Calcolo degli elementi di circolazione. Circolazione della nave, suoi periodi ed elementi Disposizioni generali del corso di lavoro

La traiettoria curvilinea descritta dal centro di gravità della nave quando il timone viene spostato di un certo angolo e poi mantenuto in questa posizione è chiamata circolazione.

Ci sono tre periodi di circolazione: di manovra, evolutivo e il periodo di circolazione stabile. Periodo di circolazione di manovraè determinato dall'inizio e dalla fine dello spostamento del timone, vale a dire coincide nel tempo con la durata dello spostamento del timone. Durante questo periodo, la nave continua a muoversi quasi dritta. Periodo evolutivo della circolazione inizia dal momento in cui si sposta il timone e termina quando gli elementi di movimento assumono un carattere stabile, cioè smetterà di cambiare nel tempo. Il periodo di circolazione stabile inizia dalla fine del periodo evolutivo e dura finché il timone della nave è in posizione invertita.

La traiettoria del movimento curvilineo del baricentro della nave, ad es. la sua circolazione è caratterizzata dai seguenti elementi:

Diametro di circolazione stabile (D c)- il diametro del cerchio descritto dalla nave durante il periodo di circolazione stazionaria, che inizia dopo che la nave vira di 90-180°; Diametro circolazione tattica (D t)- la distanza più breve tra la posizione dell'asse centrale della nave all'inizio della virata e dopo aver modificato la rotta iniziale di 180°. Prolunga l 1 la distanza di cui il centro di gravità della nave si sposta nella direzione della rotta originaria dal punto in cui inizia la circolazione al punto corrispondente ad una variazione della rotta della nave di 90°. Spostamento in avanti l 2- la distanza dalla rotta iniziale della nave al punto del baricentro nel momento in cui la nave vira di 90°. Polarizzazione inversa l 3- la massima distanza di cui il centro di gravità della nave si sposta dalla linea di rotta originaria nella direzione opposta alla virata.

Le caratteristiche della circolazione includono anche: il periodo di circolazione costante T - il tempo in cui la nave gira di 360°; velocità angolare di rotazione della nave in circolazione stazionaria ω = 2π / T.

Passaggi per preparare la timoneria prima di lasciare la nave in mare

Indicazioni girobussola. Correzione girobussola

Meridiano della girobussola: la direzione in cui è installato l'asse principale della girobussola

La rotta della girobussola è la direzione del piano centrale della nave, misurata dall'angolo orizzontale tra la parte settentrionale del meridiano della girobussola e la prua del piano centrale della nave.

Il rilevamento della girobussola è la direzione verso un punto di riferimento, misurata dall'angolo orizzontale tra la parte settentrionale del meridiano della girobussola e la linea di rilevamento.

Il rilevamento inverso della girobussola è la direzione opposta alla direzione verso l'oggetto.

La correzione della girobussola è l'angolo nel piano dell'orizzonte reale tra i meridiani veri e quelli della girobussola.

Tipi di movimento della nave. Elementi di lancio

Il dondolio della nave- movimenti oscillatori che una nave compie attorno alla sua posizione di equilibrio. Esistono tre tipi di movimento della nave: a) verticale- vibrazioni della nave sul piano verticale sotto forma di movimenti traslatori periodici; B) a bordo(o laterale) - oscillazioni della nave nel piano dei telai sotto forma di movimenti angolari; V) chiglia rotolamento (o longitudinale) - vibrazioni della nave nel piano centrale, anche sotto forma di movimenti angolari. Quando una nave naviga su una superficie d'acqua agitata, tutti e tre i tipi di movimento spesso si verificano contemporaneamente o in varie combinazioni.

Due tipi di oscillazioni di una nave durante il beccheggio: gratuito(su acque ferme), che si verificano per inerzia dopo la cessazione delle forze che li hanno provocati, e costretto, che sono causati da forze esterne applicate periodicamente, ad esempio le onde del mare.

Elementi di lancio:

Ampiezza del beccheggio (a) - la massima deviazione della nave dalla sua posizione originale, misurata in gradi. Gamma di lancio(b) - la somma di due ampiezze successive (l'inclinazione della nave su entrambi i lati).

Periodo mobile (in)- il tempo tra due inclinazioni successive oppure il tempo durante il quale la nave completa un ciclo completo di oscillazioni, ritornando nella posizione in cui ha avuto inizio il conto alla rovescia.

28 (10.1) Denominare le caratteristiche delle modalità di controllo dello sterzo: “semplice”, “seguente”, “automatico”

Per quantificare la circolazione vengono utilizzate le caratteristiche geometriche e velocità-tempo.

Le caratteristiche geometriche includono le seguenti quantità:

1. Diametro di circolazione stazionario – D c = 2R c.

Il diametro della circolazione stabile è il diametro della traiettoria della circolazione centrale. nave in un periodo di circolazione costante.

Per una valutazione comparativa dell'agilità di diverse navi, il valore D c(O R c) sono solitamente espressi in termini di lunghezze dello scafo della nave l. Questo rapporto è chiamato la misura principale della manovrabilità della nave e questo valore è il diametro di circolazione relativo ( D PUNTO).

Per le navi della navigazione interna D PUNTO rientra nell'intervallo 2,5 3,5.

2. Diametro circolazione tattica D T- la distanza tra l'asse centrale della nave su una rotta diritta e la sua posizione durante una virata di 180°.

D T = (6.5)

Dove l– lunghezza della nave, m;

T– pescaggio della nave, m;

S R- area del timone, m2;

All'OP– coefficiente sperimentale.

solitamente il valore D T = (0,9 – 1,2)D c.

Riso. 6.3 Schema di circolazione dei vasi

3. Prolunga l 1– La distanza di cui il centro di gravità della nave si sposta nella direzione della rotta iniziale dal punto in cui inizia la circolazione al punto corrispondente ad una variazione della rotta della nave di 90°. Per varie navi l1 fluttua all'interno l1 = (0,6 -1,5)DC.

4. Spostamento in avanti l 2– la distanza più breve dalla linea della rotta iniziale della nave al punto in cui il baricentro (CG) coincide nel momento in cui la rotta cambia di 90 o; Generalmente l2 = (0,25 -0,50)D c.

5. Polarizzazione inversa l 3– la massima distanza di cui si sposta il baricentro. la nave nella direzione opposta a quella della virata; Generalmente l3 = (0,01 – 0,1)D c.

Le caratteristiche velocità-tempo includono:

1. Periodo di circolazione TC- tempo di virata della nave di 360 o.

2. Velocità lineare di movimento del C.T. nave sulla circolazione costante – V c.

3. Velocità angolare di rotazione della nave sulla circolazione stazionaria ω.

L'angolo di deriva dell'imbarcazione in circolazione è determinato dal C.T. rispettivamente poppa e prua βC , βK E βC. .

La valutazione della reazione della nave al cambio della timoneria è determinata dal coefficiente di risposta k recensione, che è espresso dal rapporto temporale A dall'inizio dello spostamento del timone della nave fino alla quantità di spostamento richiesta, fino al momento in cui la nave inizia a virare.

Revisionare = (6.7)

Per le singole navi, questo coefficiente, di regola, tende all'unità, e per i convogli spinti è significativamente inferiore, poiché i convogli spinti, dopo la fine del turno di controllo, continuano a muoversi sulla stessa rotta per un po '.

La larghezza del canale di navigazione necessaria per il movimento è determinata dai parametri di circolazione lungo l'estremità di poppa di navi e convogli, poiché l'estremità di poppa della nave si muove lungo una curva di raggio maggiore rispetto al suo centro di gravità.

In conformità con (Fig. 6.4) gli elementi della traiettoria di movimento dell'estremità di poppa della nave in circolazione, è consigliabile valutare il massimo spostamento inverso dell'estremità di poppa. Diametro maggiore chiamato diametro di circolazione poppiera, caratterizzerà il movimento di circolazione del punto estremo dell'estremità poppiera della nave. Il diametro di circolazione a poppa della nave sarà

D K = D C + L P sinβ (6.8)

Dove L Р – distanza dal C.T. della nave fino al punto di applicazione delle forze Р Р (a poppa).

Conoscere la grandezza D K, il navigatore può stimare la dimensione della superficie d'acqua necessaria per il turnover.

Fig.6.4. Modifica dell'angolo di deriva lungo la lunghezza della nave e il raggio di circolazione.

Tabella 6.1. Vengono presentati i dati sui raggi relativi della circolazione stabile di alcune navi della navigazione interna.

Tabella 6.1.

6.2.3 Sbandamento della nave durante la circolazione.

Durante il processo di circolazione, la nave viene sbandata (Fig. 6.5). L'entità e il lato dell'angolo di sbandamento dipendono dal periodo di circolazione in cui si trova la nave. Nel periodo di manovra della circolazione, sotto l'influenza della forza di sterzo (R Y), il rollio è diretto verso il lato su cui spostato volante. Durante il periodo evolutivo, la nave dapprima si raddrizza per effetto del momento di stabilità raddrizzante, per poi acquisire il massimo rollio dinamico verso l'esterno circolazione, quando la forza centripeta inizia ad agire. Dopo una o due oscillazioni, all'inizio del periodo di circolazione stabile la nave acquisisce statico rotolo diretto verso l'esterno circolazione, che può essere determinata dalla formula di G.A Firsov

θomax = 1,4 (6,9)

Dove θomax– valore massimo dell'angolo di rollio a circolazione costante;

V o– velocità della nave in rotta rettilinea, m/sec;

Z D– ordinata del baricentro della nave rispetto al piano principale, m;

H- altezza metacentrica iniziale del vaso, m;

T E l– pescaggio e lunghezza della nave, m.

Altezza metocentrica ( H) – la distanza tra il centro meteorologico e il centro di gravità (CG) della nave

Metocentro ( M) – il punto di intersezione delle forze risultanti della pressione dell'acqua con il DP.

Il rollio più pericoloso si verifica quando si gira a tutta velocità, quando il timone è di lato.

Il rollio dinamico nel periodo evolutivo della circolazione può superare il rollio nel periodo stazionario di oltre 2 volte.

Per le navi con scarsa stabilità, lo sbandamento durante la circolazione a piena velocità può raggiungere 12 - 15 gradi. Sulle navi passeggeri, uno sbandamento in circolazione superiore a 7 o non è auspicabile e superiore a 12 o è considerato inaccettabile.

Per ridurre l'angolo di rollio della nave durante la circolazione, è necessario ridurre la velocità prima di entrare in circolazione. I limiti per la modifica della velocità della nave prima di entrare in circolazione possono essere determinati dal navigatore dalle Informazioni sulla stabilità disponibili sulla nave.

Fig. 6.5 Rollio della nave durante la circolazione.

La mancata considerazione di questi fattori può portare a conseguenze tragiche e disastri. Un esempio è il disastro della motonave “Bulgaria”, avvenuto nel bacino idrico di Kuibyshev.

La motonave "Bulgaria", che navigava lungo la rotta Kazan - Bolgar - Kazan, è affondata il 10 luglio 2011 nel Volga vicino al villaggio di Syukeevo, distretto di Kamsko-Ustinsky, nel Tatarstan.

Secondo il rapporto Rostransnadzor, “verso le 12:25 del 10 luglio, la nave è stata colpita da una forte raffica di vento dal lato sinistro e sono iniziati un forte acquazzone e un temporale. In questo momento la D/E "Bulgaria" è entrata nella svolta a sinistra. Va notato che quando i timoni vengono spostati a sinistra, tutte le navi acquisiscono un ulteriore rollio dinamico a dritta.

Di conseguenza, l'angolo di rollio era di 9 gradi. “Con un tale elenco, gli oblò di tribordo sono entrati in acqua, a seguito della quale circa 50 tonnellate di acqua di mare sono entrate negli scompartimenti della nave in 1 minuto attraverso gli oblò aperti. Per ridurre l'area esposta al vento sul lato sinistro, il capitano ha deciso di andare controvento. Per fare ciò, i timoni sono stati posizionati 15 a sinistra.” Di conseguenza, l'elenco è aumentato e la quantità totale di acqua che entra nel compartimento della nave ha raggiunto le 125 tonnellate al minuto. Successivamente tutti gli oblò e parte del ponte principale sul lato di dritta affondarono in acqua. Negli ultimi 5-7 secondi si è verificato un forte aumento dell'inclinazione da 15 a 20 gradi, a seguito del quale la nave si è capovolta a dritta ed è affondata.

La commissione concluse che una delle cause dell'incidente era il fatto che la manovra di virata a sinistra era stata effettuata senza tenere conto della stabilità della nave, che aveva già un'inclinazione di 4 gradi a dritta; un ulteriore rollio a dritta causato dalla forza centrifuga durante la circolazione a sinistra; un forte vento che soffia sul lato sinistro e una grande deriva della nave.

La modifica della velocità della nave durante la circolazione può essere ottenuta regolando la modalità operativa dei propulsori della nave riducendo la velocità di rotazione dell'unità di propulsione prima della circolazione e durante la circolazione, nonché azionando i propulsori in direzioni diverse - "uno contro l'altro" ” (cosa possibile con un'installazione multi-albero su una nave).

La riduzione della velocità della nave prima della circolazione provoca una diminuzione dell'estensione della circolazione l1 e il suo diametro tattico D T, che è chiaramente illustrato (Fig. 6.6).

Fig.6.6. Circolazione di una motonave a diverse velocità iniziali.

Dopo che la nave è entrata in una circolazione stabile, per aumentare l'intensità della virata, è possibile aumentare la velocità di rotazione dei propulsori, il che non modificherà in modo significativo le caratteristiche geometriche della circolazione.

Una riduzione significativa della superficie d'acqua necessaria per la circolazione può essere ottenuta utilizzando una manovra chiamata “rotazione stazionaria”. In questo caso, l'imbarcazione viene fermata prima di iniziare la manovra, i timoni vengono spostati sull'angolo massimo del lato corrispondente e le eliche vengono spinte alla massima velocità in avanti. Immediatamente entra in circolazione la nave, le cui dimensioni sono inferiori rispetto a quando si muove a bassa velocità, e il tempo di manovra è ridotto.

Il diametro di circolazione è influenzato da:

a) zona della pala del timone; quanto più è grande, tanto minore è il diametro di circolazione.

Per aumentare l'area di sterzo, sono installati diversi timoni, vengono utilizzati volanti attivi e attacchi di sterzo.

b) distribuzione del carico sulla nave; se i carichi sono concentrati nella parte centrale del vaso, allora gira più velocemente, con un diametro di circolazione minore, e se alle estremità gira più lentamente, con un diametro di circolazione maggiore;

c) in rapporto alla lunghezza della nave rispetto alla sua larghezza; maggiore è il rapporto, maggiore è il diametro di circolazione;

d) area della parte immersa del piano diametrale; quanto più è grande, tanto maggiore è il diametro di circolazione;

e) assetto della nave; quando è regolata a prua, la nave ha una manovrabilità leggermente migliore rispetto a quando è regolata a poppa.

In conclusione, possiamo dire che quando naviga lungo il PIL, la nave si muove costantemente lungo traiettorie curve ed effettua un gran numero di circolazioni. Pertanto, la conoscenza degli elementi della circolazione è di grande importanza per garantire la sicurezza delle navi.

Per giudicare la capacità di virata di una nave, la circolazione viene solitamente analizzata come il tipo più semplice di movimento curvilineo di una nave.

La circolazione di una nave è il suo movimento con l'elemento di comando deviato ad angolo costante, nonché la traiettoria descritta dal centro di gravità della nave.

In termini di tempo, il movimento circolatorio della nave è diviso in tre periodi:

1. Periodo di manovra: durante questo periodo il controllo viene spostato su un determinato angolo; con ulteriori spostamenti l'angolo di traslazione rimane invariato. Durante il periodo di manovra, le singole navi iniziano appena a virare, mentre i convogli spinti spesso continuano a muoversi in linea retta.

2. Il periodo evolutivo (evoluzione) inizia dal momento in cui viene trasferito il controllo e continua fino al momento in cui tutti i parametri vengono stabiliti e il centro di gravità della nave o del convoglio inizia a descrivere una traiettoria sotto forma di un cerchio.

3. Il periodo di circolazione stazionaria inizia dalla fine del periodo evolutivo e continua finché l'angolo di spostamento del controllo della nave rimane costante.

La traiettoria della nave nel terzo periodo di circolazione è solitamente chiamata circolazione stazionaria. Una caratteristica distintiva della circolazione stabilita è la costanza delle caratteristiche del movimento e la loro piccola dipendenza dalle condizioni iniziali.

Nel diagramma sono riportate le seguenti caratteristiche di circolazione utilizzate per quantificarlo:

− diametro della circolazione stabilita lungo il baricentro della nave o del treno;

− diametro della circolazione stabilita lungo la poppa della nave o del convoglio;

− diametro di circolazione tattica (la distanza tra il DP della nave su una rotta rettilinea e dopo averla virata di 180°);

− avanzamento della circolazione (passo) (spostamento del baricentro dell'imbarcazione nella direzione del moto rettilineo iniziale fino alla rotazione dell'imbarcazione di 90°);

− spostamento diretto della nave in circolazione (distanza dalla linea della rotta rettilinea iniziale al baricentro della nave ruotato di 90°);

− spostamento inverso dell'imbarcazione durante la circolazione (la massima distanza di cui il baricentro dell'imbarcazione si sposta nella direzione opposta allo spostamento del timone);

− l'angolo di deriva della nave durante la circolazione (l'angolo tra il DP della nave e il vettore velocità durante la circolazione);

− polo della virata della nave (il punto sulla DP della nave o la sua estensione in cui = 0).

In generale, il quadro del movimento della nave in base ai periodi di circolazione si riduce a quanto segue. Se su una nave che si muove in linea retta, i comandi vengono spostati di un certo angolo, sui timoni o sugli ugelli rotanti si forma una forza idrodinamica, una delle cui componenti sarà diretta normalmente al piano centrale della nave (laterale forza).

Sotto l'influenza della forza laterale, la nave si sposta nella direzione opposta alla direzione dello spostamento del controllo. Si verifica uno spostamento inverso della nave, il cui valore massimo sarà osservato nel punto perpendicolare di poppa. Lo spostamento inverso della nave porta alla comparsa di un angolo di deriva e il flusso, che inizialmente correva lungo il piano centrale, inizia a fluire sul lato opposto alla direzione dello spostamento del controllo. Ciò porta alla formazione di una forza idrodinamica laterale sullo scafo della nave, diretta al riposizionamento dei comandi e applicata, di regola, alla prua dal baricentro della nave.

Sotto l'influenza dei momenti delle forze laterali sui comandi e sullo scafo, l'imbarcazione ruota attorno ad un asse verticale nella direzione del comando spostato. La forza d'inerzia centrifuga che si genera in questo caso è bilanciata dalle forze laterali di governo e dello scafo, e il momento di queste forze è bilanciato dalle forze del momento d'inerzia.

Durante il periodo evolutivo, si osserva un intenso aumento dell'angolo di deriva, che porta ad una diminuzione dell'angolo di attacco del volante o dell'ugello rotante e ad una corrispondente diminuzione dell'entità della forza di sterzata. Contemporaneamente all'aumento dell'angolo di deriva, la forza che agisce sullo scafo aumenta e il punto della sua applicazione si sposta gradualmente verso poppa. Nello stesso periodo si osserva un aumento della velocità angolare di rotazione e una diminuzione del raggio di curvatura della traiettoria che, nonostante la diminuzione della velocità lineare del movimento, provoca un aumento della forza d'inerzia centrifuga.

La circolazione stabile si verifica quando le forze e i momenti che agiscono sui comandi, sullo scafo della nave, nonché le forze e i momenti inerziali sono equilibrati e cessano di cambiare nel tempo. Ciò determina la stabilizzazione dei parametri di movimento della nave, che assumono valori costanti ad un angolo di rotazione rispetto alla linea di rotta iniziale di 90÷130° per navi singole e di 60÷80° per convogli spinti.

La variazione del carico del motore durante l'accelerazione della nave può essere illustrata in Fig. 2.19. In un'installazione con trasmissione diretta ad un'elica a passo fisso, in assenza di frizioni di rilascio, durante l'avviamento del motore, l'elica inizia contemporaneamente a ruotare. Nel primo momento, la velocità della nave è prossima allo zero, quindi il carico sul motore diesel varierà di conseguenza caratteristica della vite di ormeggio finché non si interseca con la caratteristica normativa del motore (sezione 1-2), corrispondente ad una determinata posizione della leva di comando del regolatore all-mode. Inoltre, all'aumentare della velocità della nave, il carico diminuisce in base alle caratteristiche normative del motore (sezione 2-3). Al punto 3 la nave finisce di accelerare fino ad una velocità determinata vite caratteristica II. Un'ulteriore accelerazione fino al raggiungimento della velocità richiesta dell'imbarcazione viene eseguita in base alle caratteristiche della vite (sezioni 3-5 ÷ 13-14). A tale scopo, la maniglia di controllo del regolatore multimodale è installata in una serie di elementi intermedi posizioni corrispondenti alle caratteristiche regolamentari del motore. Tipicamente, ad ogni posizione intermedia della caratteristica regolamentare del motore, è necessario un ritardo per raggiungere la velocità adeguata della nave e per stabilire lo stato termico del motore. Le aree ombreggiate corrispondono al lavoro del motore richiesto in aggiunta per accelerare la nave. L'accelerazione graduale dell'imbarcazione consente un minore lavoro del motore ed elimina la possibilità di sovraccarico del motore.

Riso. 2.19. Variazione del carico del motore durante l'accelerazione della nave

In caso di accelerazione di emergenza della nave, la leva di comando del regolatore all-mode, dopo aver avviato il motore, viene immediatamente spostata dalla posizione alla posizione corrispondente alla velocità di rotazione nominale dell'albero motore. La cremagliera della pompa del carburante ad alta pressione viene spostata dal regolatore nella posizione corrispondente alla massima alimentazione di carburante. Ciò porta al fatto che la variazione della potenza effettiva e della velocità di rotazione dell'albero motore durante il periodo di accelerazione avviene lungo una caratteristica della vite più ripida (in Fig. 2.19 - lungo la caratteristica corrispondente alla velocità relativa della nave = 0,4). Al punto 15 il motore raggiunge la velocità nominale esterna caratteristica del motore. Con un'ulteriore accelerazione dell'imbarcazione, il carico sul motore cambierà in base alla caratteristica della velocità nominale esterna del motore (sezione 15-14). Il punto 14 caratterizza il carico sul motore alla fine dell'accelerazione della nave.

Nella fig. La Figura 2.19 mostra la dinamica delle variazioni del carico sul motore durante l'accelerazione della nave presupponendo che in un caso (con accelerazione lenta della nave) i carichi saranno principalmente determinati dalla posizione della caratteristica della vite, e con rapida accelerazione della nave il motore raggiungerà la caratteristica di velocità nominale esterna. In questo caso il motore è sovraccaricato in termini di coppia effettiva.

Sopra abbiamo considerato la modalità di accelerazione in presenza di un'elica fissa. Un'installazione con un'elica ad elica garantisce un'accelerazione più rapida della nave grazie alla possibilità di sfruttare appieno la potenza effettiva dei motori e ottenere caratteristiche di trazione più elevate della nave.

Le condizioni operative del motore durante l'accelerazione della nave dipendono dal metodo di controllo dell'alimentazione del carburante e dalla legge di movimento dei comandi del motore.

Variazione del carico sui motori durante la circolazione della nave. A seconda della natura dell'impatto del carico sui motori principali, l'intera manovra di circolazione della nave dovrebbe essere suddivisa in sezioni di entrata e uscita dalla circolazione e una sezione di movimento con raggio di circolazione costante. Nelle prime due sezioni, i motori funzionano in modalità instabile causata dai cambiamenti nella velocità della nave, nell'angolo di deriva e nell'angolo del timone. Pur mantenendo il raggio di circolazione, i motori funzionano in modalità stazionaria, che è però diversa da quella che si verificava durante la rotta di avanzamento della nave. Durante la circolazione la nave si muove non solo lungo il raggio, ma anche con la deriva; la sua velocità diminuisce con la stessa velocità di rotazione dell'albero dell'elica, le eliche funzionano in un flusso d'acqua obliquo e la loro efficienza diminuisce. A questo proposito, aumenta il carico sul motore. L'aumento del carico del motore dipende dalla velocità, dalla forma dello scafo della nave, dalla forma dei timoni e dall'angolo del loro spostamento.

Circolazione vascolare.

Circolazione e suoi periodi.

Circolazioneè il processo di modifica dei parametri cinematici di una nave che si muove in modo rettilineo e uniforme in risposta a uno spostamento graduale del timone, a partire dal momento in cui è stata impostata per la prova. Traiettoria, viene anche chiamato il CM della nave che descrive in questo processo circolazione.

Il movimento della circolazione nel tempo è solitamente suddiviso in tre periodi: manovrabile, evolutivo (di transizione), stabilito. Prima di definire questi periodi, chiariamo cosa si intende per moto curvilineo stazionario della nave.

Moto lineare stazionario Il movimento di una nave è chiamato movimento su una rotta a velocità costante.

Movimento rotatorio costante rappresenta la rotazione della nave rispetto al CM con una velocità angolare costante.

Il movimento curvilineo della nave consiste in traslazione e rotazione. Sotto movimento curvilineo costante si riferisce al movimento di una nave in cui, nel tempo, la velocità angolare e lineare del CM della nave non cambia né in grandezza né in direzione rispetto agli assi rigidamente collegati alla nave. Pertanto, il movimento curvilineo costante della nave è caratterizzato da una velocità angolare costante , angolo di deriva e velocità al suolo nave.

Nel processo di movimento di circolazione, la velocità lineare della nave impiega più tempo per raggiungere un valore stabile. Nella fase finale, l'avvicinamento della velocità lineare della nave al valore costante è monotono e lento. Per le navi circolanti di grosso tonnellaggio la velocità lineare può raggiungere un valore costante dopo aver compiuto una virata maggiore di 270°. Inoltre, in una circolazione costante, la nave potrebbe subire piccole fluttuazioni nell'angolo di deriva e nella velocità angolare. Pertanto, sorge la domanda a partire da quale momento il movimento circolare della nave è considerato stabile.

Concentrandoci sul confine tra movimento evolutivo e movimento stazionario accettato nella teoria del controllo automatico, possiamo supporre questo viene stabilito il movimento di circolazione della nave, quando i valori attuali , , cominciano a differire dai valori stabiliti
meno del 3-5%.

Dato che l'angolo di deriva nella circolazione non viene misurato e la velocità lineare della nave viene misurata con un grande errore, il momento dopo il quale la variazione di rotta diventa quasi uniforme viene solitamente considerato l'inizio della circolazione stabile periodo. Per le navi di medio tonnellaggio, questo momento si verifica dopo che la nave ha effettuato una virata di circa 130°. Tuttavia, gli studi dimostrano che durante il movimento di circolazione la velocità angolare viene stabilita più velocemente di E . Successivamente l'angolo di deriva e soprattutto la velocità lineare della nave si avvicinano del 3-5% ai valori stabili.

Ora possiamo dare le definizioni dei periodi di circolazione.

Periodo di manovra (
) - il periodo di spostamento del timone da zero al valore selezionato, a partire dal momento in cui al dispositivo di governo viene assegnato il compito di elaborare il valore selezionato.

Periodo evolutivo ( ) - l'intervallo di tempo dal momento in cui viene spostato il timone fino al momento in cui il movimento curvilineo della nave diventa stabile.

Il periodo di stabilità inizia dalla fine del secondo periodo e continua finché il volante rimane nella posizione specificata.

Per valutare e confrontare la controllabilità delle navi, circolazione alle condizioni di riferimento. L'inizio della circolazione corrisponde al momento in cui si imposta il timone e la fine corrisponde al momento in cui il DP dell'imbarcazione ruota di un angolo di 360°. La traiettoria di tale circolazione è mostrata schematicamente in Fig. 3.1

Fig. 3.1 Schema di circolazione del vaso.

Parametri di circolazione.

Quando si considera la circolazione, si distinguono gli elementi principali e aggiuntivi.

I seguenti parametri di circolazione sono i principali.

Diametro di circolazione stazionario - la distanza tra le posizioni del DP della nave su rotte opposte durante il movimento di circolazione costante, solitamente tra il DP al momento di una virata di 180° e il DP al momento di una virata di 360°

Diametro della circolazione tattica - la distanza tra la linea della rotta iniziale e la DP della nave dopo averla virata di 180. Il diametro tattico può essere (0,9-1,2)

Estensione - la distanza tra le posizioni del CM della nave nel momento in cui il timone inizia a spostarsi e nel momento dopo aver girato il DP di 90, misurata nella direzione della rotta iniziale. Circa

Offset in avanti - la distanza dalla linea di rotta iniziale al centro di gravità della nave, ruotata di 90°. Si tratta di
.

Polarizzazione inversa - la massima deviazione del baricentro della nave dalla linea di rotta iniziale nella direzione opposta allo spostamento del timone. Il bias inverso è piccolo e ammonta a
.

Angolo di deriva - l'angolo tra il DP e il vettore velocità della nave.

Periodo di circolazione - l'intervallo di tempo dal momento in cui il timone inizia a spostarsi fino al momento in cui l'imbarcazione gira di 360°.

Tra i parametri aggiuntivi di circolazione, i più importanti dal punto di vista della sicurezza delle manovre sono.

Mezza larghezza della striscia di spazzamento - la distanza dalla traiettoria circolatoria alla quale si trovano i punti del corpo più distanti da essa durante la circolazione;

Distanza - la distanza dalla posizione del baricentro della nave nel momento iniziale della circolazione al punto in cui lo scafo della nave abbandona la linea della rotta iniziale;

Massima estensione della punta del vaso - la massima distanza lungo la rotta iniziale dalla posizione del baricentro della nave nel momento iniziale della circolazione alla punta estrema della nave durante la manovra (può essere determinata in modo simile massima estensione del centro di massa nave, chiamata semplicemente massima estensione);

Massimo spostamento in avanti della punta della nave - la più grande deviazione laterale dalla linea di rotta iniziale alla punta estrema della nave durante la circolazione (può essere determinata in modo simile massimo spostamento in avanti del centro di massa una nave chiamata semplicemente massimo spostamento in avanti).

Il parametro principale della capacità di virata della nave, il diametro della circolazione costante , dipende poco dalla velocità della nave prima dell'inizio della manovra. Questo fatto è stato confermato da numerosi test sul campo. Tuttavia l'estensione della nave non ha questa proprietà e dipende dalla velocità iniziale della nave. Circolando a bassa velocità l'estensione è circa il 10-5-20% in meno rispetto all'estensione a piena velocità. Pertanto, in una zona d'acqua limitata in assenza di vento, prima di effettuare una virata ad ampio angolo, è consigliabile rallentare.