Циркуляция судна

Если на судне, которое двигается в установившемся режиме ( прямолинейной с постоянной скоростью) , переложить руль, то оно начнет двигаться по криволинейной траектории, которая называется циркуляцией. Если при этом не изменять угол перекладки руля, то весь процесс движения, также называемый циркуляцией, можно разделить на три периода: маневренный, эволюционный и установившийся. Первый из них определяется началом и концом перекладки руля и по времени непродолжителен. Окончание второго периода совпадает с моментом, когда все элементы криволинейного движения приобретают постоянное значение, т. е. когда наступает установившееся движение.

До перекладки руля судно движется прямолинейно, на него действуют две лежащие в ДП и взаимно уравновешивающиеся силы: сопротивление движению и полезная тяга движителей. Как только руль выводится из нейтрального положения в ДП, на нем возникает гидродинамическая поперечная сила, под действием которой судно начинает дрейфовать в сторону, противоположную перекладке руля, и поворачиваться относительно вертикальной оси. Обтекание корпуса перестает быть симметричным, на нем, как на крыле малого удлинения, так-же возникает поперечная сила, которая способствует повороту судна в нужном направлении. Рост угловой скорости судна сопровождается ростом момента сопротивления вращению, в результате наступает установившееся движение, когда ЦТ судна движется по окружности постоянного диаметра D_с, который называется диаметром установившейся циркуляции. Циркуляция характеризуется следующими элементами (рис. 3):

— тактическим диаметром циркуляции: кратчайшим расстоянием между положениями ДП судна на прямом и обратном курсах D_т = (0,9 - 1,2) D_c;

Рис.3 Циркуляция судна

— выдвигом- расстоянием, проходимым ЦТ судна в на-­ правлении прямого курса от момента начала перекладки руля до момента поворота на 90°:

l₁ = (0,6- 1,2) D_c; (1)

— прямым смещением -расстоянием, на которое перемеща-­ ется ЦТ судна в направлении, нормальном к первоначальному прямолинейному курсу, при повороте ДП судна на 90°:

l₂ = (0,25 - 0,50) D_c; (2)

— обратным смещением — наибольшим расстоянием, на ко-­ торое удаляется ЦТ судна в сторону, противоположную пово­ роту:

l₃ = (0 - 0,10) D_{c (3)}

Элементы циркуляции зависят от угла перекладки руля α. Приведенные выше пределы их изменения характерны для мор­ских транспортных судов при максимальных углах α= 30 — 35°.

Все перечисленные характеристики имеют практическое зна­чение: величину выдвига необходимо знать при повороте от берега или другого препятствия, прямое смещение нужно учитывать при расхождении судов, а тактически диаметр цир­куляции—при маневрировании в узких местах.

Основным показателем поворотливости судна является диа­метр установившейся циркуляции. Для судов с обычными ру­лями при α = 30 — 35° этот диаметр изменяется в пределах

D_c = (3 - 6) L.

Важной характеристикой циркуляции является и ее пе­риод — время, которое необходимо судну для полного поворота на 360°. Этот период зависит от скорости движения и от значения D_c и для транспортных судов составляет 3 — 5 мин.