Управление судном, оборудованным поворотными насадками

Если на судне установлены поворотные винтовые насадки, маневрирование отличается от управления судном с рулями. Принципиальная разница состоит в том, что при синхронном отклонении насадок от ДП и включении винтов на работу враздрай поперечные составляющие всегда направлены навстречу друг другу (рис. 52, а), а суммарный поворачивающий судно момент незначителен по величине.

Рис. 52 Схема маневрирования движителями при синхронном (а) и раздельном управлении (б), а так же в случае движения лагом (в)

(87)

Такое направление и сохраняется при любом варианте перекладок насадок и вращения винтов. По этой причине работа винтов враздрай при синхронной перекладке насадок позволяет обеспечить небольшую угловую скорость поворота и может быть рекомендована для поворота на стесненной акватории.

На рис. 52, б показан случай работы, винтов в противоположных направлениях при раздельном управлении насадками, когда каждая насадка имеет автономный привод. Преимущества такого маневрирова­ния по сравнению с синхронной перекладкой насадок очевидны. По­перечные составляющие сил, возникающих на насадках, и при любом направлении вращения винтов суммируются, а момент от продольных составляющих согласуется с моментом поперечных сил. Формула для определения суммарного поворачивающего момента за­пишется так:

(88)

Практика судовождения и натурные испытания показывают, что в этом случае судно может развернуться на месте и со значительной по величине угловой скоростью. Продольные перемещения судна мож­но исключить соответствующим выбором частоты вращения винтов, при которой составляющие и уравновешивают друг друга.

Насадки рекомендуется перекладывать внутрь (как это изображе­но на рис. ,б). В противном случае знак при моменте (d/2) ( + ) изменяется на обратный и ухудшаются условия обтекания кор­пуса струей от винта, работающего на задний ход, вследствие чего уменьшается угловая скорость поворота.

Однако возможности данного режима, как показали исследования намного шире: теоретически в таком режиме можно придать судну вращательное движение вокруг полюса поворота, расположенного в любой точке ДП как в пределах длины судна, так и за ее пределами. Единственный недостаток данного режима - большая продолжительность маневра. Это объясняется тем, что суммарная сила и ее момент, действующие на судно в целом, очень невелики, и они не могут обеспечить высокие значения параметров движения. Этим же объясняется то обстоятельство, что сложные маневры в таком режиме следует производить при отсутствии поступательного движения судна или на очень малых скоростях хода, поскольку возникающие при маневрировании на высокой скорости поперечные составляющие гидродинамической силы на корпусе (их величина пропорциональна квадрату скорости движения) значительно превысят суммарную силу от работы ДРК. Рассмотренный режим работы ДРК может быть востребован при маневрировании судна в стесненных условиях, когда придание нужной траектории движения носовой и кормовой оконечностям имеет большее значение, чем быстрота выполнения маневра.

Например, при необходимости подхода судна к причалу лагом. Рассмотрим вариант: левая насадка на левом борту — левый винт работает вперед, правая насадка на пра­вом борту — правый винт работает назад (рис.52) Для определения результатов действия насадок в данном варианте продлим линии сил упора левой Р₁ и правой P₂ на­садок до пересечения с ДП судна. Эти силы условно пересекутся в цент­ре тяжести судна, образуя две состав­ляющие R₁ и R₂ с равнодействующей R. Сила R при определенных режи­мах работы винтов и положениях насадок перпендикулярна ДП судна и обеспечивает его перемещение ла­гом, в данном случае в правую сторону. В нормальных путевых услови­ях насадки обычно работают в спа­ренном режиме, а на маневрах, связанных с выполнением оборота, подходом к причалу, шлюзованием, и других используют раздельное управление. Последнее в сочетании с работой винтов в различных вариантах существенно повышает маневренность судна.

При оценке предполагаемого поведения судна при работе движителей «враздрай» и раздельной перекладки насадок, что судно всегда будет поворачиваться в сторону перекладки насадки, работающей на передний ход (правда это условие всегда выполняется только в том случае, когда частота вращения обоих движителей одинаковая).

При одинаковых числах оборотов гребной винт, работающий на передний ход, создает несколько больший упор, чем винт, рабо­тающий на задний ход. При таком режиме работы винтов судно движется передним ходом, а диаметр циркуляции увеличивается. Уменьшая на 10—20% число оборотов винта, работающего на передний ход, можно добиться поворота судна «на месте» с мини­мальным диаметром циркуляции. Направление поворота судна при работе винтов «враздрай» определяется направлением перекладки синхронно управляемых насадок, а при насадках, находящихся в «нулевом» положении, — винтом, работающим на передний ход. Направление вращения судна на разных режимах работы гребных винтов.

Направление вращения судна при режиме работы гребных винтов враздрай показано в табл.3

Таблица 3

При синхронно перекладываемых насадках

(одинаковой частоте вращения движителей)

Положение насадок относительно диаметральной плоскости	Режим работы гребных винтов	Направление вращения судна
левого	правого
В диаметральной плоскости   То же	Передний ход	Задний ход	По часовой стрелке
Задний ход	Передний ход	Против часовой стрелки
На правом борту     То же	Передний ход	Задний ход	По часовой стрелке
Задний ход	Передний ход	То же
На левом борту	Передний ход	Задний ход	Против часовой стрелки
То же	Задний ход	Передний ход	То же

Если, остановить один винт, то поворот судна или резко ускорится или замедлится. Если он замедлится, то в дальнейшем скорость поворота судна постепенно уменьшится до нуля, а затем оно начнет поворачиваться в обратном направлении. Для определения направления вращения судна при разных комбинациях режимов работы гребных винтов и положениях синхронно управляемых насадок можно воспользоваться табл.4

Таблица 4

Положение насадок относительно диаметральной плоскости	Режим работы гребных винтов	Направление вращения судна
левого	правого
На правом борту     То же   -	Передний ход	Задний ход	По часовой стрелке
Передний ход	Назад - стоп	По часовой стрелке усилится до
Вперед - стоп	Назад	По часовой стрелке замедлится, затем –против часовой стрелки
-	Задний ход	Передний ход	По часовой стрелке
-	Назад - стоп	Вперед	По часовой стрелке усилится до
-	Назад	Вперед - стоп	По часовой стрелке замедлится, затем –против часовой стрелки
На левом борту     То же   -	Передний ход	Задний ход	Против часовой стрелки
Передний ход	Назад-стоп	Против часовой стрелки усилится до
Вперед - стоп	Задний ход	Против часовой стрелки замедлится, затем – по часовой стрелке

-	Задний ход	Передний ход	Против часовой стрелки
-	Назад - стоп	Передний ход	Против часовой стрелки усилится до
-	Задний ход	Вперед - стоп	Против часовой стрелки замедлится, затем – по часовой стрелке

Таблица 5

При раздельно управляемых насадках

(одинаковой частоте вращения движителей)

Положение насадок	Режим работы гребных винтов	Направление вращения судна
левого	правого	левого	правого
Правый борт	Левый борт	Задний ход	Передний ход	Против часовой стрелки
Правый борт	Левый борт	Передний ход	Задний ход	По часовой стрелке с
Правый борт	Левый борт	Передний ход	Передний ход	Поворот не происходит
Правый борт	Левый борт	Задний ход	Задний ход	Поворот не происходит, судно движется назад
Левый борт	Правый борт	Задний ход	Передний ход	По часовой стрелке
Левый борт	Правый борт	Передний ход	Задний ход	Против часовой стрелки
Левый борт	Правый борт	Передний ход	Передний ход	Поворот не происходит, судно движется вперед
Левый борт	Правый борт	Задний ход	Задний ход	Поворот не происходит, судно движется назад

При оценке предполагаемого поведения судна при работе движителей «враздрай» и раздельной перекладке насадок следует помнить, что судно всегда будет поворачиваться в сторону перекладки насадки, работающей на передний

ход(правда это условие выполняется только в том случае, когда частота вращения обоих движителей одинакова).