Методические указания для подготовки к госэкзаменам по дисциплине "Теория и устройство судна", страница 11

В натурных условиях диаграмму управляемости можно построить, замеряя диаметры циркуляции, угловые скорости или углы дрейфа bпри различных углах перекладки руля на глубокой воде H/T ³ 4.

Мелководье влияет на диаграмму управляемости. При тех же перекладках руля угол дрейфа судна на мелководье становится меньшим, чем на глубокой воде (разд. 18). Это приводит к тому, что судно идет более прямо, a Wуменьшается.

На рис. 2приведена диаграмма управляемости судна при движении па различ­ных глубинах. Из рисунка вид­но, что на мелководье возрас­тает "гидродинамический" люфт руля. Кроме того, повышается рыскливость судна.

Многочисленные испыта­ния показали, что мелководье практически одинаково влияет на управляемость различных судов. Диаметр циркуляции на мелководье D_н  можно вычислить по при­ближенной формуле:

                                                        ^,

где D- диаметр циркуляции судна на глубокой воде; Т    - средняя осадка судна;

H- глубина.

            Кроме этого на мелководье повышается и рыскливость судна при движении на прямом курсе.  На диаграмме управляемости это отражается в изменении угла наклона кривых при a= 0 (участок гидродинамического люфта диаграммы управляемости имеет на мел­ководье большие значения отрицательной    производной   dW/da).  

Увеличение дифферента судна на корму приводит к смещению гидродинамических сил в том же направлении.   Это ведет к увеличению устойчивости судна на корпусе и увеличению его диаметра циркуляции.           

Уменьшение средней осадки судна приводит к снижению гидродинамических сил на корпусе и возрастанию относительного влияния сил на руле. Это приводит к повышению поворотливости судна и уменьшению диаметра циркуляции.

20.  Виды  и  параметры  морского волнения. Способы визуальной  оценки параметров волнения. Использование  гидрометеоро­логической информации  в  эксплуатационных условиях

Морское волнение (MВ) играет чрезвычайно важную роль в поведении судна и оказывает существенное влияние на его эксплуатацию. МВ представляет собой инерционное движение жидкости вблизи ее поверхности, вызванное и поддерживаемое ветром и инер­цией воды. Для практики судовождения наиболее важны две формы  МВ - ветровое волнение и мертвая зыбь.

Ветровое волнение су­ществует в районе шторма, мертвая зыбь представляет трансформи­рованное ветровое волнение под действием сил вязкости и в ре­зультате интерференции. Обе формы МВ имеют ярко выраженный не­регулярный характер. Для мертвой зыби характерна также группо­вая структура.

Для количественной оценки МВ используют статистические и спектральные характеристики. Общий уровень интенсивности МВ оценивается в баллах шкалы ГУГМС 1953 г., которая может быть сопоставлена со шкалой Бофорта, но не совпадает с ней.

Основны­ми характеристиками нерегулярного волнения обоих видов в оте­чественной практике являются высота волн 3%  обеспеченности h_3%и средний период волнения t , в зарубежной практике - высота значительных волн h_1/3, и t. Практическое значение имеют та­кие параметры: средняя высота волн h(м),  длина волны l(м), скорость волны   С(м с^-1),  высота экстремальных волн (с обеспечен­ностью 0,1%) h_0,1%.д  для оценки наиболее опасных режимов качки, слеминга и заливаемости.  Соответствующие характеристики МВ мо­гут быть выражены через h_3%и  t:

 

Группы волн мертвой зыби могут состоять из   5-15  волн, они чередуются с периодами относительного "затишья", которое можно использовать для выполнения маневров судна в шторм. Средняя вы­сота наибольших волн в группе составляет примерно _max = 0,76 h_3%, т.е. близко к               h_1/3.   Разброс по высоте между наибольшими и на­именьшими волнами в группе примерно равен . Время "затишья" между группами колеблется в пределах (10-30) t.

На движущемся судне МВ воспринимается как процесс, имею­щий отличную от истинной частоты  s  кажущуюся  частоту s_к,  ка­жущийся период  t_к   и  составляющий с ДП судна курсовой угол j.

       Связь истинных и кажущихся характеристик волнения осуществляется выражением (V_s   - скорость судна, уз):

         Судоводитель может осуществлять визуальную оценку некото­рых параметров волнения с движущегося судна:   h_виз, t_{к виз}.

       Высота волн оценивается визуально как средняя высота 4-6 наиболее выделяющихся волн (h_виз  ).  Затем производится пере­счет этой величины на  h_3%по формуле :

h_3% = k_hh_виз     ,

где   k_h - поправочный коэффициент из таблицы.

     Средний кажущийся период волнения    t_копределяется через средний визуальный период (t_к ) _виз    по формуле t_к = k_tt_{к виз}(k_tв той же таблице). Значение (t_к )_виз  вычисляется как средний период не менее                                           20 последовательных волн, определяемых секундомером.

hвиз	0	4	6	8	10	12
kh	1,32	1,25	1,20	1,16	1,12	1,08
(tк ) виз	2	4	6	8	10	12
kt	1,1	1,02	0,94	0,84	0,80	0,74

       Можно также использовать приближенные формулы    h_3% = 2,24 (h_виз)^3/4  ( м),  h_3%= 1,34 + 1,17 h_виз( м).

        Кроме визуально определенных характеристик волнения судоводитель должен использовать имеющуюся на судне гидрометеорологическую информацию в виде  карт  поля  волнения по району, прогнозов полей волнения, приземных факсимильных карт, а также рассчитывать характеристики волнения по картам приземного поля давления с помощью диаграмм, приведенных в справочкой гидрометеорологической литературе (А.И.Гордиенко, В.В.Дриключ. Метеорологическое обеспечение судовождения, М., Транспорт, 1989). Необ­ходимо также использовать информацию о МВ, сообщаемую в штормовых предупреждениях.