Подлодки Корабли Карта присутствия ВМФ Рейтинг ВМФ России и США
Какой способ жилищного обеспечения военных вы считаете наиболее оптимальным?
Жилье в натуральном виде
    63,64% (49)
Жилищная субсидия
    18,18% (14)
Военная ипотека
    18,18% (14)

Поиск на сайте

Судно с одним винтом правого шага и активным рулем

Суда, снабженные активным рулем, обладают гораздо большей поворотливостью, чем суда, снабженные обычным рулем. Выше были уже рассмотрены основные положения, возникающие при работе активного руля без учета работы главного гребного винта. Основные положения, возникающие при переходах из одного режима работы главного гребного винта в другой без вывода пера руля из ДП, у судов с активным рулем будут полностью аналогичны таким же положениям у судов с обычным рулем. Поэтому далее будут рассмотрены только те случаи, при которых судно, снабженное активным рулем, при различных режимах работы главного гребного винта имеет перо руля переложенным на тот или иной угол.

Поворот вправо на переднем ходу. Так же как на судне с обычным рулем, на судне с активным рулем, следующим установившимся ходом вперед, при повороте вправо перекладывают перо руля вправо. При этом при прочих равных условиях поворот будет осуществляться значительно быстрее, а угол перекладки руля может быть меньше.

Взаимодействие основных сил, возникающих при повороте, будет следующее (рис. 46).


Рис. 46. Поворот на переднем ходу при помощи активного руля: а — вправо; б — влево

Лопасти винта, вращаясь в водной среде, будут испытывать силу реакции Д, стремящуюся толкнуть корму судна вправо и препятствующую повороту.

Сила набрасываемой на плоскость пера руля струи воды С будет оказывать тем большее давление, чем больше угол перекладки пера руля УП. Составляющая силы С—сила а будет тормозить движение судна вперед и уменьшать величину силы П. Вторая составляющая силы С — сила б стремится отвести корму судна влево, способствуя повороту.

Сила давления ДВ на плоскость пера руля также будет тем больше, чем больше угол перекладки пера руля УП. Ее составляющая ЛС тормозит ход судна и уменьшает силу П. Вторая составляющая Ф будет отбрасывать корму судна влево, являясь основной силой, совершающей поворот судна.

Сила попутной струи в, оказывающая давление на плоскости лопастей винта, будучи разложенной на составляющие, даст силу а1, толкающую силу вперед, и б1 отводящую так же, как силы б и Ф корму судна влево и способствующую его повороту.

Усилие, развиваемое двигателем активного руля АР, будет всегда направлено вдоль плоскости пера руля ПАР и под углом к ДП судна, равным углу перекладки руля УП. Разложив силу АР на составляющие, получим силу Т, толкающую судно вперед и увеличивающую величину силы П. Вторая составляющая Б будет стремиться толкнуть корму судна влево, способствуя его развороту. Сила Б будет тем больше, чем больше угол перекладки руля УП. Суммируя силы, влияющие на поворотливость кормы судна, получим следующее выражение:

Ф + б + б1 + Б — Д.


Сумма сил Ф + б + б1 + Б всегда больше силы Д, и корма судна пойдет влево, осуществляя разворот судна вправо.

Поворот будет происходить быстрее, чем у судна с обычным рулем, за счет добавочной силы Б, имеющей существенную величину, особенно при больших значениях угла У П.

Суммируя силы, действующие на (скорость судна, получим:

П + а1 + Т — ( ЛС + а ).


П + а1 + Т всегда больше ЛС + а. Судно незначительно потеряет скорость хода, во всяком случае меньше, чем судно с обычным рулем, где сила Т будет отсутствовать. С потерей скорости хода уменьшится сила П и пропорционально зависящие от нее силы Ф и б1. Однако силы б и Б сохраняют свое значение, и поворот будет осуществляться быстро.

Поворот влево на переднем ходу. Активный руль перекладывается влево. Основные силы, влияющие на поворотливость судна, будет взаимодействовать следующим образом (рис. 46б). Силы сопротивления воды движению лопастей Д будет стремиться отвести корму судна вправо, способствуя повороту влево.

Сила набрасываемой на плоскость пера руля струи воды С будет очень невелика, так как основная часть потока воды будет уходить за корму, скользя по плоскости пера руля. Разложив остаточную силу С на составляющие, получим силу а, толкающую судно вперед и этим увеличивающую силу поступательного движения вперед П. Вторая составляющая б будет отталкивать корму влево, противодействуя повороту.

Однако силы а и б будут незначительны. Влияние их на скорость хода и на поворотливость будет невелико.

Сила давления воды ДВ на плоскость пера руля будет тем больше чем больше угол перекладки пера руля УП и больше скорость судна. Составляющая ДВ, сила лобового сопротивления ЛС, будет тормозить ход судна, противодействуя силе П, а сила Ф будет отводить корму вправо, являясь главной силой, осуществляющей поворот.

Сила попутной струи в, сама по себе небольшая, будет оказывать давление на плоскости лопастей винта. Разложив силу в на составляющие, получим силу а1, которая так же, как и сила а, будет толкать судно вперед, увеличивая силу поступательного движения судна П. Вторая составляющая силы в—сила б1 будет стремиться отвести корму судна влево и этим помешать повороту. Однако силы а1 и б1 будут невелики, а их влияние на судно незначительно.

Усилие АР, развиваемое двигателем активного руля, будет действовать вперед под углом к ДП руля. Этот угол равен углу перекладки руля УП. Разложив усилие АР на составляющие, получим силу Т, помогающую поступательному движению судна вперед П. Вторая составляющая — сила Б будет стремиться отвести корму судна вправо, помогая повороту судна. Чем больше угол перекладки пера руля УП, тем большее значение силы Б и силы Ф. Суммируя все силы, действующие на поворотливость судна, получим выражение:

Ф + Б + Д —( б + б1).


Силы б и б1 невелики, и судно будет легко разворачиваться влево. Таким образом, судно с одним винтом правого шага и активным рулем благодаря силе Б будет разворачиваться на переднем ходу легче и быстрее, чем судно с обычным рулем в аналогичных условиях.

Кроме того, можно сказать, что судно с винтом правого шага и активным рулем на переднем ходу будет разворачиваться легче и быстрее влево, чем вправо, так как при развороте влево, кроме сил Ф и Б, способствовать повороту будет сила Д, достигающая заметной величины. При повороте вправо сила Д будет противодействовать повороту, замедляя его и увеличивая циркуляцию в прочих равных условиях.

Суммируя силы, действующие на скорость продвижения судна вперед, получим следующее выражение:

П + а + а1 + Т — ЛС,


потеря скорости таким образом будет незначительна.

Поворот вправо на заднем ходу. У судна с одним гребным винтом правого шага и активным рулем поворот в основном совершается так же, как и у судна с обычным пером руля.

Однако может случиться, что из-за конструктивных особенностей кормовых обводов подводной части судно не пойдет вправо. В этих случаях рекомендуется уменьшать ход, гасить инерцию судна и перекладывать леро активного руля не на левый борт, а на максимальный угол направо. При этом основные силы, действующие на поворотливость судна, расположатся следующим образам (рис. 47а).

Сила реакции Д1 будет стремиться отвести корму судна влево способствуя повороту.


Рис. 47. Поворот на заднем ходу при помощи активного руля: а — вправо; б — влево

Сила набрасываемой на корпус струи воды С1 разложенная на составляющие, даст силу а, толкающую судно вперед и этим противодействующую силе поступательного движения судна П назад. Вторая составляющая б будет отводить корму судна влево, способствуя повороту судна.

Сила давления встречного потока воды на перо руля ДВ и сила давления всасываемой струи на перо руля ВС действуют в одном направлении и практически могут рассматриваться как одна сила ДВ + ВС. Сила эта будет невелика, так как поступательное движение судна П назад будет замедлено.

При разложении силы ДВ + ВС на составляющие получим силу лобового сопротивления ЛС, стремящуюся противодействовать движению судна назад, и силу Ф, стремящуюся отбросить корму судна вправо, препятствуя этим его повороту.

Работа двигателя активного руля даст силу АР. Разложив силу АР на составляющие, получим силу Т, стремящуюся толкнуть судно вперед и этим противодействовать силе поступательного движения П назад. Вторая составляющая В будет отводить корму судна влево, способствуя повороту.

Общий итог сил следующий:

Д1 + Б + б — Ф.


Чем меньше ход, тем меньше силы Ф, Д и б; чем больше угол перекладки, тем больше сила Б. Следовательно, поворачивать судно этим способом следует на -малом ходу и при максимальном угле перекладки руля.

Суммируя все силы, влияющие на скорость продвижения судна назад, получим

П —( Т + а + ЛС).


Сила П с потерей скорости хода будет уменьшаться, одновременно уменьшаются силы а и ЛС; при увеличении угла перекладки пера активного руля ПАР сила Т возрастает. Таким образом, при описываемом повороте судно будет резко терять скорость хода.

Поворот влево на заднем ходу. Так же как и с простым рулем, судно может не развернуться влево на заднем ходу.

Поэтому рекомендуется уменьшить поступательное движение судка назад и положить перо активного руля на левый борт. При этом расположение основных сил, влияющих на поворотливость и скорость продвижения судна, будет следующее (см. рис. 47 б). Сила реакции воды Д1 как и в предыдущем случае, будет стремиться отбросить корму влево, противодействуя повороту судна. Сила давления на корпус набрасываемой струи воды С1 может быть разложена на составляющие. Первая составляющая а будет толкать судно вперед, уменьшая скорость движение судна П назад. Вторая составляющая б будет отводить корму влево, противодействуя повороту.

Сила давления встречного потока воды на перо руля ДВ и сила давления всасываемой струи воды ВС, как и в предыдущем случае, могут быть представлены как одна сила ДВ + ВС. Сила эта невелика, так как скорость судна в момент поворота будет снижена. Силу ДВ + ВС разложим на составляющие и получим силу лобового сопротивления ЛС, противодействующую поступательному Движению Я, и силу Ф, отводящую корму судна влево и этим противодействующую повороту.

Сила АР, возникающая в результате работы активного руля, разложенная на составляющие, даст силу Г, противодействующую движению судна назад, и силу Б — основную силу, обеспечивающую поворот судна и толкающую корму судна вправо. Суммируя силы, действующие на поворотливость судна, получим следующее выражение:

Б — ( Д1 + б + Ф ).


Силы Д1 б и Ф из-за сниженной скорости будут иметь небольшую величину. Сила Б превосходит их, и чем больше угол перекладки руля УП, тем больше разворачивающая корму судна сила Б. В первый момент, когда скорость хода судна значительна и следовательно велика сила Ф, корма может пойти влево, но по мере падения силы П и, следовательно, силы Ф, значение силы Б будет возрастать и корма судна пойдет вправо, а нос судна соответственно влево.

При повороте судна, снабженного активным рулем, на заднем ходу влево иногда предпочтительнее останавливать вращение гребного винта совсем, тогда сила Д будет отсутствовать и поворот осуществится быстрее и легче. Сумма сил, оказывающая влияние на уменьшение или увеличение скорости хода, будет такой же, как и в предыдущем случае:

П — ( Т + ЛС + а).


Судно будет резко терять скорость хода, так как при уменьшении силы П резко начнет возрастать значение силы Т оказывающей сильное противодействие движению судна назад. Силы ЛС и а будут невелики и по мере уменьшения хода уменьшаться еще больше.

Из сказанного видно, что судно, имеющее активный руль на заднем ходу, при всех условиях будет легче разворачиваться в обе стороны, чем судно с обычным рулем.

Поворот вправо на переднем ходу с места. Так же как и у судна с обычным рулем, перо руля перекладывается направо и дается передний ход главной машины.

В тех случаях, когда активный руль не автоматический, его включают одновременно с дачей хода вперед главной машиной. Судно с активным рулем всегда развернется на переднем ходу с места быстрее, чем судно, имеющее обычный руль.

В момент начала поворота на переднем ходу с места основные силы, влияющие на поворотливость судна, расположатся следующим образом (рис. 48 а).

В первый момент лопасти гребного винта будут преодолевать сопротивление неподвижных слоев воды, и сила реакции Д будет достигать большой величины, стремясь отбросить корму вправо и противодействуя этим повороту судна.

Давление набрасываемой струи воды на перо руля в первый момент почти не будет ощущаться. Однако с появлением спирального потока воды, отбрасываемого гребным винтом, набрасываемая струя начнет давить на плоскость пера руля с силой С, которая будет увеличиваться с увеличением скорости движения спирального потока воды и с увеличением угла перекладки пера руля УП. Разложив силу С на составляющие, получим силу а, толкающую судно назад, и силу б, стремящуюся отвести корму судна влево и этим способствовать его повороту вправо.

Активный руль будет толкать корму судна вперед по линии ДП с силой АР. Разложив силу АР на составляющие, получим силу Т, стремящуюся толкнуть судно вперед, и силу Б, стремящуюся отвести корму судна влево и этим способствовать повороту судна. Суммируя все силы, оказывающие влияние на поворотливость судна, получим следующее выражение:

Б + б - Д.


В первый момент после дачи хода машиной, как уже говорилось выше, большой величины достигает сила Д, которая будет стремиться отклонить корму судна вправо. Силы б и Б в это время будут еще очень невелики и не смогут противостоять силе Д. Однако для того чтобы корма пошла вправо, сила Д должна намного превышать боковое сопротивление воды БСВ, которое в первый момент будет тоже очень велико. Корма судна под давлением силы Д начнет двигаться вправо постепенно по мере падения силы бокового сопротивления воды БСВ.


Рис. 48. Поворот на. переднем ходу с места при помощи активного руля: а — вправо; б — влево

По мере падения величины БСВ с образованием спирального потока воды будет падать величина силы Д и одновременно довольно быстро возникнут и начнут увеличиваться силы Б и б, которые отклонят корму судна вправо.

Силы Т и а будут взаимопротивоположны, однако сила Т, толкающая судно вперед, будет больше силы а. Таким образом, судно будет испытывать воздействие силы Т — а.

С появлением поступательного движения судна П вперед судно попадет в уже описанное выше положение поворота вправо на переднем ходу.

Поворот влево на переднем ходу с места. Перо руля кладется влево, дается ход главной машине, включается двигатель активного руля.

Расположение основных сил, действующих на поворотливость судна, при этом будет следующее (см. рис. 48 б).

Сила сопротивления воды движению лопастей гребного винта Д, достигающая в первый момент большой величины, будет стремиться оттолкнуть корму судна вправо, способствуя повороту. По мере образования спирального потока воды величина силы Д несколько уменьшится, однако ее положительное значение останется.

Сила набрасываемой струи С в первый момент не будет ощущаться совсем, но по мере образования спирального потока воды она начнет давить на плоскость пера руля. Однако это давление будет очень слабо, так как основная масса струи воды будет уходить в виде скользящего потока. Вследствие этого составляющая а толкающая судно вперед, и б, отводящая корму влево и мешающая повороту, — незначительны.

Работа двигателя активного руля даст силу АР, направленную вдоль оси пера руля. Разложив силу АР на составляющие, получим силу Т, толкающую судно вперед, и силу Б, отводящую корму судна вправо и помогающую повороту.

Суммируя все силы, действующие на поворотливость судна, получим:

Д + Б - б.


Сила б будет очень мала, корма судна, преодолевая боковое сопротивление воды БСВ, под влиянием сил Д и Б пойдет вправо. Силы Т и а будут помогать судну двигаться вперед и совершать поворот вправо на переднем ходу.

Следовательно, судно с винтом правого шага, снабженное активным рулем, будет легче разворачиваться влево, чем вправо.

Поворот вправо на заднем ходу с места. Этот поворот подробно описан для судна с обычным рулем и винтом правого шага. Судно легко пойдет кормой влево, разворачиваясь носом направо. Включения двигателя активного руля при этом не потребуется. Взаимодействия основных сил разбираются в указанном разделе.

Поворот влево на заднем ходу с места. В разделе «Судно, имеющее обычное перо руля», было сказано, что вследствие неблагоприятного взаиморасположения сил поворот может не удастся. Поэтому для судна, снабженного активным рулем, рекомендуется использовать мощность его двигателя, для того чтобы при всех обстоятельствах поворот мог быть осуществлен.

Перед тем как дать машине ход назад, нужно переложить перо, активного руля лево на борт. Включать двигатель активного руля следует одновременно с началом работы гребного винта. Расположение основных сил, действующих на поворотливость, судна, при этом будет следующим (рис. 49). Сила сопротивления воды будет стремиться отбросить корму судна влево, препятствуя повороту. В первый момент после включения главного гребного винта она будет велика, а после образования спирального потока воды будет уменьшаться. Даже в первый момент корма не пойдет быстро влево, так как ее будет удерживать сила бокового сопротивления воды БСВ. Затем на судно начнут действовать другие силы, возникающие вследствие работы гребного винта и двигателя активного руля.

Разложив силу струи набрасываемой воды С1 на составляющие, получим силу а, которая будет толкать судно вперед и не окажет влияния на поворотливость и силу б, которая будет стремиться отвести корму влево и этим помешать повороту судна.

На перо активного руля начнет давить сила всасываемой струи ВС. Разложив силу ВС получим силу г, которая так же, как и сила а, стремится толкнуть судно вперед, и силу д, которая вместе с силой б будет стремиться отвести корму судна влево и этим воспрепятствовать повороту.


Рис. 49. Поворот влево на заднем ходу с места

В результате работы двигателя активного руля возникнет сила АР, направленная вперед по ДП. пера активного руля. Разложив силу АР, получим силу Т, стремящуюся толкнуть судно вперед, и "силу Б, стремящуюся отбросить корму вправо и повернуть судно влево. Чем больше угол перекладки пера руля УП, тем больше составляющая Б.

Суммируя силы, действующие на поворотливость судна, получим следующее выражение:

Б — (Д1 + б + д).


Следовательно, в первый момент, когда мала сила Б и велика сила Д1 судно или сохранит свое положение, или немного рыскнет кормой влево. Затем с ростом силы Б и падением значения силы Д корма судна пойдет вправо, причем сила Б будет преодолевать сопротивление незначительных сил б и д и уменьшенной силы Д1. Если требуется повернуть судно быстрее, рекомендуется работать главной машиной уменьшенным ходом, при этом сила Д1 будет уменьшена.

Сила Т + а + г будет препятствовать усилию гребного винта, увлекающему судно назад. С появлением силы поступательного движения судна назад Я, когда она сделается больше Т + а + г , судно перейдет в уже описанное ранее положение судна, совершающего поворот влево на заднем ходу.

Вперед
Оглавление
Назад


Главное за неделю