|
Современным судном с
механическим двигателем управляют с мостика, который объединяет рулевую
(ходовую) рубку, штурманскую рубку и крылья мостика. Тенденция
совершенствования этого главного командного пункта судна состоит в том, что
на современных судах стали делать совмещенную рубку с круговым обзором.
Индикаторы и органы управления располагают на пультах, конструкцию которых
приводят в соответствие с самыми строгими требованиями эргономики. Все более
широкое применение на судах находят системы дистанционного управления
(непосредственно с мостика) судовыми энергетическими установками, системы
автоматического управления (например, курсом судна с помощью авторулевого) и
системы автоматической регистрации (записи, печати) различных параметров,
действующие в комплексе с ЭВМ общесудового или специализированного
назначения.
Устойчивость судна на курсе. Она отражает способность
судна двигаться прямолинейно. Понятие устойчивости входит составной частью в
более общее свойство — управляемость, которое подразумевает и способность
судна менять направление движения под действием управляющего устройства,
например руля. Последняя способность судна называется поворотливостью.
Устойчивость и поворотливость как составные части
управляемости противоречат друг другу по своей физической сущности. Чем более
устойчиво судно на курсе, тем оно менее поворотливо, и наоборот. Разумное
сочетание устойчивости и поворотливости закладывается на этапе проектирования
судна в зависимости от его типа и назначения. Так, для транспортного судна
более важна устойчивость, а для портового буксира — поворотливость.
Управляемость в целом зависит от гидродинамических характерстик комплекса
"корпус — движитель — руль", а устойчивость на курсе — от следующих
факторов:
дифферента - судно с дифферентом на корму более устойчиво,
чем с дифферентом на нос:
крена — судно с постоянным креном имеет тенденцию
уваливаться с курса в сторону повышенного борта;
размерений и формы корпуса — суда с большим отношением
длины к ширине более устойчивы на курсе, это же относится и к судам с более
острыми образованиями;
влияния внешних сил (ветер и волнение моря). Рыскливость.
Как при ручном, так и при автоматическом управлении рулем судно под действием
ветра и волнения моря, а также других факторов, уменьшающих устойчивость на
курсе, периодически смещается с прямолинейной траектории, совершая
колебательное движение около заданного курса с определенной амплитудой и
периодом. Это явление называется рысканием. Рыскливость — отрицательное
качество судна с точки зрения безопасности мореплавания и в экономическом
отношении. Рыскающее судно проходит большее расстояние, затрачивая на один и
тот же переход больше времени и топлива, чем судно, следующее строго
прямолинейно.
Интенсивность рыскания, кроме конструктивных особенностей
судна и степе™ воздействия внешних факторов, зависит от натренированности и
опыта рулевого.
При автоматическом управлении рулем интенсивность рыскания
зависит от правильности настройки авторулевого, если конструкцией последнего
предусмотрены устройства, учитывающие динамические характеристики данного
судна.
Поворотливость. Ею называют способность судна нужным
образом изменять направление движения под действием рулевого устройства, создающего
силы, поперечно направленные по отношению к диаметральной плоскости.
Количественно поворотливость можно охарактеризовать
угловой скоростью, которую приобретает судно при повороте на новый курс. Чем
больше эта скорость, тем судно поворотливее.
Эффективность руля как гидродинамического крыла тем выше,
чем больше скорость струи, набегающей на перо руля. Установка винта
непосредственно перед пером руля значительно повышает поворотливость судна.
Влияние работающего винта выражается не только в
увеличении скорости набегающего на руль потока воды. Поскольку руль находится
в непосредственной близости от винта, между ними возникает более сложное
взаимодействие, так как поток воды закручен и неравномерно воздействует на
перо руля по его высоте. Возникает дополнительная сила, называемая силой
набрасываемой струи. В результате при правом вращении гребного винта корма
судна стремится развернуться влево, т. е. у большинства одновинтовых судов с
винтом правого вращения поворотливость при повороте вправо выше, чем при
повороте влево.
В начале движения судна вперед винт начинает работать в
невозмущенной среде и его лопасти за полный оборот испытывают различное
сопротивление. Развиваемый на лопастях упор больше в их нижнем положении.
Результирующая сила реакции стремится сместить корму судна в сторону,
противоположную силе набрасываемой струи. С набором судном скорости условия
обтекания винта потоком воды изменяются и сила реакции винта уменьшается.
Циркуляция судна. Циркуляцией судна называется
криволинейная траектория его перемещения при повороте с одного курса на
другой. Эта траектория имеет переменную кривизну. В начальный, так называемый
маневренный, период циркуляции судно незначительно смещается в сторону,
обратную направлению поворота, а затем движется по спирали уменьшающегося
радиуса кривизны в сторону поворота. Маневренный период занимает время,
потребное на изменение курса на величину, чуть большую 90°. После этого
наступает период установившейся циркуляции, в течение которого траектория
приобретает постоянную кривизну (окружность).
В любой момент циркуляции касательная к ее траектории и
диаметральная плоскость судна образуют угол, называемый углом дрейфа на
циркуляции. В результате этого судно на циркуляции занимает более широкую
полосу воды, чем при движении постоянным курсом.
Различают тактический диаметр циркуляции и диаметр
установившейся циркуляции (последний малоупотребителен). Тактическим
диаметром циркуляции называется расстояние между противоположными курсами при
повороте на 180°. В самых общих чертах диаметр циркуляции зависит от угла
перекладки руля, а время поворота — от скорости хода судна.
Инерционно-тормозные характеристики судна. При изменении
режима работы главного двигателя в движении судна наступает переходный
процесс. Проходимое расстояние и время, затрачиваемое на такие маневры,
называют инерционно-тормозными характеристиками судна. Эти характеристики
определяют для следующих маневров:
разгона, т. е. процесса постепенного увеличения скорости
при переводе главного двигателя на повышенную мощность;
движения по инерции (пассивное торможение), т. е. процесса
снижения скорости судна под влиянием сопротивления воды после остановки
главного двигателя;
активного торможения, т. е. процесса снижения скорости
путем реверса двигателя.
Торможение судов, имеющих винт регулируемого шага (ВРШ),
осуществляется разворотом лопастей винта без изменения направления его
вращения. Судно с ВРШ маневр торможения выполняет быстрее, чем аналогичное
судно с винтом фиксированного шага, поскольку в последнем случае затрачивается
определенное время на реверсирование главного двигателя.
Инерционно-тормозные характеристики судна являются его
важными маневренными элементами и определяются чаще всего путем натурных
испытаний.
|