyon

Ang pagpapasiya ng mga elemento ng sirkulasyon ay maaaring gawin sa maraming paraan: gamit ang radar, phase RNS, mga lumulutang na bagay, sa mga pagkakahanay, sa pamamagitan ng dalawang pahalang na anggulo, sa pamamagitan ng tindig at patayong anggulo, atbp.

Ang mga elemento ng sirkulasyon ay tinutukoy ng empirically para sa mga pangunahing mode ng pangunahing makina (puno, katamtaman, maliit, pinakamaliit), kapag lumiko sa mga gilid ng port at starboard, sa ballast at sa buong pagkarga.

Ang liksi ng isang sisidlan ay nangangahulugan ng kakayahang baguhin ang direksyon ng paggalaw sa ilalim ng impluwensya ng timon (mga kontrol) at lumipat sa isang tilapon ng isang naibigay na kurbada. Ang paggalaw ng isang barko na ang timon ay inilipat sa isang hubog na landas ay tinatawag sirkulasyon. (Ang iba't ibang mga punto ng katawan ng barko sa panahon ng sirkulasyon ay gumagalaw sa magkakaibang mga trajectory, samakatuwid, maliban kung partikular na nakasaad, ang trajectory ng barko ay nangangahulugang ang trajectory ng CG nito.)

Sa gayong paggalaw, ang busog ng sisidlan (Larawan 1) ay nakadirekta sa sirkulasyon, at ang anggulo a 0 sa pagitan ng tangent sa CG trajectory at ang center plane (DP) ay tinatawag drift angle sa sirkulasyon.

Ang sentro ng curvature ng seksyong ito ng trajectory ay tinatawag na sentro ng sirkulasyon (CC), at ang distansya mula sa CC hanggang sa CG (punto O) - radius ng sirkulasyon.

Sa Fig. 1 makikita na ang iba't ibang mga punto sa kahabaan ng sasakyang-dagat ay gumagalaw sa mga trajectory na may iba't ibang radii ng curvature na may isang karaniwang sentro ng grabidad at may iba't ibang mga drift angle. Para sa isang punto na matatagpuan sa hulihan na dulo, ang radius ng sirkulasyon at ang drift angle ay pinakamataas. Sa DP ang sisidlan ay may espesyal na punto - pagliko ng poste(PP), kung saan ang drift angle ay katumbas ng zero, Ang posisyon ng PP, na tinutukoy ng patayo na ibinaba mula sa CC patungo sa DP, ay inilipat mula sa CG kasama ang DP patungo sa bow ng humigit-kumulang 0.4 ng haba ng barko ; Ang magnitude ng displacement na ito ay nag-iiba sa loob ng maliliit na limitasyon sa iba't ibang sasakyang-dagat. Para sa mga punto sa DP na matatagpuan sa magkabilang panig ng PP, ang mga drift na anggulo ay may magkasalungat na mga palatandaan. Ang bilis ng anggular ng sisidlan sa panahon ng proseso ng sirkulasyon ay unang mabilis na tumataas, umabot sa maximum, at pagkatapos, habang ang punto ng aplikasyon ng puwersa Y o ay lumilipat patungo sa popa, bahagyang bumababa. Kapag ang mga sandali ng pwersa P y at Y o balanse sa isa't isa, ang angular velocity ay nakakakuha ng steady-state na halaga.

Ang sirkulasyon ng sasakyang pandagat ay nahahati sa tatlong yugto: pagmamaniobra, katumbas ng oras ng paglilipat ng timon; ebolusyonaryo - mula sa sandaling ang timon ay inilipat hanggang sa sandaling ang mga linear at angular na bilis ng sasakyang-dagat ay nakakuha ng mga steady-state na halaga; matatag - mula sa pagtatapos ng panahon ng ebolusyon hanggang sa mananatili ang manibela sa inilipat na posisyon. Ang mga elementong nagpapakilala sa isang tipikal na sirkulasyon ay (Larawan 2):

-extension l 1- ang distansya kung saan gumagalaw ang sentro ng grabidad ng barko sa direksyon ng paunang kurso mula sa sandaling inilipat ang timon hanggang sa magbago ang kurso ng 90°;

- pasulong na displacement l 2- ang distansya mula sa linya ng orihinal na kurso hanggang sa sentro ng grabidad ng barko sa sandaling nagbago ang kurso nito ng 90°;



-reverse bias l 3- ang distansya kung saan, sa ilalim ng impluwensya ng lateral force ng timon, ang sentro ng grabidad ng barko ay lumilipat mula sa orihinal na linya ng kurso patungo sa gilid, kabaligtaran ng direksyon pagliko;

-taktikal na sirkulasyon ng diameter D T- ang pinakamaikling distansya sa pagitan ng DP ng barko sa simula ng pagliko at ang posisyon nito sa sandali ng pagbabago ng kurso ng 180°;

- diameter ng steady circulation D bibig- ang distansya sa pagitan ng mga posisyon ng DP ng sasakyang-dagat para sa dalawang magkasunod na kurso, na nag-iiba ng 180°, na may tuluy-tuloy na paggalaw.

Imposibleng tukuyin ang isang malinaw na hangganan sa pagitan ng panahon ng ebolusyon at ng itinatag na sirkulasyon, dahil ang pagbabago sa mga elemento ng paggalaw ay unti-unting nawawala. Conventionally, maaari nating ipagpalagay na pagkatapos ng isang pag-ikot ng 160-180 °, ang kilusan ay nakakakuha ng isang character na malapit sa steady state. Kaya, ang praktikal na pagmamaniobra ng barko ay palaging nangyayari sa ilalim ng hindi matatag na mga kondisyon.

Ito ay mas maginhawa upang ipahayag ang mga elemento ng sirkulasyon sa panahon ng pagmamaniobra sa walang sukat na anyo - sa haba ng katawan:

sa form na ito ay mas madaling ihambing ang liksi ng iba't ibang mga sisidlan. Kung mas maliit ang walang sukat na halaga, mas mahusay ang liksi.

Ang mga elemento ng sirkulasyon ng isang kumbensyonal na sasakyang-dagat para sa isang partikular na anggulo ng timon ay halos independiyente sa paunang bilis sa steady state na operasyon ng makina. Gayunpaman, kung tataasan mo ang bilis ng propeller kapag inililipat ang timon, ang barko ay gagawa ng mas matalas na pagliko. , kaysa sa hindi nababagong mode ng pangunahing makina (MA).

Nakalakip ang dalawang guhit.

Ang pagbabago sa pagkarga ng makina sa panahon ng pagpabilis ng barko ay maaaring ilarawan sa Fig. 2.19. Sa isang pag-install na may direktang paghahatid sa isang nakapirming pitch propeller, sa kawalan ng release clutches, sa panahon ng engine start-up, ang propeller ay sabay na nagsisimulang umikot. Sa unang sandali, ang bilis ng barko ay malapit sa zero, kaya ang pagkarga sa diesel engine ay mag-iiba ayon sa katangian ng mooring screw hanggang sa mag-intersect ito sa katangian ng regulasyon ng engine (seksyon 1-2), na tumutugma sa isang tiyak na posisyon ng control lever ng all-mode regulator. Dagdag pa, habang tumataas ang bilis ng sasakyang-dagat, bumababa ang pagkarga ayon sa katangian ng regulasyon ng makina (seksyon 2-3). Sa punto 3 ang barko ay nagtatapos sa pagpapabilis sa isang tinukoy na bilis turnilyo katangian II. Ang karagdagang pagpabilis hanggang sa makamit ang kinakailangang bilis ng sasakyang-dagat ay isinasagawa ayon sa katangian ng tornilyo (mga seksyon 3-5 ÷ 13-14 Para sa layuning ito, ang control handle ng all-mode regulator ay naka-install sa isang bilang ng intermediate). mga posisyon na naaayon sa mga katangian ng regulasyon ng makina. Kadalasan, sa bawat intermediate na posisyon ng regulatory na katangian ng engine, kailangan ang pagkaantala upang makamit ang naaangkop na bilis ng sasakyang-dagat at upang maitatag ang thermal state ng engine. Ang mga may kulay na lugar ay tumutugma sa trabaho ng makina na kinakailangan bilang karagdagan upang mapabilis ang barko. Ang stepwise acceleration ng sasakyang-dagat ay nagbibigay-daan para sa mas kaunting trabaho ng makina at inaalis ang posibilidad ng labis na karga ng makina.

kanin. 2.19. Pagbabago sa karga ng makina sa panahon ng pagbilis ng barko

Sa mga kaso ng emergency acceleration ng sasakyang-dagat, ang control handle ng all-mode governor, pagkatapos simulan ang makina, ay agad na inilipat mula sa posisyon patungo sa posisyon na naaayon sa nominal na bilis ng pag-ikot ng crankshaft. Riles bomba ng gasolina Ang mataas na presyon ng balbula ay inilipat ng regulator sa posisyon na naaayon sa pinakamataas na supply ng gasolina. Ito ay humahantong sa katotohanan na ang pagbabago sa epektibong kapangyarihan at bilis ng pag-ikot ng crankshaft sa panahon ng acceleration ay nangyayari kasama ang isang mas matarik na katangian ng tornilyo (sa Fig. 2.19 - kasama ang katangian na naaayon sa kamag-anak na bilis ng sisidlan = 0.4). Sa puntong 15 naabot ng makina ang panlabas na rate na katangian ng bilis ng makina. Sa karagdagang pagpabilis ng sasakyang-dagat, ang pagkarga sa makina ay magbabago ayon sa panlabas na nominal na katangian ng bilis ng makina (seksyon 15-14). Tinutukoy ng punto 14 ang pagkarga sa makina sa dulo ng pagpabilis ng barko.

Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 2.19 ang dynamics ng mga pagbabago sa load sa engine sa panahon ng acceleration ng vessel sa ilalim ng assumption na sa isang kaso (na may mabagal na acceleration ng vessel) ang mga load ay pangunahing matutukoy ng posisyon ng screw na katangian, at may mabilis na acceleration ng sasakyang-dagat ay maaabot ng makina ang panlabas na nominal na katangian ng bilis. Sa kasong ito, ang makina ay na-overload sa mga tuntunin ng epektibong metalikang kuwintas.

Sa itaas, isinasaalang-alang namin ang acceleration mode sa pagkakaroon ng isang nakapirming propeller. Ang pag-install na may propeller propeller ay nagsisiguro ng isang mas mabilis na acceleration ng sasakyang-dagat dahil sa posibilidad na ganap na magamit ang epektibong kapangyarihan ng mga makina at makakuha ng mas mataas na mga katangian ng traksyon ng sasakyang-dagat.

Ang mga kondisyon ng pagpapatakbo ng makina sa panahon ng pagbilis ng barko ay nakasalalay sa paraan ng pagkontrol sa suplay ng gasolina at sa batas ng paggalaw ng mga kontrol ng makina.

Pagbabago sa pagkarga sa mga makina sa panahon ng sirkulasyon ng sasakyang-dagat. Ayon sa likas na katangian ng epekto ng pag-load sa mga pangunahing makina, ang buong sirkulasyon ng maniobra ng sisidlan ay dapat nahahati sa mga seksyon ng pagpasok at paglabas mula sa sirkulasyon at isang seksyon ng paggalaw na may palaging radius ng sirkulasyon. Sa unang dalawang seksyon, ang mga makina ay gumagana sa hindi matatag na mga mode na sanhi ng mga pagbabago sa bilis ng barko, anggulo ng pag-anod, at anggulo ng timon. Habang pinapanatili ang circulation radius, ang mga makina ay nagpapatakbo sa steady-state na mga mode, na iba, gayunpaman, mula sa mga nangyari sa pasulong na kurso ng barko. Sa panahon ng sirkulasyon, ang sisidlan ay gumagalaw hindi lamang kasama ang radius, kundi pati na rin sa drift; ang bilis nito ay bumaba sa parehong bilis ng pag-ikot ng propeller shaft, ang mga propeller ay nagpapatakbo sa isang pahilig na daloy ng tubig, at ang kanilang kahusayan ay bumababa. Kaugnay nito, tumataas ang pagkarga sa makina. Ang pagtaas ng load ng makina ay depende sa bilis, hugis ng katawan ng barko, disenyo ng mga timon at anggulo ng kanilang shift.

Ang curvilinear trajectory ng paggalaw ng sentro ng grabidad G kapag ang manibela ay inilipat sa isang tiyak na anggulo at hinawakan sa posisyon na ito ay tinatawag sirkulasyon

Mayroong 4 na panahon ng sirkulasyon:

  1. Preliminary period- oras mula sa sandaling ibigay ang utos sa timonte hanggang sa magsimulang lumipat ang timon.
  2. Panahon ng sirkulasyon ng pagmamaniobra- tinutukoy ng simula at pagtatapos ng shift ng timon. mga. tumutugma sa oras sa tagal ng shift ng timon.
  3. Ebolusyonaryong panahon ng sirkulasyon- nagsisimula mula sa sandaling ang pagpipiloto ay nakumpleto at nagtatapos kapag ang mga elemento ng paggalaw ay tumatagal sa isang matatag na karakter.
  4. Panay ang sirkulasyon ng panahon- nagsisimula mula sa sandaling gumagalaw ang sentro ng grabidad sa isang saradong tuwid na linya, na hindi nagbabago ang manibela.

Mga elemento ng paggalaw ng sisidlan sa sirkulasyon: dt - taktikal na diameter ng sirkulasyon; Ang dc ay ang diameter ng naitatag na sirkulasyon; l 1 - extension - ang distansya sa pagitan ng mga posisyon ng sentro ng grabidad ng barko sa paunang sandali ng sirkulasyon at pagkatapos ng pagliko ng 90°: l 2 - reverse displacement; l 3 - forward displacement - ang distansya mula sa linya ng orihinal na kurso hanggang sa sentro ng grabidad ng sisidlan pagkatapos ng pagliko ng 90°. B-drift anggulo

Sa paunang, ebolusyonaryong panahon ng sirkulasyon, ang isang hydrodynamic na puwersa ay kumikilos sa talim ng timon, inalis mula sa DP, ang isa sa mga bahagi nito ay nakadirekta patayo sa DP, at nagiging sanhi ng pag-anod ng barko. Sa ilalim ng pagkilos ng propeller stop at lateral force, ang barko ay umuusad at lumilipat sa direksyon na kabaligtaran ng timon. Samakatuwid, kasama ng drift, ang isang reverse displacement ng vessel ay nangyayari sa direksyon na kabaligtaran sa pagliko. Ang circulation trajectory ay nasira sa unang sandali. Bumababa ang reverse displacement habang tumataas ang centrifugal force ng inertia, na inilapat sa sentro ng grabidad ng sisidlan at nakadirekta sa labas ng pagliko. Ang reverse displacement ay tumatagal ng sisidlan sa labas ng sirkulasyon. At kahit na hindi ito lalampas sa kalahati ng lapad ng sisidlan, dapat itong isaalang-alang, lalo na kapag gumagawa ng matalim na pagliko sa makitid na mga lugar.

Sa panahon ng tuluy-tuloy na sirkulasyon, ang mga sandali ng mga puwersa na kumikilos sa timon at katawan ng barko ay balanse at ang barko ay gumagalaw sa isang bilog. Maaaring mangyari ang paglabag sa mga parameter ng paggalaw ng barko kapag nagbago ang anggulo ng timon, bilis ng barko, o sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na puwersa.

Ang mga pangunahing elemento ng sirkulasyon ng sisidlan ay diameter at panahon. Ang diameter ng sirkulasyon ay nagpapakilala sa kakayahang magamit ng sisidlan. May mga taktikal na sirkulasyon diameter Dt at steady sirkulasyon diameter Dc.

Ang tactical circulation diameter Dt ay ang distansya sa pagitan ng paunang kurso ng barko at pagkatapos ng pagliko nito ng 180 ° at 4-6 na haba ng mga barkong pang-dagat.

Ang diameter ng steady circulation Dc ay ang diameter ng bilog kung saan gumagalaw ang sentro ng gravity ng vessel sa panahon ng steady na sirkulasyon. Ang diameter ng taktikal na sirkulasyon ay humigit-kumulang 10% na mas malaki kaysa sa steady na diameter ng sirkulasyon.

Ang diameter ng sirkulasyon ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan: haba, lapad, draft, pag-load, bilis ng sisidlan, trim, roll, gilid at anggulo ng pagtula, bilang ng mga propeller at timon, atbp.

Kapag umiikot. Ang DP ng sisidlan ay hindi tumutugma sa tangent sa curvilinear trajectory ng center of gravity. Bilang resulta, ang isang drift angle R ay nabuo. Habang tumataas ang bilis, tumataas ang anggulo ng drift, at kabaliktaran. Dahil sa pagkakaroon ng isang drift angle, ang isang sisidlan sa sirkulasyon ay sumasakop sa isang strip ng tubig na mas malaki kaysa sa laki nito. Dapat itong isaalang-alang ng mga navigator kapag nagmamaniobra at dumadaan sa masikip na kondisyon ng nabigasyon.

Ang susunod na elemento na nagpapakilala sa kakayahang magamit ng sisidlan ay ang panahon ng sirkulasyon. Ito ang oras na kailangan para lumiko ang barko nang 360°. Depende ito sa bilis ng sisidlan at ang anggulo ng timon. Sa pagtaas ng bilis at anggulo ng timon, bumababa ang panahon ng sirkulasyon. Kapag ang timon ay inilipat, ang barko ay unang gumulong sa direksyon ng pagliko. Nawawala ito sa simula ng paggalaw sa sirkulasyon at sa karagdagang paggalaw ang barko ay nagsisimulang gumulong sa tapat na direksyon ng pagliko. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa una ang barko ay apektado ng isang takong sandali M"cr, na nagmumula sa puwersa P - ang presyon ng tubig sa talim ng timon at ang puwersa R ng lateral resistance. Sa karagdagang pag-ikot ng barko, ang centrifugal force ng inertia K na inilapat sa sentro ng grabidad ng barko ay nagsisimulang kumilos dito G) at nakadirekta sa panlabas na bahagi ng pagliko, at ang lateral resistance force R. Ang dalawang pwersang ito ay bumubuo ng isang sandali M"cr, makabuluhang. mas malaki kaysa sa M"cr, na itinatakong ang barko sa gilid sa tapat ng inilipat na timon (sa tapat ng pagliko).

 

Maaaring kapaki-pakinabang na basahin: