Влияние ВРШ на управляемость судна

Ниже рассмотрены различные режимы работы ВРШ правого вращения.

Судно движется вперед, винт работает вперед (рис. 46). Управляемость судна та же, что и при ВФШ, т. е. корма уклоняется влево, а нос - вправо (С + Ь > R). С выводом руля из диаметраль­ной плоскости судно ведет себя так же, как и с ВФШ. При уменьшении шага винта уменьшаются силы С, R и Ь, уменьшается и уклонение кормы влево. С увеличением шага винта увеличиваются силы С и R. В еще большей степени возрастает и сила b вследствие увеличения угла атаки винта и скорости попутного потока, поэтому уклонение кормы влево увеличивается.

Судно движется назад, винт работает назад (рис. 47). В отличие от ВФШ у ВРШ на заднем ходу направление вращения сохраняется. Под действием сил С₁ и R₁ корма пойдет вправо. При перекладке руля вправо к указанным силам добавляются А₁ и В₁ и корма пойдет вправо еще резче.

Если руль перекладывается влево, то при большой скорости движения назад корма пойдет влево (А₁ + В > С₁ + R₁),намалом заднем ходу — медленно вправо (С₁ + R₁> А₁ + В).

Судно движется вперед, винт работает назад (рис.48). Под действием суммы сил С₁ + R₁+ b корма резко пойдет вправо. Если положить руль вправо, то сила встречного потока А значительная в начале реверса, может оказаться больше сил С₁ , R₁и b,поэтому корма пойдет влево. По мере гашения инерции движения вперед сила А ослабевает и корма вновь начнет уклоняться вправо. При перекладке руля лево на борт в начале реверса корма пойдет вправо еще стремительнее, так как к силам С₁ , R₁и b добавится действие силы А.

Рис. 46. Судно движется вперед,

винт работает вперед:

Т— сила упора винта;

А — сила встречного потока;

С — сила набрасываемой струи;

R — сила реакции воды;

b — сила попутного потока;

С_к — сила винтовой струи;

R_c — равнодействующая сил

Рис. 47. Судно движется назад, винт работает назад:

— сила набрасываемой струи; — сила реакции воды; — сила встречного потока; В — сила всасываемой струи

Рис.48 Судно движется вперед, винт работает назад

Рис49. Судно движется назад, винт работает вперед

Судно движется назад, винт работает вперед (рис. 49). В на­чале реверса сила R больше силы С, так как потоки воды, отбрасы­ваемые винтом, еще неустойчивы. Вследствие этого корма при руле прямо слегка пойдет вправо. При перекладке руля вправо наблюда­ется неравенство А₁ + R > С + С_bc, и корма уклоняется также вправо.

С уменьшением инерции движения назад уменьшается сила А₁ и соотношение сил станет противоположным (С + С_bc > А₁ + R), поэтому корма пойдет влево.

Если положить руль влево, то в начале реверса корма пойдет влево (А₁ + С > R + С_bc), в конце, по мере ослабления силы А₁ — вправо (R + С_bc > А₁+ С).

Когда инерция заднего хода будет полностью погашена и судно двинется вперед, корма вновь начнет уклоняться влево в соответствии с действием сил на установившемся переднем ходу.

Итак, на двух режимах из четырех рассмотренных судно с ВРШ ведет себя так же, как и судно с ВФШ (винт работает вперед). На двух остальных режимах (винт работает назад) влияние ВРШ на управляемость судна отличается от действия ВФШ. Это необходимо иметь в виду во время маневров.

Различные сочетания режимов работы главного двигателя позволяют использовать боковые усилия на винте для улучшения маневренных качеств судна.

Рассмотрим это на следующих примерах:

1. «Передний ход со «стопа»

С началом работы гребного винта за счет силы реакции воды, всегда направленной в сторону вращения винта корма судна резко пойдет вправо (если винт правого шага) или влево ( если винт левого шага).

Это явление особо заметно у судов, имеющих малооборотные двигатели и винты большого диаметра.

Перекладкой руля на соответствующий борт можно или ускорить оборот судна или удержать его на заданном курсе в момент начала движения.

2. «Задний ход со «стопа»

В этом случае наблюдается обратная картина. Корма судна будет быстро уклоняться влево (при винте правого шага) или вправо (при винте левого шага). Соответственно для удержания судна на курсе руль нужно переложить вправо. Для ускорения поворота руль-влево. При длительной работе на задний ход, по мере возрастания скорости судна руль становится малоэффективен.

3. Передний установившийся ход

Поскольку судно с винтом правого шага стремится уклониться вправо по ходу, то для удержания его на курсе руль должен быть переложен на небольшой угол влево (обычно 2÷4 градуса). Это положение руля следует считать новым нулевым положением и все последующие команды на руль исполняются относительно этого положения. На судах с винтом левого шага наблюдается обратная картина. Следует учитывать эффективность гребного винта во многом зависит от условий, в которых он работает, и прежде всего от степени его погруженности в воду. Оголенность винта или чрезмерная близость движительно-рулевого комплекса к поверхности воды значительно ухудшают ходкость и управляемость судна, а инерционные характеристики при этом существенно отклоняются от номинальных (увеличиваются длина пути и время разгона, ухудшается процесс торможения). Поэтому для обеспечения хороших маневренных качеств винтовых судов нельзя допускать их плавание с большим дифферентом на носовую часть или порожнем (без необходимой балластировки).

На судах с гребным винтом в диаметральной плоскости при остром профиле кормового подзора смещающая сила, приложенная к рулю, проявляется незначительно. В свою очередь при расположении руля непосредственно за винтом смещающая сила, приложенная к нему, может достигать значительных величин. При конструктивном расположении пера руля внизу от оси вала закрученные винтом частицы воды будут оказывать большее давление на нижнюю его часть и меньшее давление на верхнюю часть со стороны диаметральной плоскости. При конструктивном расположении пера руля вверху, распределение давления закрученного потока изменяется, поэтому изменяется и действие суммарного смещающего усилия, приложенного к рулю.

Таким образом, устойчивость судна на курсе зависит не только от направления вращения винта, но также от конструктивных особенностей кормы и расположения руля.

4. Маневр «торможение» или «подтормаживание»

После запуска двигателей с переднего на задний ход судно с винтом правого вращения обычно разворачивается вправо. Однако на некоторых крупнотоннажных судах с большой осадкой наблюдается сначала зарыск влево.

Если при выполнении маневра нежелательно уклонение вправо, то предварительно надо сначала за счет перекладки руля придать судну уклонение влево, а затем запускать двигатель на задний ход. Обычно, в этом случае боковые силы винта не могут преодолеть инерцию уклонения.

На судах с винтом левого шага картина обратная.