управление судном книга. На якоре 203 Штормовые диаграммы 184186 Штормовые условия в дрейфе
 Скачать 3.93 Mb.
|
)’ и некоторые упрощающие преобразования дают рабочую формулу для определения угла дрейфагде 7а —- относительное плечо аэродинамической силы, выраженное в долях длины кор- .к. (‘л- -£); L—длина судна между перпендикулярами, м; /цп — отстояние ЦП от Цт, м. В формуле (4.3) величина /цп принимается положительной, если ЦП смещен в нос от ЦТ, и отрицательной при его смещении в корму. Знак величины /л укажет соответственно направление смещения точки приложения аэродинамической силы от ЦТ. Положение ЦП по длине судна /цп зависит от размеров и расположения надстроек и других надводных частей, а также от дифферента судна и его осадки. Площадь парусности и положение ЦП по длине судна можно рассчитать по чертежу бокового вида судна с учетом масштаба. При этом следует иметь в виду, что положение ЦП значительно изменяется с изменением дифферента судна. При определении отстояния ЦП от ЦТ для (4.3) необходимо учитывать положение ЦТ по длине, которое только при .посадке судна на «ровный киль» приблизительно совпадает с мидель-шпангоутом. Если ЦТ смещен в сторону одной из оконечностей судна, то благодаря дифференту ЦП смещается в противоположную сторону, что приводит к существенному изменению /ц„ и, следовательно, /д. Аэродинамический момент Мл=Лу1л стремится развернуть судно относительно вертикальной оси в направлении уваливания наветренной оконечности судна. Гидродинамическая сила и ее момент. Поперечная аэродинамическая сила Ау создает боковое перемещение судна — дрейф со скоро- стыо Vy, в результате чего корпус судна движется с углом дрейфа а. В этих условиях корпус судна испытывает сопротивление со стороны воды в виде гидродинамической силы /?, имеющей поперечную составляющую Ry. Подводная часть судна характеризуется площадью проекции погруженной части на ДГ1. Эту площадь Sy для приближенных оценок можно принимать равной произведению длины судна между перпендикулярами на среднюю осадку. При движении судна лагом, когда о=90°, точка приложения силы реакции воды (гидродинамической силы Л) носит название центра бокового сопротивления (ЦБС). Приближенно можно считать, что ЦБС совпадает с центром площади проекции погруженной части судна на ДП, а по длине судна практически совпадает с ЦТ. При посадке судна на ровный киль ЦБС, как и ЦТ, примерно совпадает с мидель-шпангоутом, а при наличии дифферента отстояние ЦБС от мидель-шпангоута можно приближенно рассчитать по формуле 7- _о,5, цвс 3 (1 —d„/d„) где /цБС — расстояние ЦБС от мидель-шпангоута, выраженное в долях длины судна L; ёы —- осадка носа, м; dm -- осадка нормы, м. Знак «—» у 7цбс укажет, что ЦБС смещено в корму от ми- дель-шпангоута, а знак «+» — в нос. Если угол дрейфа не равен 90°, то точка приложения гидродинамической силы смещается по ДП в направлении движения, т. е. навстречу набегающему потоку воды. Если угол дрейфа меньше 90°, то точка приложения смещается от ЦБС в сторону носа, а при угле дрейфа более 90° — в сторону кормы, т. е. смещение точки приложения гидродинамической силы имеет ту же закономерность, что и для аэродинамической. Однако величина смещения точки приложения гидродинамической силы примерно в 2 раза больше, чем аэродинамической при одинаковых углах атаки (а=?»), что объясняется более совершенными обводами подводной части и, следовательно, более выраженным проявлением свойств крыла. Плечо поперечной гидродинамической силы относительно ЦТ можно приближенно рассчитывать по формуле где 1н — относительное плечо поперечной гидродинамической силы, выраженное в долях длины корпуса -^rj; /цвс — отстояние ЦБС от ЦТ, м. В соответствии с формулой (4.4) точка приложения гидродинамической силы имеет максимальное смещение при углах дрейфа, близких к 0 и 180°, когда это смещение достигает ±0,51, т. е. точка приложения приближается к носовому или кормовому перпендикуляру. Угол дрейфа, близкий к 180®, судно может иметь при движении назад.  Рис. 4.3. Силы, действующие на судно при движении с углом дрейфа (4.5) Поперечная составляющая гидродинамической силы Ry создает гидродинамический момент MR относительно вертикальной оси, проходящей через ЦТ судна, MR =/?* iR, Поперечная гидродинамическая сила Ry в Н рассчитывается по формуле* (4.6) Ry-CyZ-SyV*. где р — массовая плотность забортной воды, кг/м3; S- — площадь проекции подводной части судна на ДП, м2;
Cv — безразмерный коэффициент поперечной гидродинамической силы, значение ко- торого можно выразить приближенной зависимостью 0,23sinct-f l,09sin2cc (4.7) (2,16—7d/L)* где 6 — коэффициент общей полноты; d/L — отношение средней осадки судна к его длине. Очевидно, что формулы (4.3) и (4.4) структурно подобны. Следует лишь еще раз отметить, что ЦБС располагается по длине судна всегда сравнительно близко от ЦТ, поэтому в практических расчетах допустимо /ЦБС принимать равным нулю, в то время как /11П может иметь значительную величину.
Условия движения судна постоянным курсом с углом ветрового дрейфа выражаются вторым и третьим уравнениями системы (1.1), которые для случая установившегося движения, когда инерционные силы и момент равны нулю, можно записать в следующем виде: (4.8) Ветер, дующий со скоростью W под произвольным курсовым углом, воздействует на надводную часть судна силой А, которую в общем случае можно разложить (рис. 4.3) на две составляющие: продольную Ах и поперечную Ау. Продольная составляющая Ах, складываясь алгебраически с силой сопротивления Я*, увеличивает или уменьшает скорость движения судна Vx. Эта скорость учитывается лагом, поэтому силу Ах можно не рассматривать. Сила Ау, действующая перпендикулярно ДП, заставляет судно смещаться в поперечном направлении со скоростью V» называемой скоростью дрейфа. В данных условиях направление и скорость дейст вительного перемещения судна относительно воды определяются вектором V, который является геометрической суммой векторов Vx и Vv (см. рис. 4.3). Непосредственно из приведенной схемы следует tga = |