содержание .. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ..
ВЛИЯНИЕ НА ПОВОРОТЛИВОСТЬ, УСТОЙЧИВОСТЬ НА КУРСЕ И
УПРАВЛЯЕМОСТЬ КОРАБЛЯ ДРУГИХ ФАКТОРОВ
На маневренные качества корабля оказывает влияние, кроме уже
рассмотренных, еще целый ряд других факторов, имеющих большое
практическое значение.
Влияние длины, ширины, осадки и формы обводов подводной части корабля
Как показывает опыт, на поворотливость и управляемость корабля влияют
его длина и ширина. Выше было установлено, что поворот корабля
осуществляется в первую очередь забрасыванием в ту или в другую сторону
его кормы и, кроме того, на повороте корабль движется вперед по кривой,
которая при установившейся циркуляции принимает вид окружности. Поэтому
значительная длина подводной части корпуса корабля будет безусловно
препятствовать его боковому движению вследствие большого бокового
сопротивления воды. Следовательно, длинный корабль неповоротлив, что
является фактором отрицательным.
Относительно ширины корпуса корабля можно сказать, что чем ширина
больше, тем больше и расстояние между гребными валами и винтами.
Благодаря этому при разворачивании корабля с помощью машин, при работе
ими враздрай увеличивается плечо, а следовательно, и момент
разворачивающей пары сил, возникающей в кормовой части корабля. Таким
образом, большая ширина корпуса корабля способствует улучшению его
поворотливости, а следовательно, и управляемости.
На поворотливость и управляемость корабля оказывают влияние не только
абсолютные величины длины и ширины его корпуса, но и отношение длины к
ширине.
Как показывает опыт, чем больше это отношение, тем при прочих равных
условиях поворотливость и управляемость корабля бывает хуже. Поэтому
короткие и широкие корабли обладают обычно лучшей поворотливостью и
управляемостью, чем длинные и узкие. Так, например, эскадренные
миноносцы и крейсера, у которых отношение длины к ширине приблизительно
равняется 11 —12, имеют обычно худшую поворотливость и управляемость,
чем линейные корабли, у которых это отношение меньше. А такие корабли,
как ледоколы, у которых отношение длины к ширине равняется 4—5, имеют
исключительно хорошую поворотливость и управляемость, что для них очень
важно при плавании во льдах. На поворотливость корабля значительное
влияние оказывают также осадка и форма обводов подводной части корпуса.
Поскольку корпус корабля на повороте приобретает боковое движение, а
этому движению вода оказывает известное сопротивление, последнее,
естественно, будет тем больше, чем большую осадку имеет корабль.
Следовательно, с увеличением осадки корабля его поворотливость
ухудшается. В отношении влияния на поворотливость корабля формы обводов
подводной части его корпуса следует сказать, что самыми невыгодными
являются прямостенные борта (например, у транспортов), так как при
боковом движении корабля на повороте боковое сопротивление воды будет
действовать по нормали к борту и, следовательно, будет наибольшим.
Боковое сопротивление будет значительно меньшим у кораблей, имеющих
округлые борта.
Улучшению поворотливости и управляемости корабля способствует также
усеченная форма штевней в подводной части.
Влияние крена
При крене, вызванном неправильным размещением грузов или аварией,
корабль не идет прямо, а уклоняется с курса в сторону, противоположную
крену. Это объясняется тем, что скуловые образования корабля будут
испытывать неодинаковое сопротивление встречной воды.
Ввиду того что площадь А погруженной поверхности скулы накрененного
борта больше соответствующей площади В скулы приподнятого борта,
наибольшее сопротивление встречной воды будет испытывать скула
накрененного борта и наименьшее — скула повышенного борта. Очевидно, что
по направлению силы сопротивления встречной воды /?i и /?2, приложенные
к одной и другой скуле, параллельны друг другу. Если мы разложим векторы
этих сил (приложенных к симметричным образованиям скуловых обводов) по
правилу параллелограмма на составляющие так, чтобы одна из них была
параллельна, а другая перпендикулярна борту, то убедимся, что
составляющая, перпендикулярная накрененной скуле /?3, будет больше
соответствующей составляющей противоположного борта /?5. В результате
этого нос корабля уклоняется в сторону наименьшего сопротивления
встречной воды (рис. 41).
Из этого можно сделать следующие выводы:
1) чтобы удержать корабль, имеющий крен, на
• курсе, нужно руль несколько переложить в сторону крена;
2) корабль, имеющий крен, описывает циркуляцию меньшего диаметра в
сторону, противоположную крену.
Рис. 41. Влияние крена на поворотливость корабля.
Влияние диферента
Диферент оказывает влияние на скорость и поворотливость корабля.
При диференте на нос увеличивается сопротивление встречной воды, в
результате чего корабль теряет часть своей скорости. В то же время
поворотливость его при этом улучшается, так как приподнятая корма при
перекладке руля встречает меньшее боковое сопротивление воды и легче
забрасывается в сторону силой давления воды на руль.
При небольшом диференте на корму скорость корабля несколько
увеличивается, при большом — уменьшается. Последнее объясняется тем, что
при значительном погружении кормы корабль тянет за собой большую массу
воды, на что затрачивается часть мощности машин. В результате этого
корабль теряет скорость. При дифференте на корму поворотливость корабля
ухудшается, так как корма при большей осадке встречает большее боковое
сопротивление воды и тяжелее забрасывается в сторону при перекладке
руля.
Влияние ветра и волны
Влияние ветра на поворотливость и устойчивость корабля на курсе зависит
от его силы и направления относительно диаметральной плоскости, а также
от площади той поверхности, на которую он оказывает свое действие, т. е.
от площади надводного борта и палубных надстроек. Когда корабль не имеет
хода, то обычно уваливается носом под ветер и становится относительно
ветра в положение, близкое к бакштагу или галфинду. Это объясняется тем,
что носовая часть у большинства современных военных кораблей имеет
меньшую по сравнению с кормой осадку, большую высоту наружного борта и
более высокие носовые надстройки.
По этой же причине и на ходу при боковом ветре корабль уходит с курса
под ветер (уваливается), что является недостатком. Корабль, обладающий
большой увальчивостью при сильных и, особенно, штормовых ветрах,
стремится стать бортом к ветру, и его трудно бывает привести и удержать
на заданном курсе или вразрез ветру и волне. В особенности сильно
реагирует на боковой ветер корабль, когда имеет задний ход. В этом
случае он иногда настолько сильно уваливается носом, что бывает трудно
удержать его на прямом курсе даже при совместной работе руля и машин.
Корабли, у которых «парусность» кормы больше «парусности» носа
(например, танкеры), на действие ветра реагируют противоположным
образом, и в рассмотренных условиях ими легче управлять. В отношении
влияния волны необходимо прежде всего отметить, что направление ее
действия большей частью совпадает с направлением действия ветра.
Вследствие этого волна как бы усиливает влияние ветра на корпус корабля.
Кроме того, при качке поворотливость корабля значительно ухудшается, так
как руль временами оголяется и не работает; оголяются также и винты, что
вредно сказывается на работе машин и вынуждает иногда уменьшать ход.
Встречная волна также снижает ход корабля и при малейшей неточности
держания на курсе легко сбивает его нос под ветер. Попутная волна
способствует рыскливости корабля, так как ударами волн корму сильно
заносит то в одну, то в другую сторону. При этом руль плохо работает и
корабль бывает трудно держать на заданном курсе.
Из всего сказанного можно сделать вывод, что корабли с высокой носовой
частью разворачиваются на ветер значительно медленнее, чем под ветер, а
корабли с более высокой кормой — наоборот.
Влияние мелководья
При плавании на мелководье поворотливость и управляемость корабля
ухудшаются. Корабль хуже слушается руля и заметно труднее
разворачивается с помощью машин.
Рис. 42. Схема расположения расходящихся и поперечных волн на глубокой воде.
Сопротивление корабля на мелководье увеличивается,
в результате чего скорость снижается. Это явление объясняется
изменениями волнообразования на мелкой воде. Известно, что при движении
корабля на глубокой воде возникает система волн, состоящих частью из
поперечных (рис. 42, 1У 2, 5, 4 и 5), частью из расходящихся волн (рис.
42, I, II, III, IV, V и VI), угол растворения которых на глубокой воде
для данного корабля почти не зависит от скорости корабля. Подобные волны
образуются в носовой и в кормовой оконечностях корабля. Система
поперечных волн целиком располагается в треугольнике между расходящимися
волнами. На мелкой воде при увеличении скорости корабля увеличивается
угол а растворения расходящихся волн. Вместе с этим увеличивается и
вовлекаемая в волновое движение масса воды, что можно заметить по
увеличению буруна за кормой, и приводит к росту сопротивления и потере
скорости хода корабля (рис. 42).
Падение скорости на мелководье иногда достигает довольно значительной
величины (20—25%). При плавании в районах с резким изменением рельефа
дна часто наблюдается, что корабль устремляется носовой частью в сторону
большей глубины и перестает в это время слушаться руля. Это объясняется
тем, что корабль стремится двигаться в сторону наименьшего
сопротивления, которую он встречает на глубокой воде.
Влияние узкостей
Плавание в узкости сопровождается также возрастанием волнового
сопротивления и падением скорости корабля. Влияние ширины фарватера в
особенности сказывается при плавании на мелководье, когда потеря
скорости достигает 25—30% от нормальной скорости корабля. При входе
корабля в узкость вода, вытесняемая корпусом, из-за близости берегов не
может свободно распространяться в стороны, как на широких водных
пространствах, что ведет к изменению волнообразования и возрастанию
волнового сопротивления. Вследствие потери скорости ухудшается и
поворотливость корабля.