Управляемость одновинтовых судов.

Рассмотрим влияние винта на управляемость судна на переднем хо­ду (рис.44). Предположим, что одно­винтовое судно с винтом правого вращения находится в дрейфе, не имея ни поступательного, не враща­тельного движения, и винт включен в работу на передний ход при положении руля прямо. В момент включения винта на передний ход его лопасти начинают испытывать сопротивление воды (силы реакции винта — гидростатические), направленное в сторону, противоположную вращению лопастей.

Вследствие разности давлений воды .по глубине погружения винта гидростатическая сила D₃ (рис.44а), действующая на лопасть ///. больше, чем сила D₁ , действующая на лопасть /, которая находится ближе к поверхности воды. Разность сил D₃ и D₁ вызывает смещение кормы в сторону действия силы D₃ , т. е. вправо. Гидростатические силы D₂ и D₄ направлены по вертикали в противоположные стороны и не оказывают воздействия на судно в горизонтальной плоскости. Несмотря на то, что первоначальный период, т. е. момент включения винта по времени очень короткий, судоводителю необходимо учитывать явление отрыскивания кормы в сторону вращения винта.

После того как винт разовьет заданную частоту вращения, помимо гидростатических сил, образуются гидродинамические силы струи, на­брасываемой на перо руля (рис.44 ,б). Установившийся режим работы винта на передний ход характеризу­ется тем, что лопасти / и /// отбрасывают струи в сторону от пера руля, не оказывая на него давления, а лопасти // и IV набрасывают поток воды на руль. При этом гидродинами­ческая сила P₂ значительно больше, чем P₄ , вследствие разности давлений воды по глубине расположения лопастей // и IV, а также вследствие подсоса воздуха при верхнем положе­нии лопасти винта.

Рис. 44 Схемы сил, возникающие при работе винта на передний ход (а,б,в)

Схема сил, возникающая при работе винта на задний ход (а,б)

При установившемся вращении винта действия сил реакции воды, действующей на лопасти винта, и струи, набрасываемой на перо руля, стабилизируются, а за кормой судна образуется попутный поток с силой В, которая раскладывается на составля­ющие b₁ и b₂ (рис.44, в). Скорость попутного потока возрастает с увели­чением скорости судна и достигает максимального значения при устано­вившейся скорости полного хода судна. При этом наибольшая боковая составляющая b₁ силы попутного потока действует на кормовую часть корпуса судна в сторону, противо­положную вращению винта (т. е. при винте правого вращения — в левую сторону).

Таким образом, при установив­шемся движении на передний ход судно с винтом правого вращения подвержено воздействию суммы трех боковых сил: гидростатической силы D (силы реакции воды, действующей на лопасти винта), гидродинамиче­ской силы Р (силы струи, набрасыва­емой на перо руля) и боковой составляющей силы попутного потока b₁, причем ( )> .

Вследствие этого корма судна отклоняется в сторону направления суммы сил Р и b₁ , т. е. при винте правого вращения -— влево, а при винте левого вращения — вправо. Отклонение кормы вызывает отклоне­ние носа судна в противоположную сторону, т. е. судно стремится произвольно изменить курс при винте правого вращения — вправо, а при винте левого вращения — влево.

Эти явления необходимо учиты­вать в практике управления одно­винтовым судном и помнить, что поворотливость таких судов на переднем ходу в сторону вращения винта значительно лучше, чем в про­тивоположную. Диаметр циркуляции одновинтовых судов с правым вращением винта вправо по ходу значительно меньше, чем влево, а у судов с левым вращением винта наоборот.

Рассмотрим влияние винта правого вращения при его работе на задний ход. При включении в работу винта на задний ход его лопасти испытывают действие гидростатиче­ских сил, сумма которых направлена в левую сторону, так как D₃>D₁ (рис. 44). Развив обороты, винт создает спиралеобразный поток во­ды, направленный под корпус и на кормовую часть корпуса, и не воздействует на руль. При этом гидродинамическая сила Р₄, действующая на корпус судна от струи, набрасываемой лопастью /V, больше, чем гидродинамическая сила Р₂ от струи, набрасываемой лопастью //, вследствие того, что сила Р₄ действует на корпус почти перпендикулярно, а сила Р₂ — под небольшим углом к корпусу. В ре­зультате этого корма судна отклоня­ется в сторону вращения винта.

При движении, задним ходом попутный поток не возникает и судно подвержено воздействию только сум­мы двух групп боковых сил: сил реакции воды и сил набрасывания струи на корпус, направленных в одну сторону, а также сил встречного потока. В связи с этим работа винта на задний ход оказыва­ет сильное влияние на управляемость, из-за чего отдельные суда на заднем ходу становятся неуправляемыми.

В практике судовождения необхо­димо учитывать, что при работе на задний ход одновинтовые суда с винтом правого вращения отбрасы­вают корму в сторону левого борта, а с винтом левого вращения — в сторону правого борта, причем поворачивающий момент гребного винта, как правило, больше поворачивающего момента руля.

Во избежание потери управляемости судна рекомендуется не задавать большую частоту вращения винта на задний ход и при необходимости переключать его на передний ход с кратковременным увеличением ча­стоты вращения.