Маневрирование одновинтового судна с учётом совместного влияния винта и руля.

Поведение одновинтового судна при выполнении различных манёвров определяется совместным влиянием момента руля и моментов сил B, C и D. Отметим некоторые особенности поведения такого судна с винтом правого вращения.

При движении вперёд после дачи заднего хода судно, обычно, начинает разворачиваться вправо, постепенно ускоряя разворот. Это происходит под действием сил B, C₁ и D, приложенных к кормовой части и направленных в сторону левого борта. При этом, даже при сохранении значительной скорости переднего хода, судно практически не слушает руля.

Если дать задний ход на остановленном судне, то корма, обычно, уклоняется влево под влиянием сил C₁ и D, а нос - вправо. Если при этом переложить руль вправо, то разворот судна, обычно, замедляется, а иногда не возникает совсем. После того, как судно приобретает некоторую скорость заднего хода, эффективность действия руля, обычно, несколько увеличивается. Если же при наличии скорости заднего хода застопорить винт, то многие суда при этом начинают удовлетворительно управляться рулём, что можно объяснить прекращением и действия силы C₁.

Если на остановленном судне дать передний ход двигателю, то судно, обычно, хорошо разворачивается в любую сторону после соответствующей перекладки руля.

Отмеченные особенности поведения одновинтовых судов следует рассматривать как наиболее типичные. В то же время встречаются суда, поведение которых существенно отличается от рассмотренных закономерностей. Кроме того, следует учитывать, что поведение судна, особенно, с большой парусностью, может резко измениться под влиянием ветра.

Управляемость одновинтового судна на заднем ходу значительно хуже, чем на переднем. Даже те суда, которые являются управляемыми на заднем ходу при тихой погоде, при слабом ветре становятся неуправляемыми. Основной причиной этого являются особенности в работе руля на заднем ходу, резко отличающиеся от его работы на переднем ходу.

Рассмотрим эти особенности. При движении судна назад с переложенным рулём набегающий поток воды создаёт поперечную силу на руле R_py, направленную в сторону того же борта, на какой переложен руль. На рис.1.71.показано направление этой силы при руле, переложенном влево.

Рис.1.70. Управляемость на заднем ходу

Для объяснения возникающих при этом процессов приложим в центре тяжести G две силы, равные по величине силе R_py, и направленные в противоположные стороны. Такие две силы ничего не изменяют, так как взаимно компенсируют друг друга. Одна из этих сил вместе с силой руля R_py образует пару сил с моментом R_py*l_p, стремящимся повернуть судно вокруг вертикальной оси, а другая сила вызывает поперечное смещение. При таком смещении возникает угол дрейфа a, благодаря которому на корпусе возникает поперечная гидродинамическая сила R_рy, точка приложения которой смещена в сторону кормы, так как углы дрейфа в кормовой части больше по величине. Момент этой силы R_гy*l препятствует повороту в сторону перекладки руля. Если же на переднем ходу момент поперечной гидродинамической силы R_гy в начале поворота имеет одинаковый знак с моментом руля и, следовательно, способствует повороту, то на заднем ходу момент препятствует повороту.

Кроме указанных причин, отрицательное влияние на поворотливость оказывает косое натекание воды на руль, за счёт чего эффективный угол перекладки руля d_э оказывается уменьшенным на угол дрейфа. На переднем ходу этот эффект сказывается гораздо меньше за счёт спрямляющего влияния на поток со стороны корпуса. Из-за того, что на заднем ходу руль находится впереди корпуса по направлению движения корпуса, поэтому он не оказывает влияния на поток, в месте расположения руля.

Косое натекание потока вызывает также появление поперечной гидродинамической силы на винте, так как вращающийся винт, как уже отмечалось, испытывает повышенное сопротивление со стороны воды при боковом перемещении. Момент этой силы также препятствует повороту. Перечисленными причинами объясняется плохая управляемость судов на заднем ходу.