Оценка ширины судоходной полосы на участке движения судна.

Вследствие действия внешних факторов (ветер,свальное течение и т.п., ДП судна практически никогда не совпадает с направлением пути судна и отклонена от него на некоторый угол С

).

Рис.9.1. Схема движения судна на прямолинейном участке пути:

Ох – ось судового хода; О, а ,б, в, г, д, е – линии пути; R – радиус поворота судна; Е – чувствительность радиолокационной системы ориентировки.

Судно будет следовать по траектории О, а ,б, в, г, д, е, т.е. под некоторым углом С к оси судового хода. В точке а судоводитель заметит боковое смещение судна относительно выбранного направления движения и тут же подает команду рулевому изменить курс на 1 – 3^о вправо (влево).

После чего судно пройдет отрезок пути а и б прежним курсом вследствие инерционности маневренных характеристик и реакции рулевого, а затем плавно будет описывать циркуляцию поворота радиусом R (отрезок пути б, в, г). Затем судно выйдет на откорректированный курс (отрезок пути г, д, е ).

При следовании по вышеуказанной траектории судно будет постоянно рыскать относительно этой линии, что вызовет дополнительные отклонения линии пути.

Смещение точки центра тяжести судна (ЦТ) относительно линии заданного пути (ЛЗП) с учетом рыскания может быть рассчитано по формуле:

Δb = E +( vt_запSinC) + R(1 – CosC) + l_обр+ 1/4vTSinθ, (9.1)

где Е – чувствительность системы ориентирования;

v – скорость судна;

t_зап – время запаздыавния;

С – угол сноса;

R – диаметр циркуляции;

L_обр – обратное смещение;

Т – период рыскания;

θ – угол рыскания.

Ширину судовой полосы судна относительно траектории ЦТ судна можно рассчитать по формуле:

b_сх = LSin (C +β_ц) + ВCos (C + β_ц), (9.2)

где L – длина судна;

В – ширина судна;

β_ц– угол дрейфа на циркуляции.

Отсюда ширина судоходной (ходовой) полосы (b_хп), обеспечивающая безопасную проводку судна является суммой

b_хп = Δb + b_сх

b_хп = 2[(Е +vt_зап SinC + R( 1- CosC ) + l_обр +1/4vT Sinθ) + Lsin(C + β_ц) + B Cos (C + β_ц )] (9.3)

При постоянных значениях скорости v и угла С ширину полосы можно уменьшить лишь в результате уменьшения радиуса циркуляции R. Однако, с уменьшением радиуса R растут обратное смещение l_обр и угол дрейфа на циркуляции β_ц.

Оптимальные значения R, при которых дополнительные боковые смещения Δb минимальны, приведены в таблице 9.3.

Сведения по эксплуатационной устойчивости некоторых типов судов на заданном курсе представлены в таблице 9.4.

Таблица 9.3.

Выбирая оптимальный радиус поворота, можно определить оптимальный угол перекладки руля.

Таблица 9.4

Из таблицы 9.3 видно, что Δb мало зависит от скорости судна, но значительно возрастает с увеличением угла сноса С, а из таблицы 9.4 видно, что угол рыскания θ и период рыскания Т зависит от типа судна.

Формула 9.3 применяется при расчете ширины ходовой полосы при проводке судна с использованием РЛС.

При проводке судна по визуально видимым ориентирам, характер движения судна сохраняется. Однако визуальные наблюдения позволяют контролировать положение судна по навигационным ориентирам, что значительно уменьшает значение величины Е. В этом случае для расчета ширины ходовой полосы при визуальном ориентировании (ВХП) можно использовать упрощенную формулу:

В_хп = 2(LSinC + BCosC + 1/4TVSinθ) (9.4)

Общее выражение TVSinθ в зависимости от проекта судна колеблется от 2,8 до 5,7 м.

Из анализа формул 9.1 ÷ 9.4 видно, что основную роль в создании ширины судоходной (ходовой) полосы играет общий угол сноса судна (С), который зависит от скорости и направления ветра и течения.