Совместная работа гребного винта и руля

Рассмотрим влияние работы винта на поворотливость судна на разных режимах работы двигателя. Положения пера руля в ДП.

Начало работы. Сила набрасываемой струи С, образованная кру­гообразным потоком воды, будет очень мала или равна нулю. Сила попутного следа b равна нулю, так как судно еще не получит движения вперед. Обе силы, С и Ь, отклоняющие корму влево на переднем ходу, в первый момент или равны нулю, или имеют малую величину.

С началом вращения винта его лопасти встретят сопротивле­ние воды и появится сила реакции D, причем в первый момент она будет иметь наибольшее значение. Поэтому при даче переднего хода у одновинтового судна с винтом правого шага корма резко уклоняется вправо, а нос - влево. С увеличением мощности кругообразного потока воды вокруг винта увеличивается сила набрасы­ваемой струи С; сопротивление воды, движущейся в этом потоке в одном направлении с лопастями винта, уменьшается, вследствие чего значение силы реакции D также уменьшается. С началом дви­жения судна вперед появляется сила попутного следа Ь, которая постепенно становится больше вследствие увеличения скорости движения судна. Силы С + b и D выравниваются, а затем С + Ь ста­новится больше D и нос судна уклоняется вправо, а корма влево.

На заднем ходу(рис. 2.4). Винт правого шага вращается про­тив часовой стрелки и отбрасывает воду под корму судна. Лопасть I (рис. 2.4 а), находясь в верхнем положении и вращаясь влево, бро­сает воду вниз с силой С,. На боковое отклонение кормы судна эта сила влияния не оказывает. Лопасть II гонит воду вправо. Вода из- под этой лопасти ударяется в левый борт кормового подзора с си­лой С₂ и стремится уклонить корму судна вправо, но эта сила прила­гается к борту близко от киля и под острым углом, поэтому большая часть воды проходит под килем и на корму оказывает незначитель­ное влияние. Лопасть III поднимает воду вверх с силой С₃. Эта сила, как и сила С,, не влияет на отклонение кормы судна. Лопасть IV гонит воду справа налево с силой С₄. Корма судна в верхней части имеет полные обводы. Вода из-под лопасти ударяется в корму под прямым углом, стремясь уклонить корму влево, а нос вправо.

Рис. 2.4. Действие сил на заднем ходу: а - набрасываемой струи; б - реакции

Сопротивление (реакция) воды работе винта на заднем ходу (рис. 2.4 6). Лопасть I, вращаясь влево, встречает сопротивле­ние воды силой D„ которая направлена вправо. А это значит, что сила D, стремится отклонить корму вправо. Лопасть II, поворачи­ваясь вниз, встречает сопротивление воды силой D₂, которая стре­мится приподнять корму вверх, не оказывая влияния на отклонение кормы в сторону. Лопасть III, вращаясь вправо, испытывает сопро­тивление воды силой D₃, которая направлена влево.

Эта сила от­клоняет корму влево. Лопасть IV поднимается вверх. Сила реакции D₄ направлена вниз и так же, как сила D₂, на боковое отклонение кормы влияния не оказывает. Сила D₃ больше силы D„ так как она действует в более плотной воде, поэтому корма судна будет ук­лоняться влево, а нос - вправо.

Из анализа видно, что обе рассмотренные силы, С и D, откло­няют корму влево. Следовательно, на установившемся заднем ходу у судна, имеющего винт правого шага, корма будет укло­няться влево, а нос - вправо.

//////////////////////////////////////////////////////////

Судно имеет ход вперед, винт работает назад. Руль прямо. Винт одновинтового судна, начавший вращаться на задний ход, своими развернутыми лопастями как бы загребает воду с левой стороны, обтекает правый борт и, оказывая на него давление, заставляет корму разворачиваться влево, а нос — вправо.

Рис. 2.3. Взаимодействие винтовой струи с корпусом судна при работе гребного винта на задний ход

Судно имеет ход назад, винт работает назад. До тех пор, пока судно не приобретет достаточную скорость заднего хода, положение пера руля на поворотливость судна влияния не оказывает. Как отмечалось ранее, на поведение судна оказывает влияние струя воды от винта, направленная в правую часть обводов корпуса, вследствие чего нос судна идет вправо.

Как только судно разовьет определенную скорость заднего хода и перо руля будет находиться в массе встречного потока воды, образованного движением судна, положение пера может заставить судно пойти кормой в сторону переложенного руля. В этом случае на руль будут действовать две силы: сила встречной воды, возникающая от движения судна назад, и сила всасываемой струи, порождаемая засасывающим действием винта при его работе на задний ход.

Одновинтовые суда слушаются руля на заднем ходу лучше, когда винт не работает и судно движется назад с наибольшей скоростью. Однако рассчитывать на непогрешимость работы руля одновинтового судна на заднем ходу (особенно для поворота носа судна влево) можно только в штилевую погоду при достаточной осадке.

Судно имеет ход назад, винт работает вперед. При положении «прямо руль» нос судна может уклоняться или вправо, или влево (обычно вправо). При положении «право на борт» нос судна уклоняется вправо. При положении «лево на борт» нос судна уклоняется влево. Струя воды от гребного винта создает гидродинамическое давление на перо руля значительно большей силы, чем от встречного потока при движении судна назад.

Рис.2.4. Поведение одновинтового судна при работе гребного винта правого вращения

Из всего сказанного можно сделать следующие выводы:
• при совместной работе гребного винта и руля судно, двигающееся передним и задним ходом, круче и быстрее разворачивается в сторону шага винта;
• разворот в сторону шага винта в любом случае осуществляется значительно быстрее, чем в обратную сторону.

Поведение одновинтовых судов при комбинированной работе руля и винта правого вращения в штилевую погоду приведены в таблице.