Beräkning av cirkulationselement. Fartygets cirkulation, dess perioder och element Allmänna bestämmelser för kursarbetet

Den kurvlinjära bana som beskrivs av fartygets tyngdpunkt när rodret förskjuts till en viss vinkel och sedan hålls i detta läge kallas omlopp.

Det finns tre perioder av cirkulation: manövrerande, evolutionär och perioden med stadig cirkulation. Manövrerande cirkulationsperiod bestäms av början och slutet av roderskiftet, d.v.s. sammanfaller i tid med roderskiftets varaktighet. Under denna period fortsätter fartyget att röra sig nästan rakt. Evolutionär cirkulationsperiod börjar från det ögonblick rodret skiftas och slutar när rörelseelementen får en stadig karaktär, d.v.s. kommer att sluta förändras med tiden. Perioden med stadig cirkulation börjar från slutet av den evolutionära perioden och varar så länge som fartygets roder är i omvänt läge.

Banan för den krökta rörelsen av fartygets tyngdpunkt, dvs. dess cirkulation kännetecknas av följande element:

Diameter för stadig cirkulation (D c)- diametern på cirkeln som beskrivs av fartyget under den stadiga cirkulationsperioden, som börjar efter att fartyget vänder sig 90-180°; Taktisk cirkulationsdiameter (D t)- det kortaste avståndet mellan positionen för fartygets mittlinje i början av svängen och efter att den initiala kursen ändrats med 180°. Förlängning l 1 det avstånd med vilket fartygets tyngdpunkt förskjuts i den ursprungliga kursens riktning från den punkt där cirkulationen börjar till den punkt som motsvarar en förändring av fartygets kurs med 90°. Förskjutning framåt l 2- avståndet från fartygets inledande kurs till tyngdpunkten i det ögonblick då fartyget svänger 90°. Omvänd bias l 3- det största avståndet med vilket fartygets tyngdpunkt förskjuts från den ursprungliga kurslinjen i motsatt riktning mot svängen.

Cirkulationsegenskaper inkluderar också: perioden med stadig cirkulation T - den tid fartyget vänder 360°; vinkelhastighet för kärlets rotation i stadig cirkulation ω = 2π / T.

Steg för att förbereda styrinrättningen innan du lämnar fartyget till sjöss

Gyrokompass riktningar. Gyrokompasskorrigering

Gyrokompassmeridian - riktningen i vilken gyrokompassens huvudaxel är installerad

Gyrokompasskurs är riktningen för fartygets mittlinjeplan, mätt som den horisontella vinkeln mellan den norra delen av gyrokompassmeridianen och fören på fartygets mittlinjeplan.

Gyrokompassbäring är riktningen till ett landmärke, mätt med den horisontella vinkeln mellan den norra delen av gyrokompassmeridianen och bäringslinjen.

Omvänt gyrokompasslager är riktningen motsatt riktningen mot objektet.

Gyrokompasskorrigering är vinkeln i planet för den sanna horisonten mellan den sanna och gyrokompassmeridianen.

Typer av fartygsrörelse. Inslag av pitching

Skeppets gungande- oscillerande rörelser som ett fartyg gör runt sin jämviktsposition. Det finns tre typer av fartygsrörelser: a) vertikal- kärlets vibrationer i vertikalplanet i form av periodiska translationsrörelser; b) ombord(eller lateral) - fartygets oscillationer i ramarnas plan i form av vinkelrörelser; V) köl(eller längsgående) rullning - vibrationer av fartyget i mittplanet, även i form av vinkelrörelser. När ett fartyg seglar på en grov vattenyta sker ofta alla tre typerna av rörelser samtidigt eller i olika kombinationer.

Två typer av oscillationer av ett fartyg vid uppstigning: fri(på stilla vatten), som uppstår genom tröghet efter upphörandet av de krafter som orsakat dem, och tvingade, som orsakas av yttre periodiskt applicerade krafter, till exempel havsvågor.

Pitching element:

Amplitud av pitching (a) - fartygets största avvikelse från dess ursprungliga position, mätt i grader. Pitching räckvidd(b) - summan av två på varandra följande amplituder (kärlets lutning på båda sidor).

Rullande period (in)- tiden mellan två på varandra följande lutningar eller den tid under vilken fartyget fullföljer en fullständig svängningscykel och återgår till det läge där nedräkningen började.

28 (10.1) Nämn funktionerna för styrningskontrolllägena: "enkel", "följande", "automatisk"

För att kvantifiera cirkulationen används geometriska egenskaper och tids-hastighetsegenskaper.

Geometriska egenskaper inkluderar följande kvantiteter:

1. Stadig cirkulationsdiameter – Dc = 2Rc.

Diametern på den stadiga cirkulationen är diametern på den centrala cirkulationens bana. kärl vid en jämn cirkulationsperiod.

För en jämförande bedömning av rörligheten hos olika fartyg, värdet D c(eller Rc) uttrycks vanligtvis i termer av fartygsskrovlängder L. Detta förhållande kallas huvudmåttet på fartygets manövrerbarhet och detta värde är den relativa cirkulationsdiametern ( D PUNKT).

För inlandssjöfartsfartyg D PUNKT ligger inom intervallet 2,5 3,5.

2. Taktisk cirkulationsdiameter D T- avståndet mellan fartygets mittlinje på rak kurs och dess läge vid svängning 180 o.

D T = (6.5)

Var L– Fartygets längd, m;

T– Fartygets djupgående, m;

S R- roderarea, m2;

Till OP– experimentell koefficient.

vanligtvis värdet D T = (0,9 – 1,2)D c.

Ris. 6.3 Fartygs cirkulationsmönster

3. Förlängning l 1– Det avstånd med vilket fartygets tyngdpunkt förskjuts i riktningen för den initiala kursen från den punkt där cirkulationen börjar till den punkt som motsvarar en förändring av fartygets kurs med 90 o. För olika fartyg l 1 fluktuerar inom l 1 = (0,6 -1,5)D C.

4. Förskjutning framåt l 2– det kortaste avståndet från linjen för fartygets initiala kurs till den punkt där tyngdpunkten (CG) sammanfaller i det ögonblick då kursen ändras med 90 o; vanligtvis l 2 = (0,25 -0,50)D c.

5. Omvänd bias l 3– det största avståndet med vilket tyngdpunkten förskjuts. fartyget i motsatt riktning mot svängriktningen; vanligtvis l 3 = (0,01 – 0,1)D c.

Hastighet-tidsegenskaper inkluderar:

1. Cirkulationsperiod TC- tidpunkt för att vända fartyget med 360 o.

2. Linjär rörelsehastighet för C.T. fartyg på jämn cirkulation – V c.

3. Fartygets rotationshastighet på stadig cirkulation ω.

Driftvinkeln för fartyget i cirkulation bestäms av C.T. akter respektive bog β C , β K Och β C. .

Bedömningen av fartygets reaktion på styrväxlingen bestäms av responskoefficienten k recension, vilket uttrycks av tidsförhållandet t o från början av växlingen av fartygets styrväxel till den erforderliga mängden växling, till den tidpunkt då fartyget börjar svänga.

Att recensera = (6.7)

För enstaka fartyg tenderar denna koefficient som regel till enhet, och för skjutna konvojer är den betydligt mindre, eftersom skjutna konvojer, efter slutet av kontrollskiftet, fortsätter att röra sig på samma kurs under en tid.

Bredden på navigationskanalen som krävs för rörelse bestäms av cirkulationsparametrarna längs akteränden av fartyg och konvojer, eftersom akteränden av fartyget rör sig längs en kurva med en större radie än dess tyngdpunkt.

I enlighet med (Fig. 6.4) elementen i rörelsebanan för akteränden av fartyget i cirkulation, är det tillrådligt att utvärdera den maximala omvända förskjutningen av akteränden. Största diameter kallas akterns cirkulationsdiameter, kommer att karakterisera cirkulationsrörelsen i den yttersta punkten av fartygets akterände. Cirkulationsdiametern vid aktern på fartyget kommer att vara

D K = D C + L P sinp (6.8)

Var L Р – avstånd från C.T. av fartyget till den punkt där krafterna Р Р (till aktern) appliceras.

Att veta storleken D K, kan navigatören uppskatta storleken på det vattenområde som krävs för omsättningen.

Fig.6.4. Ändring av driftvinkeln längs fartygets längd och cirkulationsradien.

I tabell 6.1. Data om de relativa radierna för den stadiga cirkulationen för vissa inlandssjöfartsfartyg presenteras.

Tabell 6.1.

6.2.3 Fartygets häl under cirkulation.

Under cirkulationsprocessen krängs fartyget (Fig. 6.5). Storleken och sidan av krängningsvinkeln beror på vilken cirkulationsperiod fartyget befinner sig i. Under manövreringsperioden för cirkulationen, under påverkan av styrkraften (R Y), riktas rullen mot den sida på vilken ändrad ratt. Under den evolutionära perioden rätar skeppet först ut som ett resultat av verkan av det rätande stabilitetsmomentet och får sedan en maximal dynamisk roll utåt cirkulation, när centripetalkraften börjar verka. Efter en eller två svängningar, i början av perioden med stadig cirkulation, förvärvar fartyget statisk rulla riktad utåt cirkulation, som kan bestämmas med formeln för G.A. Firsov

θ o max = 1,4 (6,9)

Var θ o max– maximalt värde för rullningsvinkeln vid jämn cirkulation;

V o– Fartygets hastighet på rak kurs, m/sek;

Z D– ordinatan för fartygets tyngdpunkt i förhållande till huvudplanet, m;

h- initial metacentrisk höjd av kärlet, m;

T Och L– Fartygets djupgående och längd, m.

Metocentrisk höjd ( h) – avståndet mellan fartygets meteorologiska centrum och tyngdpunkten (CG).

Metocenter ( M) – skärningspunkten för de resulterande krafterna från vattentrycket med DP.

Den farligaste rullningen uppstår när man cirklar i full fart, när rodret är på sidan.

Den dynamiska rullningen i den evolutionära cirkulationsperioden kan överstiga rullningen i den stabila perioden med mer än 2 gånger.

För fartyg med låg stabilitet kan krängningen under cirkulation vid full fart nå 12 - 15 grader. På passagerarfartyg är en krängning i omlopp på mer än 7 o inte önskvärd och mer än 12 o anses oacceptabel.

För att minska kärlets rullningsvinkel under cirkulationen är det nödvändigt att minska hastigheten innan det går in i cirkulationen. Gränserna för att ändra fartygets hastighet innan det går in i cirkulationen kan bestämmas av navigatören från den Stabilitetsinformation som finns tillgänglig på fartyget.

Fig.6.5 Fartygets rulle under cirkulation.

Underlåtenhet att ta hänsyn till dessa faktorer kan leda till tragiska konsekvenser och katastrofer. Ett exempel är katastrofen med motorfartyget "Bulgarien", som inträffade på Kuibyshev-reservoaren.

Motorfartyget "Bulgarien", som kryssar längs rutten Kazan - Bolgar - Kazan, sjönk den 10 juli 2011 i Volga nära byn Syukeevo, Kamsko-Ustinsky-distriktet i Tatarstan.

Enligt Rostransnadzor-rapporten, "cirka 12:25 den 10 juli träffades fartyget av en kraftig vindpust från babords sida, och ett kraftigt skyfall och åskväder började. I detta ögonblick gick D/E "Bulgarien" in i vänstersvängen. Det bör noteras att när rodren flyttas åt vänster får alla fartyg ytterligare en dynamisk roll åt styrbord.

Som ett resultat var rullningsvinkeln 9 grader. "Med en sådan lista kom styrbords hyttventiler in i vattnet, vilket resulterade i att cirka 50 ton havsvatten kom in i fartygets avdelningar på 1 minut genom de öppna hyttventilerna. För att minska det vindutsatta området på babords sida bestämde sig kaptenen för att bege sig mot vinden. För att göra detta placerades rodren 15 till vänster.” Som ett resultat ökade listan och den totala mängden vatten som kom in i fartygsutrymmet nådde 125 ton per minut. Efter detta sjönk alla hyttventiler och en del av huvuddäcket på styrbords sida i vattnet. Under de senaste 5-7 sekunderna skedde en kraftig ökning av listan från 15 till 20 grader, vilket ledde till att fartyget kantrade till styrbord och sjönk.

Kommissionen drog slutsatsen att en av orsakerna till olyckan var det faktum att vänstersvängningsmanövern utfördes utan att ta hänsyn till fartygets stabilitet, som redan hade en slaglängd på 4 grader åt styrbord; en extra rullning till styrbord orsakad av centrifugalkraft under cirkulation åt vänster; en stark vind som blåser på vänster sida och ett stort segel av fartyget.

Ändring av fartygets hastighet under cirkulation kan uppnås genom att reglera driftläget för fartygsframdrivare genom att minska framdrivningsenhetens rotationshastighet före cirkulation och under cirkulation, samt genom att driva framdrivarna i olika riktningar - "mot varandra ” (vilket är möjligt med en fleraxlad installation på ett fartyg).

Att minska kärlets hastighet före cirkulation orsakar en minskning av cirkulationsförlängningen l 1 och dess taktiska diameter D T, vilket är tydligt illustrerad (fig. 6.6).

Fig.6.6. Cirkulation av ett motorfartyg vid olika initiala hastigheter.

Efter att fartyget har kommit in i en stadig cirkulation, för att öka intensiteten av svängen, kan rotationshastigheten för framdrivarna ökas, vilket inte kommer att väsentligt förändra cirkulationens geometriska egenskaper.

En betydande minskning av den erforderliga vattenytan för cirkulation kan uppnås genom att använda en manöver som kallas "stationär rotation". I detta fall stoppas fartyget innan manövern påbörjas, rodren förskjuts till den maximala vinkeln på motsvarande sida och propellrarna ges full fart i framåtrörelse. Fartyget går omedelbart i cirkulation, vars dimensioner är mindre än när man rör sig i låg hastighet, och manövertiden reduceras.

Cirkulationsdiametern påverkas av:

a) roderbladsområde; ju större den är, desto mindre är cirkulationsdiametern.

För att öka styrytan installeras flera roder, aktiva rattar och styrfästen används.

b) distribution av last på fartyget; om lasterna är koncentrerade i den mellersta delen av kärlet, svänger det snabbare, med en mindre cirkulationsdiameter, och om det är i ändarna, vänder det långsammare, med en större cirkulationsdiameter;

c) i förhållande till fartygets längd till dess bredd; ju större förhållandet är, desto större är cirkulationsdiametern;

d) området för den nedsänkta delen av det diametrala planet; ju större den är, desto större är cirkulationsdiametern;

e) trimning av fartyget; när det trimmas till fören har fartyget något bättre manövrerbarhet än när det trimmas till aktern.

Som en slutsats kan vi säga att när man seglar längs BNP, rör sig fartyget ständigt längs krökta banor och gör ett stort antal cirkulationer. Därför är kunskap om cirkulationselement av stor betydelse för att säkerställa fartygens säkerhet.

För att bedöma vridförmågan hos ett kärl, analyseras vanligtvis cirkulationen som den enklaste typen av krökt rörelse hos ett kärl.

Ett fartygs cirkulation är dess rörelse med kontrollelementet avböjt i en konstant vinkel, såväl som den bana som beskrivs av kärlets tyngdpunkt.

När det gäller tid är kärlets cirkulationsrörelse uppdelad i tre perioder:

1. Manövreringsperiod - under denna period skiftas kontrollen till en given vinkel; med ytterligare rörelse förblir växlingsvinkeln oförändrad. Under manövreringsperioden har enstaka fartyg precis börjat svänga, medan påskjutna konvojer ofta fortsätter att röra sig i en rak linje.

2. Evolutionsperioden (evolutionen) börjar från det ögonblick då kontrollen överförs och fortsätter till det ögonblick då alla parametrar är fastställda och fartygets eller konvojens tyngdpunkt börjar beskriva en bana i form av en cirkel.

3. Den stationära cirkulationsperioden börjar från slutet av den evolutionära perioden och fortsätter så länge som skiftningsvinkeln för fartygets kontroll förblir konstant.

Kärlets bana i den tredje cirkulationsperioden kallas vanligtvis för stadig cirkulation. Ett utmärkande drag för den etablerade cirkulationen är konstanten i rörelseegenskaperna och deras lilla beroende av de initiala förhållandena.

Diagrammet visar följande cirkulationsegenskaper som används för att kvantifiera det:

− diametern på den etablerade cirkulationen längs tyngdpunkten på fartyget eller tåget;

− diametern på den etablerade cirkulationen längs aktern på fartyget eller konvojen;

− taktisk cirkulationsdiameter (avståndet mellan fartygets DP på ​​rak kurs och efter att ha vridits 180°);

− cirkulationsförskjutning (steg) (förskjutning av kärlets tyngdpunkt i riktningen för den initiala rätlinjerörelsen tills kärlet svänger 90°);

− direkt förskjutning av kärlet i cirkulation (avstånd från linjen för den initiala raka kursen till kärlets tyngdpunkt vriden 90°);

− omvänd förskjutning av fartyget under cirkulation (det största avståndet med vilket fartygets tyngdpunkt växlar i motsatt riktning mot roderskiftet);

− fartygets driftvinkel under cirkulationen (vinkeln mellan fartygets DP och hastighetsvektorn under cirkulationen);

− polen på fartygets tur (den punkt på fartygets DP eller dess förlängning där = 0).

Generellt sett kommer bilden av fartygets rörelse efter cirkulationsperioder ner på följande. Om kontrollerna förskjuts till en viss vinkel på ett fartyg som rör sig i en rät linje, uppstår en hydrodynamisk kraft på roderen eller de roterande munstyckena, vars ena komponenter kommer att riktas normalt mot fartygets mittlinjeplan (lateralt tvinga).

Under påverkan av sidokrafter skiftar kärlet i motsatt riktning mot kontrollförskjutningens riktning. En omvänd förskjutning av fartyget inträffar, vars största värde kommer att observeras vid akterns vinkelräta punkt. Den omvända förskjutningen av fartyget leder till uppkomsten av en driftvinkel, och flödet, som initialt löpte längs mittplanet, börjar flöda på den sida som är motsatt riktningen för kontrollväxlingen. Detta leder till bildandet av en hydrodynamisk lateral kraft på fartygets skrov, riktad mot ompositionering av kontrollerna och appliceras, som regel, på fören från fartygets tyngdpunkt.

Under påverkan av moment från sidokrafter på reglagen och skrovet roterar fartyget runt en vertikal axel i riktning mot den förskjutna reglaget. Den centrifugalkraften av tröghet som uppstår i detta fall balanseras av sidostyrnings- och skrovkrafterna, och momentet för dessa krafter balanseras av tröghetsmomentet.

Under den evolutionära perioden observeras en intensiv ökning av driftvinkeln, vilket leder till en minskning av attackvinkeln för ratten eller det roterande munstycket och en motsvarande minskning av styrkan på styrkraften. Samtidigt med ökningen av avdriftsvinkeln ökar kraften som verkar på skrovet, och punkten för dess applicering förskjuts gradvis mot aktern. Under samma period observeras en ökning av vinkelhastigheten för rotation och en minskning av kurvans krökningsradie, vilket, trots minskningen av den linjära rörelsehastigheten, orsakar en ökning av tröghetscentrifugalkraften.

Stadig cirkulation uppstår när krafterna och momenten som verkar på reglagen, fartygets skrov, samt tröghetskrafter och moment balanseras och upphör att förändras över tiden. Detta bestämmer stabiliseringen av fartygets rörelseparametrar, som tar konstanta värden vid en rotationsvinkel från den initiala kurslinjen på 90÷130° för enstaka fartyg och 60÷80° för påskjutna konvojer.

Förändringen i motorbelastning under fartygets acceleration kan illustreras i fig. 2.19. I en installation med direkt överföring till en propeller med fast stigning, i avsaknad av frikopplingskopplingar, under motorstart, börjar propellern samtidigt rotera. I första ögonblicket är fartygets hastighet nära noll, så belastningen på dieselmotorn kommer att variera beroende på förtöjningsskruvegenskaper tills den korsar motorns reglerkarakteristik (avsnitt 1-2), motsvarande ett visst läge för manöverspaken på all-mode-regulatorn. Vidare, när fartygets hastighet ökar, minskar belastningen i enlighet med motorns regulatoriska egenskaper (avsnitt 2-3). Vid punkt 3 avslutar fartyget att accelerera till en bestämd hastighet skruva karakteristisk II. Ytterligare acceleration tills den erforderliga hastigheten för fartyget uppnås utförs enligt skruvkarakteristiken (avsnitt 3-5 ÷ 13-14) För detta ändamål är kontrollhandtaget för all-mode-regulatorn installerat i ett antal mellanliggande positioner som motsvarar motorns regleringsegenskaper. Typiskt, vid varje mellanläge för motorns reglerkarakteristik, är en fördröjning nödvändig för att uppnå lämplig hastighet för fartyget och för att fastställa motorns termiska tillstånd. De skuggade områdena motsvarar det motorarbete som krävs för att accelerera fartyget. Stegvis acceleration av fartyget möjliggör mindre motorarbete och eliminerar risken för överbelastning av motorn.

Ris. 2.19. Förändring i motorbelastning under fartygets acceleration

I fall av nödacceleration av fartyget flyttas styrhandtaget på all-mode-regulatorn, efter att motorn har startat, omedelbart från läget till det läge som motsvarar den nominella vevaxelns rotationshastighet. Högtrycksbränslepumpstativet flyttas av regulatorn till det läge som motsvarar maximal bränsletillförsel. Detta leder till det faktum att förändringen i effektiv kraft och vevaxelns rotationshastighet under accelerationsperioden sker längs en brantare skruvkarakteristik (i fig. 2.19 - längs karakteristiken som motsvarar fartygets relativa hastighet = 0,4). Vid punkt 15 når motorn den externa nominella hastighetskarakteristiken för motorn. Med ytterligare acceleration av fartyget kommer belastningen på motorn att ändras i enlighet med motorns externa nominella varvtalskarakteristik (avsnitt 15-14). Punkt 14 kännetecknar belastningen på motorn vid slutet av fartygets acceleration.

I fig. Figur 2.19 visar dynamiken för förändringar i belastningen på motorn under fartygets acceleration under antagandet att i ett fall (med långsam acceleration av fartyget) kommer belastningarna huvudsakligen att bestämmas av skruvkarakteristikens läge, och med snabb acceleration av fartyget kommer motorn att nå den externa nominella hastighetskarakteristiken. I detta fall är motorn överbelastad vad gäller effektivt vridmoment.

Ovan övervägde vi accelerationsläget i närvaro av en fast propeller. En installation med propellerpropeller säkerställer en snabbare acceleration av fartyget tack vare möjligheten att fullt ut utnyttja motorernas effektiva kraft och erhålla högre dragegenskaper hos fartyget.

Motorns driftsförhållanden under fartygsacceleration beror på metoden för att styra bränsletillförseln och på rörelselagen för motorkontrollerna.

Förändring i belastning på motorer under fartygets cirkulation. Beroende på arten av påverkan av belastningen på huvudmotorerna, bör hela cirkulationsmanövern för fartyget delas upp i sektioner för in- och utgång från cirkulationen och en rörelsesektion med en konstant cirkulationsradie. I de två första sektionerna arbetar motorerna i ostadiga lägen orsakade av förändringar i fartygets hastighet, driftvinkel och rodervinkel. Medan cirkulationsradien bibehålls, arbetar motorerna i stationära lägen, som dock skiljer sig från de som inträffade under fartygets framåtgående kurs. Under cirkulationen rör sig kärlet inte bara längs radien, utan också med drift; dess hastighet sjunker med samma rotationshastighet för propelleraxeln, propellrar arbetar i ett snett vattenflöde och deras effektivitet minskar. I detta avseende ökar belastningen på motorn. Ökningen av motorbelastning beror på hastigheten, formen på fartygets skrov, roderens utformning och vinkeln på deras växling.

Fartygscirkulation.

Cirkulation och dess perioder.

Omloppär processen att ändra de kinematiska parametrarna för ett fartyg som rör sig rätlinjigt och likformigt som svar på en stegvis förskjutning av rodret, med början från det ögonblick det sattes för testning. Bana, som fartygets CM beskriver i denna process kallas också omlopp.

Cirkulationsrörelsen i tiden delas vanligtvis in i tre perioder: manövrerbar, evolutionär (övergångs), etablerad. Innan vi definierar dessa perioder, låt oss klargöra vad som menas med kärlets stadiga kurvlinjära rörelse.

Stadig linjär rörelse Ett fartygs rörelse kallas dess rörelse i en kurs med konstant hastighet.

Stadig roterande rörelse representerar kärlets rotation i förhållande till CM med konstant vinkelhastighet.

Kärlets kurvlinjära rörelse består av translationell och roterande. Under stadig kurvlinjär rörelse hänvisar till ett fartygs rörelse där vinkel- och linjärhastigheten för fartygets CM över tiden inte ändras vare sig i storlek eller riktning i förhållande till axlarna som är stelt förbundna med kärlet. Sålunda kännetecknas kärlets stadiga kurvlinjära rörelse av en konstant vinkelhastighet , driftvinkel och markhastighet fartyg.

I processen med cirkulationsrörelse tar kärlets linjära hastighet längst tid att nå ett konstant värde. I slutskedet är närmandet av fartygets linjära hastighet till det stabila värdet monotont och långsamt. För fartyg med stora tonnage i omlopp kan den linjära hastigheten nå ett konstant värde efter att ha svängt genom en vinkel större än 270°. Dessutom, i en jämn cirkulation, kan fartyget uppleva små fluktuationer i driftvinkeln och vinkelhastigheten. Därför uppstår frågan från vilken tidpunkt fartygets cirkulerande rörelse anses vara stabil.

Baserat på gränsen mellan evolutionär och steady-state rörelse accepterad i teorin om automatisk kontroll, kan vi anta att fartygets cirkulationsrörelse är etablerad, när nuvarande värden , , börjar skilja sig från sina etablerade värderingar
mindre än 3-5 %.

På grund av det faktum att avdriftsvinkeln i cirkulationen inte mäts och fartygets linjära hastighet mäts med ett stort fel, brukar det ögonblick efter vilket kursändringen blir nästan enhetlig tas som början på den stadiga cirkulationen period. För medelstora fartyg inträffar detta ögonblick efter att fartyget har vänt cirka 130°. Studier visar dock att under cirkulationsrörelse etableras vinkelhastigheten snabbare än Och . Drivvinkeln och speciellt den linjära hastigheten på fartyget når 3-5% närmare sina stabila värden senare.

Nu kan vi ge definitioner av cirkulationsperioder.

Manövreringsperiod (
) - perioden för växling av rodret från noll till det valda värdet, med början från det ögonblick som styranordningen har tilldelats att beräkna det valda värdet.

Evolutionsperiod ( ) - tidsintervallet från det ögonblick då rodret skiftas till det ögonblick då fartygets krökta rörelse blir stabil.

Stilla tillståndsperioden börjar från slutet av den andra perioden och fortsätter så länge som ratten förblir i angivet läge.

För att utvärdera och jämföra fartygens styrbarhet används de omlopp under referensvillkor. Början av cirkulationen motsvarar det ögonblick då rodret ställs in, och slutet motsvarar det ögonblick som fartygets DP roterar i en vinkel på 360°. Banan för sådan cirkulation visas schematiskt i fig. 3.1

Fig. 3.1 Kärlcirkulationsdiagram.

Cirkulationsparametrar.

När man överväger cirkulation särskiljs dess huvud- och ytterligare element.

Följande cirkulationsparametrar är de viktigaste.

Stadig cirkulationsdiameter - avståndet mellan positionerna för fartygets DP på ​​motsatta kurser under stadig cirkulationsrörelse, vanligtvis mellan DP vid ögonblicket för en 180° sväng och DP vid ögonblicket av en 360° sväng

Taktisk cirkulationsdiameter - avståndet mellan linjen för den första kursen och fartygets DP efter att ha vridit den med 180. Taktisk diameter kan vara (0,9-1,2)

Förlängning - avståndet mellan positionerna för fartygets CM i det ögonblick då rodret börjar skifta och i det ögonblick efter att DP har vridits med 90, mätt i riktningen för den initiala kursen. Ungefär

Framåt offset - avståndet från den initiala kurslinjen till fartygets tyngdpunkt, vridet 90°. Det är om
.

Omvänd fördom - den största avvikelsen av fartygets tyngdpunkt från den initiala kurslinjen i motsatt riktning mot roderskiftet. Den omvända biasen är liten och uppgår till
.

Driftvinkel - vinkeln mellan DP och fartygets hastighetsvektor.

Cirkulationsperiod - tidsintervallet från det att rodret börjar skifta tills fartyget svänger 360°.

Av de ytterligare cirkulationsparametrarna är de viktigaste ur synvinkeln för att säkerställa manövreringssäkerheten.

Halvbredd på sveplist - avståndet från cirkulationsbanan där de punkter på kroppen som är längst bort från den är belägna under cirkulationen;

Distans - avståndet från läget för fartygets tyngdpunkt i det första cirkulationsögonblicket till den punkt där fartygets skrov lämnar linjen för den initiala kursen;

Maximal förlängning av kärlspetsen - det största avståndet längs den inledande kursen från positionen för fartygets tyngdpunkt i det första cirkulationsögonblicket till fartygets yttersta spets under manövern (kan bestämmas på liknande sätt maximal masscentrum förlängning fartyg, helt enkelt kallat maximal förlängning);

Maximal förskjutning framåt av kärlets spets - den största laterala avvikelsen från den initiala kurslinjen till kärlets yttersta spets under cirkulationen (kan bestämmas på liknande sätt maximal förskjutning framåt av massans centrum ett fartyg som helt enkelt kallas maximal förskjutning framåt).

Huvudparametern för kärlets vridförmåga, diametern på den stadiga cirkulationen , beror lite på fartygets hastighet innan manöverns början. Detta faktum har bekräftats av många fälttester. Förlängningen av fartyget har dock inte denna egenskap och beror på fartygets initiala hastighet. Vid cirkulation i låg hastighet är förlängningen ca 10-5-20% mindre än förlängningen vid full hastighet. Därför, i ett begränsat vattenområde i frånvaro av vind, innan du gör en sväng i stor vinkel, är det lämpligt att sakta ner.