Схемы сил и моментов, действующих на прямолинейно движущееся судно при дрейфе от ветра.

Действую на надводную поверхность судна, ветер вызывает появление аэродинамической силы R_В (рис.7.4). Величина и точки приложения этой силы зависят от направления и скорости ветра, величины и формы надводной поверхности судна. В общем случае сила R_В может быть разложена по осям, связанным с судном, на составляющие R_ВХ и R_ВУ. Первая в зависимости от направления ветра увеличивает или уменьшает силу сопротивления движению судна. Боковая составляющая прежде всего вызывает боковой снос судна, который носит название ветрового дрейфа. При этом угол между направлением движения судна (вектором скорости V) и его диаметральной плоскостью называется углом ветрового дрейфа β_В. Из-за наличия угла β_В на подводной части корпуса судна возникает гидродинамическая сила R_Г, которая раскладывается на составляющие RГ_Х и RГ_У.

Поскольку точки приложения силы R_В и R_Г не совпадают с Ц.Т. судна, то они относительно его создают соответствующие вращающие моменты - М_В от силы давления ветра и М_R от гидродинамической силы корпуса судна.

ЦТ – центр тяжести судна;

ЦП – центр парусности судна;

ЦД – центр гидродинамического давления.

Рис. 7.4 Силы, действующие на уваливающее по ветру судно.

Если у движущегося судна при положении рулей в ДП момент М_В больше момента М_R, то оно будет стремиться развернуться носовой частью по ветру, т.е. будет уваливаться по ветру. Для удержания его на прямом курсе необходимо переложить рули в направлении наветренного борта (рис.7.1), с тем чтобы создать вращающий момент М_р рулевой силы, который компенсировал бы разность моментов М_В - М_R. В этом случае

М_Р +М_R = М_В (7.2)

Способностью уваливаться по ветру обладают грузовые суда в порожнем состоянии и толкаемые составы с порожними баржами.

Другие суда при тех же условиях, но при М_В < М_R (рис.7.5) стремятся развернуться носом на ветер. Про такие суда говорят, что они обладают способностью приводиться к ветру. Для удержания таких судов на прямом курсе рули необходимо переложить в направлении подветренного борта. Способностью приводить к ветру обладают пассажирские суда, грузовые суда с грузом и толкаемые составы с груженными баржами.

Рис. 7.5. Силы, действующие на приводящееся к ветру судно. М_В < М_R

Если при максимальном угле перекладки руля судно при сильном ветре не в состоянии двигаться прямолинейным курсом, то оно потеряло управляемость. В качестве показателей управляемости движущегося судна при действии ветра принимают угол ветрового дрейфа β_В и потребный угол перекладки рулей ( органа управления) ά_Р.Первый показатель характеризует ширину ходовой полосы b_х.n , которую занимает судно, двигаясь прямолинейно с углом ветрового дрейфа. Показатель ά_Р характеризует управляемость судна при ветре, т.е. способность осуществлять движение прямолинейным курсом с углом дрейфа β_В,