ცირკულაციის ელემენტების გაანგარიშება. გემის მიმოქცევა, მისი პერიოდები და ელემენტები კურსის მუშაობის ზოგადი დებულებები

გემის სიმძიმის ცენტრის მიერ აღწერილი მრუდი ტრაექტორია, როდესაც საჭე გადაადგილდება გარკვეულ კუთხით და შემდეგ ჩერდება ამ მდგომარეობაში, ე.წ. მიმოქცევა.

ცირკულაციის სამი პერიოდია: მანევრირება, ევოლუციური და სტაბილური მიმოქცევის პერიოდი. მანევრირების ცირკულაციის პერიოდიგანისაზღვრება საჭის ცვლის დასაწყისი და დასასრული, ე.ი. დროში ემთხვევა საჭის ცვლის ხანგრძლივობას. ამ პერიოდის განმავლობაში გემი აგრძელებს მოძრაობას თითქმის პირდაპირ. მიმოქცევის ევოლუციური პერიოდიიწყება საჭის გადაადგილების მომენტიდან და მთავრდება, როცა მოძრაობის ელემენტები სტაბილურ ხასიათს მიიღებენ, ე.ი. დროთა განმავლობაში შეწყვეტს ცვლილებას. სტაბილური მიმოქცევის პერიოდი იწყება ევოლუციური პერიოდის ბოლოდან და გრძელდება მანამ, სანამ გემის საჭე შებრუნებულ მდგომარეობაშია.

გემის სიმძიმის ცენტრის მრუდი მოძრაობის ტრაექტორია, ე.ი. მისი მიმოქცევა ხასიათდება შემდეგი ელემენტებით:

სტაბილური ცირკულაციის დიამეტრი (D c)- გემის მიერ აღწერილი წრის დიამეტრი მიმოქცევის მუდმივ პერიოდში, რომელიც იწყება გემის 90-180°-ით მობრუნების შემდეგ; ტაქტიკური ცირკულაციის დიამეტრი (D t)- უმოკლესი მანძილი გემის ცენტრალური ხაზის პოზიციას მოხვევის დასაწყისში და საწყისი კურსის 180°-ით შეცვლის შემდეგ. გაფართოება l 1მანძილი, რომლითაც გემის სიმძიმის ცენტრი გადაინაცვლებს საწყისი კურსის მიმართულებით იმ წერტილიდან, საიდანაც იწყება მიმოქცევა გემის კურსის 90°-ით ცვლილებასთან შესაბამის წერტილამდე. წინ გადაადგილება l 2- მანძილი გემის საწყისი კურსიდან სიმძიმის ცენტრის წერტილამდე იმ მომენტში, როდესაც გემი ბრუნავს 90 °. საპირისპირო მიკერძოება l 3- უდიდესი მანძილი, რომლითაც გემის სიმძიმის ცენტრი გადაინაცვლებს საწყისი კურსის ხაზიდან მობრუნების საწინააღმდეგო მიმართულებით.

ცირკულაციის მახასიათებლები ასევე მოიცავს: სტაბილური ცირკულაციის პერიოდს T - დრო, როდესაც ჭურჭელი ბრუნავს 360°; გემის ბრუნვის კუთხოვანი სიჩქარე მუდმივ მიმოქცევაში ω = 2π / ტ.

საჭის მომზადების ნაბიჯები გემის ზღვაზე გასვლამდე

გიროკომპასის მიმართულებები. გიროკომპასის კორექცია

გიროკომპასის მერიდიანი - მიმართულება, რომელშიც დამონტაჟებულია გიროკომპასის მთავარი ღერძი

გიროკომპასის მიმართულება არის გემის ცენტრალური სიბრტყის მიმართულება, რომელიც იზომება ჰორიზონტალური კუთხით გიროკომპასის მერიდიანის ჩრდილოეთ ნაწილსა და გემის ცენტრალური სიბრტყის მშვილდს შორის.

გიროკომპასის საკისარი არის მიმართულება ღირშესანიშნაობისკენ, რომელიც იზომება გიროკომპასის მერიდიანის ჩრდილოეთ ნაწილსა და ტარების ხაზს შორის ჰორიზონტალური კუთხით.

საპირისპირო გიროკომპასის საკისარი არის ობიექტის მიმართულების საპირისპირო მიმართულება.

გიროკომპასის კორექტირება არის კუთხე ჭეშმარიტი ჰორიზონტის სიბრტყეში ჭეშმარიტ და გიროკომპასის მერიდიანებს შორის.

გემის მოძრაობის სახეები. პიჩინგის ელემენტები

გემის რხევა- რხევითი მოძრაობები, რომლებსაც გემი აკეთებს წონასწორული პოზიციის გარშემო. გემის მოძრაობის სამი ტიპი არსებობს: ა) ვერტიკალური- გემის ვიბრაცია ვერტიკალურ სიბრტყეში პერიოდული მთარგმნელობითი მოძრაობების სახით; ბ) ბორტზე(ან გვერდითი) - გემის რხევები ჩარჩოების სიბრტყეში კუთხოვანი მოძრაობების სახით; V) კილი(ან გრძივი) მოძრავი - გემის ვიბრაცია ცენტრალურ სიბრტყეში, ასევე კუთხოვანი მოძრაობების სახით. როდესაც გემი მიცურავს უხეში წყლის ზედაპირზე, სამივე სახის მოძრაობა ხშირად ხდება ერთდროულად ან სხვადასხვა კომბინაციებში.

გემის ორი სახის რხევა დაშვებისას: უფასო(წყალ წყალზე), რომლებიც წარმოიქმნება ინერციით მათი გამომწვევი ძალების შეწყვეტის შემდეგ და იძულებული, რომლებიც გამოწვეულია გარე პერიოდულად გამოყენებული ძალებით, მაგალითად, ზღვის ტალღებით.

დაყენების ელემენტები:

დაშვების ამპლიტუდა (a) -გემის ყველაზე დიდი გადახრა თავდაპირველი პოზიციიდან, რომელიც იზომება გრადუსით. პიჩინგის დიაპაზონი(ბ) - ორი თანმიმდევრული ამპლიტუდის ჯამი (ჭურჭლის დახრილობა ორივე მხარეს).

მოძრავი პერიოდი (ინ)- დრო ორ თანმიმდევრულ დახრილობას შორის ან დრო, რომლის დროსაც ხომალდი ასრულებს რხევების სრულ ციკლს და უბრუნდება იმ პოზიციას, საიდანაც დაიწყო ათვლა.

28 (10.1) დაასახელეთ საჭის მართვის რეჟიმების მახასიათებლები: „მარტივი“, „შემდეგი“, „ავტომატური“

ცირკულაციის რაოდენობრივი დასადგენად გამოიყენება გეომეტრიული და დრო-სიჩქარის მახასიათებლები.

გეომეტრიული მახასიათებლები მოიცავს შემდეგ რაოდენობებს:

1. სტაბილური ცირკულაციის დიამეტრი – D c = 2R c.

სტაბილური ცირკულაციის დიამეტრი არის ცენტრალური ცირკულაციის ტრაექტორიის დიამეტრი. ჭურჭელი სტაბილური მიმოქცევის პერიოდში.

სხვადასხვა გემების სისწრაფის შედარებითი შეფასებისთვის, ღირებულება დ გ(ან რ ს) ჩვეულებრივ გამოიხატება გემის კორპუსის სიგრძით ლ.ამ თანაფარდობას უწოდებენ გემის მანევრირების მთავარ საზომს და ეს მნიშვნელობა არის ფარდობითი ცირკულაციის დიამეტრი ( DOT).

შიდა ნავიგაციის გემებისთვის DOT 2.5 3.5-ის ფარგლებშია.

2. ტაქტიკური ცირკულაციის დიამეტრი D T- მანძილი გემის ცენტრალურ ხაზს შორის სწორ კურსზე და მის პოზიციას 180 o მობრუნებისას.

დ თ = (6.5)

სად ლ– გემის სიგრძე, მ;

თ– გემის ნაკადი, მ;

ს რ- საჭის ფართობი, მ2;

OP– ექსპერიმენტული კოეფიციენტი.

ჩვეულებრივ ღირებულება დ თ = (0,9 – 1,2)დ გ.

ბრინჯი. 6.3 გემის ცირკულაციის ნიმუში

3. გაფართოება l 1- მანძილი, რომლითაც გემის სიმძიმის ცენტრი გადაინაცვლებს საწყისი კურსის მიმართულებით იმ წერტილიდან, საიდანაც იწყება მიმოქცევა გემის კურსის 90 o-ით ცვლილებამდე. სხვადასხვა გემებისთვის ლ 1მერყეობს შიგნით ლ 1 = (0,6 -1,5)D C.

4. წინ გადაადგილება l 2- უმოკლესი მანძილი გემის საწყისი კურსის ხაზიდან იმ წერტილამდე, სადაც სიმძიმის ცენტრი (CG) ემთხვევა იმ მომენტში, როდესაც კურსი იცვლება 90 o-ით; ჩვეულებრივ ლ 2 = (0,25 -0,50)დ გ.

5. საპირისპირო მიკერძოება l 3- უდიდესი მანძილი, რომლითაც გადადის სიმძიმის ცენტრი. გემი ბრუნვის მიმართულების საპირისპირო მიმართულებით; ჩვეულებრივ ლ 3 = (0,01 – 0,1)დ გ.

სიჩქარის დროის მახასიათებლები მოიცავს:

1. მიმოქცევის პერიოდი TC- ჭურჭლის შემობრუნების დრო 360 o-ით.

2. C.T-ის მოძრაობის წრფივი სიჩქარე. ჭურჭელიმუდმივ მიმოქცევაზე - V ს.

3. გემის ბრუნვის კუთხური სიჩქარესტაბილურ ცირკულაციაზე ω.

მიმოქცევაში ჭურჭლის დრიფტის კუთხე განისაზღვრება C.T. მკაცრი და მშვილდი, შესაბამისად β C , β კდა β C.

გემის რეაქციის შეფასება საჭის მექანიზმის შეცვლაზე განისაზღვრება რეაგირების კოეფიციენტით კ მიმოხილვა, რომელიც გამოიხატება დროის თანაფარდობით ტ ოგემის საჭის გადაცემის დაწყებიდან საჭირო რაოდენობის ცვლამდე, გემის მობრუნების დაწყებამდე.

განსახილველად = (6.7)

ერთჯერადი გემებისთვის, ეს კოეფიციენტი, როგორც წესი, ერთიანობისკენ მიდრეკილია, ხოლო ბიძგიანი კოლონებისთვის ის მნიშვნელოვნად ნაკლებია, რადგან ბიძგიანი კოლონები, საკონტროლო ცვლის დასრულების შემდეგ, გარკვეული დროის განმავლობაში აგრძელებენ მოძრაობას იმავე კურსზე.

მოძრაობისთვის საჭირო სანავიგაციო არხის სიგანე განისაზღვრება მიმოქცევის პარამეტრებით გემების და კოლონების უკანა ბოლოზე, რადგან გემის უკანა ბოლო მოძრაობს უფრო დიდი რადიუსის მრუდის გასწვრივ, ვიდრე მისი სიმძიმის ცენტრი.

მიმოქცევაში მყოფი ჭურჭლის წინა ნაწილის ტრაექტორიის ელემენტების (ნახ. 6.4) შესაბამისად, მიზანშეწონილია შეფასდეს წინა ნაწილის მაქსიმალური საპირისპირო გადაადგილება. ყველაზე დიდი დიამეტრი მკაცრი ცირკულაციის დიამეტრი ეწოდება, დაახასიათებს ჭურჭლის წინა ნაწილის უკიდურესი წერტილის ცირკულაციის მოძრაობას. ცირკულაციის დიამეტრი გემის უკანა მხარეს იქნება

D K = D C + L P sinβ (6.8)

სად L R -მანძილი C.T. ჭურჭლის Р Р ძალების გამოყენების წერტილამდე (მწვერვალამდე).

სიდიდის ცოდნა დ კ, ნავიგატორს შეუძლია შეაფასოს ბრუნვისთვის საჭირო წყლის ფართობის ზომა.

სურ.6.4. დრიფტის კუთხის შეცვლა ჭურჭლის სიგრძისა და მიმოქცევის რადიუსის გასწვრივ.

ცხრილში 6.1. წარმოდგენილია ზოგიერთი შიდა ნავიგაციის გემის სტაბილური მიმოქცევის ფარდობითი რადიუსების შესახებ მონაცემები.

ცხრილი 6.1.

6.2.3 გემის ქუსლი მიმოქცევისას.

ცირკულაციის პროცესში გემი ხდება ქუსლიანი (სურ. 6.5). ქუსლის კუთხის სიდიდე და მხარე დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა პერიოდში იმყოფება გემი. მიმოქცევის მანევრირების პერიოდში, საჭის ძალის (R Y) გავლენის ქვეშ, რულეტი მიმართულია იმ მხარისკენ, რომელზეც გადაინაცვლასაჭე. ევოლუციური პერიოდის განმავლობაში გემი ჯერ სწორდება სტაბილურობის გამოსწორების მომენტის მოქმედების შედეგად, შემდეგ კი იძენს მაქსიმალურ დინამიურ გორვას. გარეგნულიცირკულაცია, როდესაც ცენტრიდანული ძალა იწყებს მოქმედებას. ერთი ან ორი რხევის შემდეგ, სტაბილური მიმოქცევის პერიოდის დასაწყისში გემი იძენს სტატიკურიროლი მიმართულია გარეგნულიტირაჟი, რომელიც შეიძლება განისაზღვროს გ.ა.ფირსოვის ფორმულით

θ o max = 1.4 (6.9)

სად θ o მაქს– როლის კუთხის მაქსიმალური მნიშვნელობა მუდმივი მიმოქცევისას;

V o– გემის სიჩქარე სწორ გზაზე, მ/წმ;

Ზ Დ- გემის სიმძიმის ცენტრის ორდინატი მთავარ სიბრტყესთან მიმართებაში, m;

თ- გემის საწყისი მეტაცენტრული სიმაღლე, მ;

თდა ლ– ჭურჭლის ნაკადი და სიგრძე, მ.

მეტოცენტრული სიმაღლე ( თ) – მანძილი გემის მეტეოროლოგიურ ცენტრსა და სიმძიმის ცენტრს (CG) შორის

მეტოცენტრი ( მ) – წყლის წნევის შედეგად მიღებული ძალების DP-სთან გადაკვეთის წერტილი.

ყველაზე სახიფათო გორგოლა ხდება სრული სიჩქარით შემობრუნებისას, როცა საჭე გვერდზეა.

მიმოქცევის ევოლუციური პერიოდის დინამიურმა გორგალმა შეიძლება გადააჭარბოს გორს სტაბილურ პერიოდში 2-ჯერ მეტით.

დაბალი სტაბილურობის მქონე გემებისთვის, ქუსლი სრული სიჩქარით მიმოქცევის დროს შეიძლება მიაღწიოს 12 - 15 გრადუსს. სამგზავრო გემებზე ქუსლი 7 o-ზე მეტი მიმოქცევაში არ არის სასურველი, ხოლო 12 o-ზე მეტი მიუღებლად ითვლება.

ცირკულაციის დროს ჭურჭლის გორგოლაჭის კუთხის შესამცირებლად აუცილებელია სიჩქარის შემცირება ცირკულაციაში შესვლამდე. მიმოქცევაში შესვლამდე გემის სიჩქარის შეცვლის ლიმიტები შეიძლება განისაზღვროს ნავიგატორის მიერ გემზე არსებული სტაბილურობის ინფორმაციის მიხედვით.

სურ.6.5 გემის გორვა მიმოქცევისას.

ამ ფაქტორების გაუთვალისწინებლობამ შეიძლება გამოიწვიოს ტრაგიკული შედეგები და კატასტროფები. ამის მაგალითია საავტომობილო გემის "ბულგარეთის" კატასტროფა, რომელიც მოხდა კუიბიშევის წყალსაცავზე.

საავტომობილო გემი "ბულგარეთი", რომელიც მოგზაურობდა მარშრუტზე ყაზანი - ბოლგარი - ყაზანი, ჩაიძირა 2011 წლის 10 ივლისს ვოლგაში, თათარსტანის კამსკო-უსტინსკის რაიონის სოფელ სიუკეევოს მახლობლად.

Rostransnadzor-ის ანგარიშის თანახმად, „10 ივლისს დაახლოებით 12:25 საათზე გემს პორტის მხრიდან ძლიერი ქარი დაეჯახა და დაიწყო ძლიერი წვიმა და ჭექა-ქუხილი. ამ წუთებში დ/ე "ბულგარია" მარცხენა შემოსახვევში შევიდა. უნდა აღინიშნოს, რომ როდესაც საჭეები მარცხნივ გადაინაცვლებს, ყველა ხომალდი იძენს დამატებით დინამიურ როლს მარჯვენა მხარეს.

შედეგად, რულონის კუთხე იყო 9 გრადუსი. „ასეთი სიით წყალში მარჯვენა ილუმინატორი შევიდა, რის შედეგადაც 1 წუთში 50 ტონა ზღვის წყალი ღია ილუმინატორიდან გემის კუპეებში შევიდა. პორტის მხარეს ქარის ზემოქმედების არეალის შესამცირებლად, კაპიტანმა გადაწყვიტა ქარში ჩასულიყო. ამისათვის საჭეები მარცხნივ 15-ით იყო განთავსებული“. შედეგად, სია გაიზარდა და გემის განყოფილებაში შემავალი წყლის საერთო რაოდენობამ წუთში 125 ტონას მიაღწია. ამის შემდეგ, ყველა ილუმინატორი და მთავარი გემბანის ნაწილი მარჯვენა მხარეს წყალში ჩაიძირა. ბოლო 5-7 წამის განმავლობაში სიის მკვეთრი მატება დაფიქსირდა 15-დან 20 გრადუსამდე, რის შედეგადაც გემი მარჯვენა მხარეს გადატრიალდა და ჩაიძირა.

კომისიამ დაასკვნა, რომ ავარიის ერთ-ერთი მიზეზი იყო ის ფაქტი, რომ მარცხნივ მოხვევის მანევრი ჩატარდა გემის მდგრადობის გათვალისწინების გარეშე, რომელსაც უკვე ჰქონდა 4 გრადუსიანი სია მარჯვნივ; მარცხნივ მიმოქცევის დროს ცენტრიდანული ძალით გამოწვეული დამატებითი გორგალი მარჯვენა დაფაზე; ძლიერი ქარი უბერავს მარცხენა მხარეს და გემის დიდი ქარიშხალი.

გემის სიჩქარის შეცვლა მიმოქცევის დროს შეიძლება მიღწეული იყოს გემის ამძრავების მუშაობის რეჟიმის რეგულირებით მამოძრავებელი ერთეულის ბრუნვის სიჩქარის შემცირებით მიმოქცევამდე და მიმოქცევის დროს, აგრეთვე პროპულსორების სხვადასხვა მიმართულებით მოქმედებით - ”ერთმანეთის წინააღმდეგ. ” (რაც შესაძლებელია გემზე მრავალ ლილვის დამონტაჟებით).

ჭურჭლის სიჩქარის შემცირება ცირკულაციამდე იწვევს ცირკულაციის გაფართოების შემცირებას ლ 1და მისი ტაქტიკური დიამეტრი დ თ, რაც ნათლად არის ილუსტრირებული (სურ. 6.6).

სურ.6.6. საავტომობილო გემის მიმოქცევა სხვადასხვა საწყისი სიჩქარით.

მას შემდეგ, რაც ხომალდი სტაბილურ მიმოქცევაში შევა, შემობრუნების ინტენსივობის გასაზრდელად შეიძლება გაიზარდოს ამძრავების ბრუნვის სიჩქარე, რაც მნიშვნელოვნად არ შეცვლის ცირკულაციის გეომეტრიულ მახასიათებლებს.

ცირკულაციისთვის საჭირო წყლის ფართობის მნიშვნელოვანი შემცირება შეიძლება მიღწეული იქნას მანევრის გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება "სტაციონარული ბრუნვა". ამ შემთხვევაში ხომალდი ჩერდება მანევრის დაწყებამდე, საჭეები გადაადგილდება შესაბამისი მხარის მაქსიმალურ კუთხეზე და ამძრავებს ეძლევა სრული სიჩქარე წინ მოძრაობით. ჭურჭელი მაშინვე შედის მიმოქცევაში, რომლის ზომები უფრო მცირეა, ვიდრე დაბალი სიჩქარით მოძრაობისას და მცირდება მანევრის დრო.

ცირკულაციის დიამეტრზე გავლენას ახდენს:

ა) საჭის პირის არე; რაც უფრო დიდია ის, მით უფრო მცირეა ცირკულაციის დიამეტრი.

საჭის არეალის გასაზრდელად, დამონტაჟებულია რამდენიმე საჭე, გამოიყენება აქტიური საჭე და საჭის დანართები.

ბ) გემზე ტვირთის განაწილება; თუ დატვირთვები კონცენტრირებულია ჭურჭლის შუა ნაწილში, მაშინ ის უფრო სწრაფად ბრუნავს, უფრო მცირე ცირკულაციის დიამეტრით, ხოლო თუ ბოლოებში უფრო ნელა, უფრო დიდი ცირკულაციის დიამეტრით;

გ) ჭურჭლის სიგრძესთან მის სიგანესთან მიმართებაში; რაც უფრო დიდია თანაფარდობა, მით უფრო დიდია ცირკულაციის დიამეტრი;

დ) დიამეტრული სიბრტყის ჩაძირული ნაწილის ფართობი; რაც უფრო დიდია ის, მით უფრო დიდია ცირკულაციის დიამეტრი;

ე) გემის მორთვა; როდესაც მშვილდზეა გათლილი, გემს აქვს ოდნავ უკეთესი მანევრირება, ვიდრე მშვილდისკენ გათლილი.

დასკვნის სახით შეგვიძლია ვთქვათ, რომ მშპ-ს გასწვრივ ცურვისას გემი მუდმივად მოძრაობს მრუდი ტრაექტორიების გასწვრივ და ახორციელებს დიდი რაოდენობით მიმოქცევას. ამიტომ, მიმოქცევის ელემენტების ცოდნას დიდი მნიშვნელობა აქვს გემების უსაფრთხოების უზრუნველსაყოფად.

ჭურჭლის ბრუნვის უნარის შესაფასებლად, ცირკულაცია ჩვეულებრივ ანალიზდება, როგორც ჭურჭლის მრუდი მოძრაობის უმარტივესი ტიპი.

გემის ცირკულაცია არის მისი მოძრაობა მუდმივი კუთხით გადახრილი საკონტროლო ელემენტით, ისევე როგორც გემის სიმძიმის ცენტრის მიერ აღწერილი ტრაექტორია.

დროის თვალსაზრისით, ჭურჭლის ცირკულაციის მოძრაობა დაყოფილია სამ პერიოდად:

1. მანევრირების პერიოდი - ამ პერიოდში კონტროლი გადადის მოცემულ კუთხეზე; შემდგომი მოძრაობით, ცვლის კუთხე უცვლელი რჩება. მანევრირების პერიოდში, ერთი გემები ახლახან იწყებენ ტრიალს, ხოლო ბიძგიანი კოლონები ხშირად აგრძელებენ მოძრაობას სწორი ხაზით.

2. ევოლუციური პერიოდი (ევოლუცია) იწყება კონტროლის გადაცემის მომენტიდან და გრძელდება იმ მომენტამდე, როცა ყველა პარამეტრი დადგინდება და გემის ან კოლონის სიმძიმის ცენტრი იწყებს წრის სახით ტრაექტორიის აღწერას.

3. სტაბილური ცირკულაციის პერიოდი იწყება ევოლუციური პერიოდის ბოლოდან და გრძელდება მანამ, სანამ გემის მართვის ცვლის კუთხე მუდმივი რჩება.

გემის ტრაექტორიას ცირკულაციის მესამე პერიოდში ჩვეულებრივ უწოდებენ სტაბილურ ცირკულაციას. დადგენილი ცირკულაციის გამორჩეული თვისებაა მოძრაობის მახასიათებლების მუდმივობა და მათი მცირე დამოკიდებულება საწყის პირობებზე.

დიაგრამა გვიჩვენებს ცირკულაციის შემდეგ მახასიათებლებს, რომლებიც გამოიყენება მისი რაოდენობრივად შესაფასებლად:

− გემის ან მატარებლის CG-ის გასწვრივ დადგენილი ცირკულაციის დიამეტრი;

− ჭურჭლის ან კოლონის უკანა მხარის გასწვრივ დადგენილი ცირკულაციის დიამეტრი;

- ტაქტიკური ცირკულაციის დიამეტრი (მანძილი გემის DP-ს შორის სწორ გზაზე და 180°-ით შემობრუნების შემდეგ);

− ცირკულაციის წინსვლა (ნაბიჯი) (ჭურჭლის CG-ის გადაადგილება საწყისი სწორი მოძრაობის მიმართულებით, სანამ ჭურჭელი არ შემობრუნდება 90°-მდე);

− ჭურჭლის პირდაპირი გადაადგილება მიმოქცევაში (მანძილი საწყისი სწორი კურსის ხაზიდან 90°-ით შემობრუნებული გემის CG-მდე);

− ჭურჭლის საპირისპირო გადაადგილება ცირკულაციის დროს (ყველაზე დიდი მანძილი, რომლითაც გემის CG გადადის საჭის ცვლის საპირისპირო მიმართულებით);

− გემის დრიფტის კუთხე ცირკულაციის დროს (კუთხე გემის DP და სიჩქარის ვექტორს შორის ცირკულაციის დროს);

− გემის შემობრუნების პოლუსი (გემის DP ან მისი გაფართოების წერტილი, სადაც = 0).

ზოგადად, სისხლძარღვის მოძრაობის სურათი ცირკულაციის პერიოდების მიხედვით შემდეგნაირად მოდის. თუ გემზე, რომელიც მოძრაობს სწორ ხაზზე, კონტროლი გადადის გარკვეულ კუთხეზე, მაშინ საჭეებზე ან მბრუნავ საქშენებზე წარმოიქმნება ჰიდროდინამიკური ძალა, რომლის ერთ-ერთი კომპონენტი ჩვეულებრივ მიმართული იქნება გემის ცენტრალური სიბრტყისკენ (გვერდითი ძალა).

გვერდითი ძალის გავლენის ქვეშ ჭურჭელი მოძრაობს საკონტროლო ცვლის მიმართულების საპირისპირო მიმართულებით. ხდება ჭურჭლის საპირისპირო გადაადგილება, რომლის უდიდესი მნიშვნელობა შეინიშნება პერპენდიკულარულ წერტილში. გემის საპირისპირო გადაადგილება იწვევს დრიფტის კუთხის გამოჩენას, ხოლო ნაკადი, რომელიც თავდაპირველად გადიოდა ცენტრალური სიბრტყის გასწვრივ, იწყებს მოძრაობას საკონტროლო ცვლის მიმართულების საპირისპირო მხარეს. ეს იწვევს გემის კორპუსზე გვერდითი ჰიდროდინამიკური ძალის ფორმირებას, რომელიც მიმართულია კონტროლის მექანიზმების განლაგებისკენ და გამოიყენება, როგორც წესი, გემის CG-დან მშვილდზე.

გვერდითი ძალების მომენტების გავლენის ქვეშ სამართავებზე და კორპუსზე, ხომალდი ბრუნავს ვერტიკალური ღერძის გარშემო გადანაცვლებული მართვის მიმართულებით. ამ შემთხვევაში წარმოქმნილი ინერციის ცენტრიდანული ძალა დაბალანსებულია საჭის გვერდითი და კორპუსის ძალებით, ხოლო ამ ძალების მომენტი დაბალანსებულია ინერციის ძალების მომენტით.

ევოლუციური პერიოდის განმავლობაში შეინიშნება დრიფტის კუთხის ინტენსიური ზრდა, რაც იწვევს საჭის ან მბრუნავი საქშენის შეტევის კუთხის შემცირებას და საჭის ძალის სიდიდის შესაბამის შემცირებას. დრეიფტის კუთხის მატებასთან ერთად იზრდება კორპუსზე მოქმედი ძალა და მისი გამოყენების წერტილი თანდათან გადაინაცვლებს მწვერვალისკენ. ამავე პერიოდში შეინიშნება ბრუნვის კუთხური სიჩქარის მატება და ტრაექტორიის გამრუდების რადიუსის დაქვეითება, რაც მოძრაობის ხაზოვანი სიჩქარის შემცირების მიუხედავად იწვევს ინერციის ცენტრიდანული ძალის მატებას.

სტაბილური ცირკულაცია ხდება მაშინ, როდესაც ძალები და მომენტები, რომლებიც მოქმედებენ სამართავზე, გემის კორპუსზე, ისევე როგორც ინერციული ძალები და მომენტები დაბალანსებულია და დროთა განმავლობაში წყვეტს ცვლილებას. ეს განსაზღვრავს გემის მოძრაობის პარამეტრების სტაბილიზაციას, რომლებიც იღებენ მუდმივ მნიშვნელობებს ბრუნვის კუთხით საწყისი კურსის ხაზიდან 90÷130° ერთჯერადი გემებისთვის და 60÷80° ბიძგიანი კოლონებისთვის.

ძრავის დატვირთვის ცვლილება გემის აჩქარების დროს ილუსტრირებულია ნახ. 2.19. ინსტალაციაში პირდაპირი გადაცემით ფიქსირებულ სიმაღლეზე პროპელერზე, გამოშვების კლატჩების არარსებობის შემთხვევაში, ძრავის გაშვებისას, პროპელერი ერთდროულად იწყებს ბრუნვას. პირველ მომენტში ხომალდის სიჩქარე ნულს უახლოვდება, ამიტომ დიზელის ძრავზე დატვირთვა იცვლება იმის მიხედვით. დასამაგრებელი ხრახნიანი მახასიათებელისანამ ის არ იკვეთება ძრავის მარეგულირებელ მახასიათებელთან (ნაწილი 1-2), რომელიც შეესაბამება ყველა რეჟიმის რეგულატორის საკონტროლო ბერკეტის გარკვეულ პოზიციას. გარდა ამისა, გემის სიჩქარის მატებასთან ერთად, დატვირთვა მცირდება ძრავის მარეგულირებელი მახასიათებლის მიხედვით (ნაწილი 2-3). მე-3 წერტილში გემი დაასრულებს აჩქარებას განსაზღვრულ სიჩქარემდე ხრახნიანი დამახასიათებელი II. შემდგომი აჩქარება გემის საჭირო სიჩქარის მიღწევამდე ხორციელდება ხრახნიანი მახასიათებლის მიხედვით (სექციები 3-5 ÷ 13-14 ამ მიზნით, ყველა რეჟიმის რეგულატორის საკონტროლო სახელური დამონტაჟებულია რამდენიმე შუალედში). ძრავის მარეგულირებელი მახასიათებლების შესაბამისი პოზიციები. როგორც წესი, ძრავის მარეგულირებელი მახასიათებლის ყოველ შუალედურ პოზიციაზე, საჭიროა დაგვიანება გემის შესაბამისი სიჩქარის მისაღწევად და ძრავის თერმული მდგომარეობის დასადგენად. დაჩრდილული ადგილები შეესაბამება ძრავის მუშაობას, რომელიც დამატებით საჭიროა გემის აჩქარებისთვის. გემის ეტაპობრივი აჩქარება იძლევა ძრავის ნაკლებ მუშაობას და გამორიცხავს ძრავის გადატვირთვის შესაძლებლობას.

ბრინჯი. 2.19. ძრავის დატვირთვის ცვლილება გემის აჩქარების დროს

გემის გადაუდებელი აჩქარების შემთხვევაში, ყველა რეჟიმის გუბერნატორის საკონტროლო სახელური, ძრავის ამოქმედების შემდეგ, დაუყოვნებლივ გადაადგილდება პოზიციიდან ნომინალური ამწე ლილვის ბრუნვის სიჩქარის შესაბამის პოზიციაზე. მაღალი წნევის საწვავის ტუმბოს საკიდი რეგულატორის მიერ გადაადგილდება საწვავის მაქსიმალური მიწოდების შესაბამის პოზიციაზე. ეს მივყავართ იმ ფაქტს, რომ ეფექტური სიმძლავრის და ამწე ლილვის ბრუნვის სიჩქარის ცვლილება აჩქარების პერიოდში ხდება უფრო ციცაბო ხრახნიანი მახასიათებლის გასწვრივ (ნახ. 2.19 - გემის ფარდობითი სიჩქარის შესაბამისი მახასიათებლის გასწვრივ = 0.4). მე-15 წერტილში ძრავა აღწევს ძრავისთვის დამახასიათებელ გარე ნომინალურ სიჩქარეს. გემის შემდგომი აჩქარებით, ძრავზე დატვირთვა შეიცვლება ძრავისთვის დამახასიათებელი გარე ნომინალური სიჩქარის მიხედვით (ნაწილი 15-14). მე-14 პუნქტი ახასიათებს ძრავზე დატვირთვას გემის აჩქარების ბოლოს.

ნახ. სურათი 2.19 გვიჩვენებს ძრავზე დატვირთვის ცვლილების დინამიკას გემის აჩქარების დროს იმ ვარაუდით, რომ ერთ შემთხვევაში (გემის ნელი აჩქარებით) დატვირთვები ძირითადად განისაზღვრება ხრახნის მახასიათებლის პოზიციით და გემის სწრაფი აჩქარება ძრავა მიაღწევს გარე ნომინალურ სიჩქარის მახასიათებელს. ამ შემთხვევაში, ძრავა გადატვირთულია ეფექტური ბრუნვის თვალსაზრისით.

ზემოთ განვიხილეთ აჩქარების რეჟიმი ფიქსირებული პროპელერის თანდასწრებით. პროპელური პროპელერით ინსტალაცია უზრუნველყოფს გემის უფრო სწრაფ აჩქარებას ძრავების ეფექტური სიმძლავრის სრულად გამოყენების და გემის უფრო მაღალი წევის მახასიათებლების მიღების შესაძლებლობის გამო.

გემის აჩქარების დროს ძრავის მუშაობის პირობები დამოკიდებულია საწვავის მიწოდების კონტროლის მეთოდზე და ძრავის კონტროლის მოძრაობის კანონზე.

გემის მიმოქცევის დროს ძრავებზე დატვირთვის ცვლილება. ძირითად ძრავებზე დატვირთვის ზემოქმედების ბუნების მიხედვით, გემის მთელი ცირკულაციის მანევრი უნდა დაიყოს მიმოქცევიდან შესვლისა და გასასვლელად და მოძრაობის ნაწილებად მუდმივი ცირკულაციის რადიუსით. პირველ ორ განყოფილებაში ძრავები მუშაობენ არასტაბილურ რეჟიმში, რაც გამოწვეულია გემის სიჩქარის, დრიფტის კუთხისა და საჭის კუთხის ცვლილებებით. ცირკულაციის რადიუსის შენარჩუნებისას, ძრავები მუშაობენ სტაბილური მდგომარეობის რეჟიმებში, რომლებიც განსხვავდებიან გემის წინსვლის დროს. ცირკულაციის დროს ჭურჭელი მოძრაობს არა მხოლოდ რადიუსის გასწვრივ, არამედ დრიფტით; მისი სიჩქარე ეცემა პროპელერის ლილვის ბრუნვის იმავე სიჩქარით, პროპელერები მოქმედებენ წყლის ირიბი ნაკადში და მათი ეფექტურობა მცირდება. ამასთან დაკავშირებით, ძრავზე დატვირთვა იზრდება. ძრავის დატვირთვის ზრდა დამოკიდებულია სიჩქარეზე, გემის კორპუსის ფორმაზე, საჭეების დიზაინზე და მათი გადაადგილების კუთხეზე.

გემის მიმოქცევა.

მიმოქცევა და მისი პერიოდები.

ცირკულაციაარის მართკუთხა და თანაბრად მოძრავი გემის კინემატიკური პარამეტრების შეცვლის პროცესი საჭის ეტაპობრივი გადაადგილების საპასუხოდ, დაწყებული ტესტირებისთვის დაყენების მომენტიდან. ტრაექტორია,რომელსაც გემის CM აღწერს ამ პროცესში ასევე ეწოდება მიმოქცევა.

დროში ცირკულაციის მოძრაობა ჩვეულებრივ იყოფა სამ პერიოდად: მანევრირებადი, ევოლუციური (გარდამავალი), ჩამოყალიბებული.სანამ ამ პერიოდებს განვსაზღვრავთ, განვმარტოთ, რას გულისხმობს ჭურჭლის მუდმივი მრუდი მოძრაობა.

სტაბილური წრფივი მოძრაობაგემის მოძრაობას უწოდებენ მის მოძრაობას ერთ კურსში მუდმივი სიჩქარით.

მუდმივი ბრუნვის მოძრაობაწარმოადგენს ჭურჭლის ბრუნვას CM-თან შედარებით მუდმივი კუთხური სიჩქარით.

გემის მრუდი მოძრაობა შედგება მთარგმნელობითი და ბრუნვით. ქვეშ მუდმივი მრუდი მოძრაობაეხება გემის მოძრაობას, რომელშიც დროთა განმავლობაში გემის CM-ის კუთხური და წრფივი სიჩქარე არ იცვლება არც სიდიდისა და არც მიმართულებით ღერძებთან მიმართებაში, რომლებიც მკაცრად არის დაკავშირებული გემთან. ამრიგად, გემის მუდმივი მრუდი მოძრაობა ხასიათდება მუდმივი კუთხური სიჩქარით. , დრიფტის კუთხე და მიწის სიჩქარე ჭურჭელი.

ცირკულაციის მოძრაობის პროცესში გემის წრფივ სიჩქარეს ყველაზე დიდი დრო სჭირდება, რათა მიაღწიოს სტაბილურ მნიშვნელობას. ბოლო ეტაპზე გემის წრფივი სიჩქარის მიახლოება მუდმივ მნიშვნელობამდე ერთფეროვანი და ნელია. მიმოქცევაში მყოფი დიდი ტონაჟის გემებისთვის, ხაზოვანმა სიჩქარემ შეიძლება მიაღწიოს მუდმივ მნიშვნელობას 270°-ზე მეტი კუთხით შემობრუნების შემდეგ. გარდა ამისა, სტაბილური მიმოქცევის პირობებში, გემს შეიძლება განიცადოს მცირე რყევები დრიფტის კუთხით და კუთხური სიჩქარით. მაშასადამე, ჩნდება კითხვა, თუ რა მომენტიდან ითვლება გემის წრიული მოძრაობა სტაბილურად.

ავტომატური კონტროლის თეორიაში მიღებული ევოლუციური და მდგრადი მდგომარეობის მოძრაობას შორის საზღვარზე დაყრდნობით, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ დადგენილია გემის ცირკულაციის მოძრაობა,როდესაც მიმდინარე მნიშვნელობები , , იწყებენ განსხვავებას მათი დადგენილი ღირებულებებისგან
3-5%-ზე ნაკლები.

იმის გამო, რომ მიმოქცევაში დრიფტის კუთხე არ არის გაზომილი და გემის ხაზოვანი სიჩქარე იზომება დიდი შეცდომით, მომენტი, რის შემდეგაც კურსის ცვლილება ხდება თითქმის ერთგვაროვანი, ჩვეულებრივ აღიქმება როგორც სტაბილური მიმოქცევის დასაწყისი. პერიოდი. საშუალო ტონაჟის გემებისთვის ეს მომენტი დგება მას შემდეგ, რაც გემი შემობრუნდება დაახლოებით 130°. თუმცა, კვლევები აჩვენებს, რომ ცირკულაციის მოძრაობის დროს კუთხური სიჩქარე უფრო სწრაფად დგინდება, ვიდრე და . დრიფტის კუთხე და განსაკუთრებით გემის ხაზოვანი სიჩქარე მოგვიანებით მიაღწევს 3-5%-ით უფრო ახლოს მათ სტაბილურ მნიშვნელობებთან.

ახლა ჩვენ შეგვიძლია მივცეთ მიმოქცევის პერიოდების განმარტებები.

მანევრირების პერიოდი (
) - საჭის ნულიდან არჩეულ მნიშვნელობაზე გადატანის პერიოდი, დაწყებული იმ მომენტიდან, როდესაც საჭის მოწყობილობას დაევალება არჩეული მნიშვნელობის შემუშავება.

ევოლუციური პერიოდი ( ) - დროის ინტერვალი საჭის გადაადგილების მომენტიდან იმ მომენტამდე, როდესაც გემის მრუდი მოძრაობა სტაბილური ხდება.

სტაბილური პერიოდი იწყება მეორე პერიოდის ბოლოდან და გრძელდება მანამ, სანამ საჭე დარჩება მითითებულ მდგომარეობაში.

გემების კონტროლირებადობის შესაფასებლად და შესადარებლად გამოიყენება ისინი მიმოქცევასაცნობარო პირობებში. ცირკულაციის დასაწყისი შეესაბამება საჭის დაყენების მომენტს, ხოლო დასასრული შეესაბამება იმ მომენტს, როდესაც გემის DP ბრუნავს 360° კუთხით. ასეთი ცირკულაციის ტრაექტორია სქემატურად არის ნაჩვენები ნახ. 3.1-ში

ნახ. 3.1 გემის ცირკულაციის დიაგრამა.

ცირკულაციის პარამეტრები.

ცირკულაციის განხილვისას განასხვავებენ მის ძირითად და დამატებით ელემენტებს.

შემდეგი ცირკულაციის პარამეტრები არის მთავარი.

სტაბილური ცირკულაციის დიამეტრი - მანძილი გემის DP პოზიციებს შორის საპირისპირო კურსებზე სტაბილური ცირკულაციის მოძრაობის დროს, ჩვეულებრივ DP-ს შორის 180°-იანი შემობრუნების მომენტში და DP-ს შორის 360°-იანი შემობრუნების მომენტში.

ტაქტიკური ცირკულაციის დიამეტრი - მანძილი საწყისი კურსის ხაზსა და გემის DP-ს შორის 180-ით შემობრუნების შემდეგ. ტაქტიკური დიამეტრი შეიძლება იყოს (0.9-1.2)

გაფართოება - მანძილი გემის CM პოზიციებს შორის იმ მომენტში, როდესაც საჭე იწყებს გადაადგილებას და DP 90-ით შემობრუნების შემდეგ, გაზომილი საწყისი კურსის მიმართულებით. Დაახლოებით

წინ ოფსეტი - მანძილი საწყისი კურსის ხაზიდან გემის სიმძიმის ცენტრამდე, შემობრუნებული 90 °. საქმე ეხება
.

საპირისპირო მიკერძოება - გემის სიმძიმის ცენტრის უდიდესი გადახრა საწყისი კურსის ხაზიდან საჭის ცვლის საპირისპირო მიმართულებით. საპირისპირო მიკერძოება მცირეა და შეადგენს
.

დრიფტის კუთხე - კუთხე DP და გემის სიჩქარის ვექტორს შორის.

მიმოქცევის პერიოდი - დროის ინტერვალი იმ მომენტიდან, როდესაც საჭე იწყებს გადაადგილებას, სანამ ჭურჭელი 360°-ით შემობრუნდება.

დამატებითი ცირკულაციის პარამეტრებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანია მანევრირების უსაფრთხოების უზრუნველყოფის თვალსაზრისით.

საწმენდი ზოლის ნახევარი სიგანე - მანძილი ცირკულაციის ტრაექტორიიდან, რომელზეც სხეულის ყველაზე დაშორებული წერტილები მდებარეობს ცირკულაციის დროს;

მანძილი - მანძილი გემის სიმძიმის ცენტრის პოზიციიდან მიმოქცევის საწყის მომენტში იმ წერტილამდე, სადაც გემის კორპუსი ტოვებს საწყისი კურსის ხაზს;

ჭურჭლის წვერის მაქსიმალური გაფართოება - ყველაზე დიდი მანძილი საწყისი კურსის გასწვრივ გემის სიმძიმის ცენტრის პოზიციიდან მიმოქცევის საწყის მომენტში გემის უკიდურეს წვერამდე მანევრის დროს (შეიძლება განისაზღვროს ანალოგიურად მასის გაფართოების მაქსიმალური ცენტრიგემი, უბრალოდ ე.წ მაქსიმალური გაფართოება);

გემის წვერის მაქსიმალური წინ გადაადგილება - ყველაზე დიდი გვერდითი გადახრა საწყისი კურსის ხაზიდან გემის უკიდურეს წვერამდე მიმოქცევის დროს (შეიძლება განისაზღვროს ანალოგიურად მასის ცენტრის მაქსიმალური წინ გადაადგილებაგემის უბრალოდ ე.წ მაქსიმალური წინ გადაადგილება).

გემის ბრუნვის უნარის მთავარი პარამეტრი, სტაბილური ცირკულაციის დიამეტრი , გემის სიჩქარეზე ცოტაა დამოკიდებული მანევრის დაწყებამდე. ეს ფაქტი არაერთი საველე ტესტით დადასტურდა. თუმცა გემის გაფართოებას არ აქვს ეს თვისება და დამოკიდებულია გემის საწყის სიჩქარეზე. დაბალი სიჩქარით ცირკულირებისას გაფართოება დაახლოებით 10-5-20%-ით ნაკლებია, ვიდრე სრული სიჩქარით. ამიტომ, შეზღუდულ წყალში ქარის არარსებობის პირობებში, დიდი კუთხით შემობრუნებამდე, მიზანშეწონილია შეანელოთ სიჩქარე.