Маневренные характеристики судна
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
? на другую сторону), направление судна на кривой равновесия становится обратным и первоначальная тенденция к повороту компенсируется своевременной перекладкой руля можно полностью управлять судном на прямом курсе, так как углы кладки руля и скорость поворота останутся внутри петли.
Способность сохранять направление движения или устойчивость на курсе зависит, очевидно, от замкнутой системы, в которую входят не только судно и руль, но также и погрешности курсоуказателя и системы управления. Поэтому допустимая величина собственной динамической нестабильности снижается при увеличении скорости (количество проходимых длин судна за данный период увеличивается). Это происходит потому, что человек-рулевой ограничен в способности восприятия и своей реакцией. Этот факт находит отражение в Стандартах ИМО, в которых критерий приемлемого значения первого угла зарыскивания при выполнении испытания зигзаг включает зависимость от отношения L/V, т.е. фактора, характеризующего постоянную времени судна и временное развитие процесса.
Для управления в техническом смысле допустимое значение собственной нестабильности может быть выражено с помощью запаздывания по фазе. Если руль отклоняется с заданной амплитудой, то и направление судна отклоняется также с этой амплитудой и с этой частотой. Однако, вследствие инерционности и затухания в судовой динамике и временных задержек в рулевой машине, эта амплитуда будет по значению меньшей, а частота - более высокой, означая, что ответная реакция судна будет все больше и больше запаздывать от кладки руля. При каком-то определенном значении частоты реакция судна на перекладку руля все еще достаточно велика для управления отклонением его движения, прежде чем колебания окончательно разойдутся (т.е. фазовое расхождение с реакцией судна должно быть менее 180). Если курсом управляет рулевой-человек, замыкая систему обратной связи, то он фактически будет способен противодействовать отклонению судна, используя некоторую фазу опережения. Различные исследования показывают, что эта фаза опережения может быть порядка от 10 до 20. В настоящее время нет прямых методов оценки фазовых значений при выполнении обычных испытаний маневренности.
Очевидно, что устойчивость судна на курсе будет зависеть не только от своевременности перекладки руля, но также и от того, насколько эффективно руль может создать момент, достаточный для предотвращения чрезмерных амплитуд отклонений от курса. Величина угла зарыскивания сама по себе еще недостаточна для выделения факторов, противодействующих нестабильности, а также эффективности руля, поэтому требуются дополнительные характеристики. Такие, как например время до выполнения второго действия, которое является мерилом начальной поворотливости и уменьшается как при большой неустойчивости, так и при высокой эффективности руля.
Из сказанного следует, что большая динамическая нестабильность будет благоприятствовать хорошей поворотливости, а большое затухание зарыскивания, улучшая устойчивость судна на курсе, будет обычно сопровождаться увеличением радиусов поворота. Все это можно видеть по тонкой сплошной кривой для устойчивого судна на рис. 1.1.
Чрезмерная поворотливость допустима, главным образом, при маневрировании на малом ходу в стесненных водах. С другой стороны малые значения выдвига и тактического диаметра являются весьма ценными при маневрировании на обычных скоростях для предотвращения столкновений.
Маневр аварийный задний ход предназначается, главным образом, для проверки работоспособности машины и винта после реверсирования. Тормозной путь является, в основном, функцией отношения мощности на заднем ходу к водоизмещению судна. Испытания для определения величины тормозного пути включены в Стандарты для того, чтобы можно было сравнить ее с результатами испытаний на циркуляцию с точки зрения падения первоначальной скорости и боковых отклонений.
Стандарты ИМО выделяют 6 наиболее существенных качеств для оценки маневренных характеристик судна:
) Собственная динамическая устойчивость: Судно является динамически устойчивым на прямом курсе, если оно после небольшого внешнего воздействия быстро ложится на новый прямой курс без дополнительного действия рулем. При этом окончательная величина отклонения от первоначального курса будет зависеть от степени собственной устойчивости и от величины и продолжительности внешнего воздействия.
) Устойчивость на курсе: Качество устойчивости на курсе является мерилом способности управляемого судна сохранять прямолинейное движение в направлении заданного курса без чрезмерных отклонений руля или отклонений от курса. В большинстве случаев, достаточно уверенной контроль курса все еще возможен, если собственная динамическая неустойчивость ограничена по величине.
) Начальная поворотливость: Начальная поворотливость определяется реакцией судна к изменению курса при умеренной кладке руля и измеряется изменением курса на единицу пройденного расстояния (число Р) или же в единицах расстояния, проходимого до момента обнаружения отклонения от курса (например, время до второго действия при вхождении в маневр зигзаг).
) Контроль рыскливости: Рыскливость судна это качество, характеризующее его реакцию на перекладку руля в противоположную сторону, как например, это имеет место при выполнении маневра зигзаг, когда перекладка руля для погашения тенденции движе