Forces externes agissant sur la classification de la coque du navire. Forces et moments agissant sur le navire

L'impact du vent et du courant sur le navire provoque la charge principale sur la chaîne d'ancre pendant l'ancrage et détermine le moment de résistance statique sur l'arbre du moteur électrique pendant l'ancrage, lorsque le navire est tiré jusqu'à la position d'ancrage.

Lorsqu'il est stationné, lorsque la direction du vent et du courant coïncide, le plus grand impact des forces externes sur le navire se produit et la force généralisée pour les navires à hélice est déterminée par la somme arithmétique de trois composants

F' = FB + F'T + F'G

où FB est la force d'action du vent à la surface du navire ;

F'T - force actuelle agissant sur la partie sous-marine du navire ;

F'G - la force du flux agissant sur les hélices fixes.

La force de l'impact du vent sur la surface du navire FB dépend de la vitesse et de la direction du vent, de la forme du dessus, de la taille et de l'emplacement des superstructures. La valeur calculée de la force du vent peut être déterminée par la formule, N

FB = н ∙ рв ∙ Sн

où Кн = 0,5 ÷ 0,8 - coefficient d'écoulement autour de la partie au-dessus de l'eau de la coque

рв = ρV2 / 2 - pression du vent, Pa;

ρ = 1,29 - densité de l'air, kg / m3;

V - vitesse du vent, m / s

pw = 1,29 * 102/2 = 64,5 Pa

L'aire de la projection de la surface du navire sur la section médiane, m2 :

B est la largeur du vaisseau, m ;

H - hauteur de la planche, m;

T - brouillon, m;

b, h - respectivement la largeur et la hauteur des superstructures du navire, m.

Sn = 11,6 * (3,5-2,5) + 11 * 2,5 + 10,5 * 5 = 91,6 m2

FB = 0,5 * 64,5 * 91,6 = 2954,1 N

La résistance du corps due à l'écoulement n'est prise en compte que par la résistance de frottement, puisque tous les autres types de résistance (vague, vortex) sont pratiquement absents du fait de la faible vitesse d'écoulement,

(1)

où KT = 1,4 est le coefficient de frottement ;

Scm = L (δ ∙ B + 1,7 T)

- superficie de la surface mouillée du navire, m2

Ici δ = 0,75 ÷ 0,85 est le coefficient de complétude du déplacement ;

L, B, T - dimensions principales du navire, m;

Scm = 78 * (0,84 * 11,6 + 1,7 * 2,5) = 1055,34 m2

VT - vitesse d'écoulement de l'eau, m / s (1,38 m / s)

F'T = 1,4 * 1055,34 * 1,381,83 = 2663,7 N

(2)

où ZГ est le nombre d'hélices ;

CG = 200 300 - un paramètre qui augmente avec l'augmentation du rapport de disque de l'hélice, kg / m3;

DВ - diamètre extérieur de l'hélice (accessoire), m.

F'G = 2 * 200 * 1,52 * 1,382 = 1713,96 N

F' = 2954,1 + 2663,7 + 1713,96 = 7331,96 N

Biogaz
C'est un mélange de méthane et de dioxyde de carbone et est un produit de la fermentation méthane de substances organiques d'origine végétale et animale. Le biogaz fait référence aux carburants obtenus à partir de matières premières locales. Bien qu'il existe de nombreuses sources potentielles pour sa production, dans la pratique, la gamme d'entre elles est réduite en raison de la géographie ...

Détermination des forces motrices dans un mécanisme de frein à disque
Figure 3.2 - Schéma de conception d'un frein à disque r1 - rayon intérieur du disque de frein, m ; r2 - rayon extérieur du disque de frein, m; rav - rayon moyen de la surface de travail, m; dрц - diamètre du cylindre de travail, m. Les garnitures de frein sont réalisées sous la forme d'un secteur annulaire. Nous acceptons le couple de friction du frein à disque avec garniture annulaire, N ...

Calcul de séparation de crête
Figure 8 - Vers le calcul de la résistance de la serrure. On suppose que les pales sont parallèles, c'est-à-dire b = 0°. Rts.t.ob. C'est le rayon du centre de gravité de la jante. Rts.ob. - force centrifuge agissant sur la jante. st. - contrainte de traction agissant sur le faîte. Rts.t.ob. = 0,296 m Conclusion: Les valeurs calculées des contraintes d'écrasement et de traction ne dépassent pas ...

Toutes les forces (charges) agissant sur la coque du navire peuvent être divisées en deux catégories :

-Permanent valable pendant toute la durée d'exploitation.

-Aléatoire agissant pour une période quelconque ou périodiquement.

De par la nature de l'impact sur le corps, des forces constantes ou aléatoires peuvent être statique ou dynamique.

De plus, le navire est soumis à des charges (pendant l'exploitation) :

Gravité - Forces (constantes) agissant sur le navire tout le temps. Ceux-ci incluent les forces de gravité de la coque, des mécanismes, de la cargaison, des fournitures.

Les forces de pression hydrostatique (forces d'appui) sont des forces constantes qui équilibrent les forces de gravité, l'amplitude des forces d'appui dépend du tirant d'eau du navire.

Les forces de résistance à l'eau (lorsque le navire est en mouvement) sont des forces constantes, dont l'amplitude dépend de la vitesse et du tirant d'eau du navire.

Les forces d'inertie sont des forces aléatoires dont l'apparition dépend des conditions de fonctionnement, par exemple lors du laminage.

La réaction des blocs de quille (lorsque le navire est amarré) sont des forces aléatoires dont l'amplitude dépend de la répartition de la charge sur la longueur du navire au moment de l'amarrage et du nombre de blocs de quille sous le fond du navire.

D'autres forces opérationnelles sont aléatoires, principalement de nature dynamique : chocs contre la jetée lors de l'amarrage, échouage, vagues heurtant la coque, inondation du pont d'eau lors d'une tempête.

Pour résister aux charges ci-dessus et éviter les déformations permanentes, la coque du navire doit avoir résistance longitudinale, transversale et locale totale.

UNE) Résistance longitudinale globale :

Lorsqu'un navire navigue en eau calme, la gravité et les forces de soutien agissent sur sa coque. Ces charges sont classiquement réduites à un système plat d'efforts appliqués sur un plan vertical passant le long du navire par le milieu de sa largeur. Les forces de gravité le long du navire sont inégalement réparties, selon le type de navire, l'emplacement du MO le long du navire, la quantité de cargaison dans les cales, la quantité et la répartition des provisions de bord, du ballast . La répartition des forces d'appui le long de la longueur du navire est proportionnelle au volume sous-marin de la coque, c'est-à-dire que la pression hydrostatique la plus élevée de l'eau agira le long de la partie médiane de la longueur de la coque avec une diminution régulière vers les extrémités.

Pour calculer la résistance longitudinale totale de la coque du navire, celle-ci est divisée en 20 compartiments théoriques. La valeur des forces de gravité du corps, des mécanismes, des charges, des équipements pour chaque compartiment théorique est calculée, puis une courbe de gravité est tracée sur l'échelle acceptée. La courbe en escalier qui en résulte montre clairement la valeur de si de la gravité dans chaque compartiment théorique et la nature de la distribution de ces forces le long de la longueur du navire. Ils calculent également l'amplitude des forces d'appui attribuables à chaque compartiment théorique et tracent sa courbe. Cette courbe peut être échelonnée, ce qui est plus pratique pour la comparer avec la courbe de gravité, ou lisse, car le changement du volume sous-marin sur la longueur se produit en douceur. Les courbes sont tracées à la même échelle, ce qui permet de les additionner. Le résultat est une courbe de charge. Parfois, il peut y avoir un excès de forces d'appui, alors la répartition de la charge provoquera coude du navire, auquel des contraintes de traction ou de compression surviennent dans le tablier. Si la charge sur le navire est répartie différemment, c'est-à-dire qu'au milieu du navire, il y aura un excès de forces de gravité, et dans les membres - forces de soutien, le navire subira déviation, et les contraintes dans le pont changeront de signe.

B) Force locale :

La résistance locale est la capacité de zones ou d'endroits individuels de la coque à résister aux charges agissant sur eux. Lorsque l'on considère la résistance locale, la coque du navire est divisée en un certain nombre d'éléments structurels : planchers, cadres, réservoirs, plaques.

- Chevauchements- un système de poutres longitudinales et transversales entrecroisées de l'ensemble, reliées par peau et reposant sur un contour support rigide (côtés, cloisons, ponts).

Il y a des chevauchements : fond, côté, pont, cloisons. Les poutres qui composent le sol sont divisées en poutres principales- des poutres souvent espacées de même direction, et les cross-links sont des poutres fortes qui se croisent et supportent des poutres de la direction principale.

- Cadre de cadre- formées par des poutres transversales du fond, des côtés et du pont, situées dans un même plan transversal vertical. Les déformations de contrainte dans les poutres et les nœuds de charpente sont déterminées à l'aide de méthodes de mécanique structurelle des navires.

- Plaque- c'est la partie de la peau qui se situe entre les poutres et repose sur celles-ci. Les plaques de coque perçoivent directement la charge et la transfèrent aux poutres de l'ensemble du navire. Une certaine partie de deux plaques adjacentes est incluse dans la poutre fixée en tant que corde attachée. Ainsi, la poutre de l'ensemble se compose d'une paroi verticale, d'une aile libre et d'une aile attachée, c'est-à-dire qu'elle ressemble à une poutre en I.

20... Les principaux éléments de la coque du navire: Proue (avant ou avant), Stern (arrière ou poupe), Fond, Double fond (sur les grands navires), Double espace de fond (entre le fond et le pont du deuxième fond), Côtés (droit et gauche), Pont ( couvre la coque d'en haut), ponts: supérieur - principal, ainsi que deuxième, troisième, etc. (le nombre de ponts va de haut en bas), Twindeck - l'espace entre les ponts, à l'intérieur de la coque du navire est divisé par des cloisons longitudinales transversales dans un certain nombre de compartiments, Forepeak - le premier compartiment avant, Akhterpik - le dernier compartiment arrière, les superstructures et les ponts sont situés sur le pont (peuvent être à un ou plusieurs niveaux), Réservoir - superstructure avant (extrémités, réservoirs avec carburant et frais eau, ballast sont stockés), Ut - superstructure arrière, Superstructure intermédiaire - située entre par le réservoir et la dunette, Les éléments d'aménagement du navire sont situés sur le pont principal et sur les ponts du réservoir et de la dunette. Éléments des dispositifs du navire - un complexe de structures, de produits et de mécanismes qui assure le fonctionnement normal et sûr du navire. Les navires sont généralement équipés de dispositifs de direction, d'ancrage, d'amarrage, de remorquage, de sauvetage, de mât, de cargaison, d'auvent et de main courante.

21/ 22/ 23- systèmes de cadre de coque de navire principal:

système transversal de recrutement de coque : avec ce système, les poutres de la direction principale dans tous les étages (poutres - dans le pont, cadres - dans le côté, flore - dans le fond sont situées à travers le navire. -800 mm. L'ensemble transversal Ce système est avantageux sur les brise-glaces et les navires de navigation car il assure bien la stabilité des tôles de fond lorsque le navire est comprimé transversalement par les glaces.
Système de recrutement longitudinal de la coque : avec ce système de recrutement, dans toutes les dalles au milieu de la longueur de coque, les poutres principales sont situées le long du navire. Dans ce cas, les extrémités du navire sont recrutées selon le système transversal, car aux extrémités, le système longitudinal est inefficace. L'utilisation d'un système longitudinal au milieu de la longueur du navire assure une résistance longitudinale élevée. Par conséquent, ce système est utilisé sur les navires longs qui subissent un moment de flexion important.Un grand nombre de raidisseurs longitudinaux offre une bonne stabilité des nervures longitudinales du pont et du fond sous des charges de compression longitudinales, ce qui permet l'utilisation de tôles de faible résistance -acier allié de faible épaisseur. En conséquence, il augmente la capacité de charge du navire. Peu de travaux de pliage. Inconvénients : la mise en place d'un ensemble châssis haut, l'encombrement des cales, un grand nombre de trous dans l'ensemble transversal pour le passage des raidisseurs longitudinaux, la complexité de jonction des tronçons sur la cale.
Système de recrutement de coque combiné : avec un système de recrutement unique, les dalles de pont et de fond dans la partie médiane de la longueur de la coque sont recrutées le long du système de recrutement longitudinal, et les dalles latérales dans la partie médiane et tous les chevauchements aux extrémités du navire - le long de la système de recrutement transversal. Une telle combinaison de systèmes de chevauchement permet de résoudre plus rationnellement les problèmes de résistance générale longitudinale et locale de la coque, ainsi que d'assurer une bonne stabilité du pont et des fonds en compression. Le système combiné est utilisé sur les grands cargos secs et les pétroliers à bords bas. L'utilisation de ce système conduit à une augmentation de la capacité de charge du navire, car En raison du placement rationnel des poutres fixées dans la section transversale du corps, l'épaisseur des produits en tôle et en profilés peut être réduite.
pp. 45, 46, 47 - chiffres.

Structure inférieure:

Le fond du navire se compose de dalles de fond, qui sont des parties du fond enfermées entre les côtés et les cloisons. Pendant l'exploitation du navire, les planchers inférieurs sont soumis aux charges suivantes : pression hydrostatique de l'eau, pression uniformément répartie ou concentrée de la cargaison dans la cale, charges concentrées et vibratoires dans le MO, effet hydrodynamique des vagues aux extrémités du navire, forces dues au flambage général, réactions du bloc de quille lorsque le navire est à quai, ensemble d'essai de pression hydrostatique.
Chevauchement de fond sans deuxième fond, recruté selon le système d'ensemble transversal. L'ensemble inférieur se compose de poutres en T. Les poutres ont une paroi verticale et une bande horizontale. Une quille verticale est installée dans le plan central le long de l'ensemble du navire. Parallèlement à elle à une distance de 1100-2200 mm. Les longerons inférieurs sont situés. Une flore continue est installée à travers le navire dans chaque cadre. Dans les flores et les longerons, des découpes rondes ou ovales sont réalisées pour réduire la masse du chevauchement.Des nervures de raidissement sont soudées entre les découpes sur les parois des flores. Dans les parois de l'ensemble transversal et longitudinal en bas, des colombes sont découpées - des trous pour l'écoulement de l'eau et le passage de rouleaux saillants de coutures en acier. Un tel fond est utilisé sur les petits cargos secs.
chevauchement de fond sans deuxième fond, recruté le long du système de calage longitudinal. Cette conception est couramment utilisée dans le réservoir des pétroliers. Une caractéristique est la présence d'un grand nombre de nervures inférieures longitudinales. Dans la partie inférieure des nervures longitudinales de raidissement, des fentes sont réalisées en forme de peigne, ce qui améliore les conditions de soudage des poutres au fond et assure l'écoulement des produits pétroliers de n'importe quel côté. Dans la zone de la partie zygomatique, les raidisseurs longitudinaux inférieurs des longs navires sont passés à travers des cloisons transversales sans découpe. Une haute quille verticale est installée dans le plan central.
chevauchement du fond avec un deuxième fond, recruté le long du système transversal. Le bordé du deuxième fond fournit la résistance longitudinale globale de la coque, la commodité d'arrimer la cargaison et de maintenir la cale, et empêche la pénétration du von dans le navire lorsqu'un trou est fait dans le fond. L'espace à double fond qui en résulte est utilisé pour stocker les approvisionnements liquides du navire et recevoir le ballast. Une quille verticale est installée dans le plan diamétral. Les longerons inférieurs sont parallèles à la quille de chaque côté. Une flore continue, impénétrable, entre crochets ou légère est installée à travers le navire. Une flore impénétrable protège les compartiments à double fond. Sur certains navires, le plancher du deuxième fond sur le côté peut se plier vers le haut ou s'approcher du côté horizontalement.
chevauchement du fond avec un deuxième fond, recruté le long du système de calage longitudinal. Il est utilisé sur les grands cargos secs et depuis peu sur les pétroliers. Au milieu de la largeur du navire, une quille verticale est installée, les lisses inférieures dans ce cas peuvent être placées un peu moins fréquemment qu'avec le système d'ensemble transversal, mais leur nombre de chaque côté dépend également de la largeur du navire et va de un à trois. Le long du fond et sous le plancher du deuxième fond, des nervures longitudinales inférieures du deuxième fond sont placées. Une flore solide et imperméable est posée sur le sol du deuxième fond.

Riz. P. 49-52

Structure du conseil: le côté du navire est constitué de dalles latérales, qui sont des sections du côté enfermées entre les cloisons transversales, le pont et le fond.

1. chevauchement latéral composé sur le système de numérotation transversale. (navires à cargaison sèche, brise-glace et pétroliers de petite taille. Le bordé latéral est soutenu par des cadres ordinaires.

2. chevauchement du fond avec un deuxième fond, recruté le long du système de calage longitudinal. Cette conception est utilisée sur les pétroliers et les pétroliers de grande capacité.

Avec un mouvement rectiligne uniforme, deux forces d'amplitude égale et des forces de direction opposée agissent sur le navire : la force de poussée des hélices (force motrice) F D et la force de résistance R.

F D = R ; a = 0

En cas de mouvement rectiligne instable, une force d'inertie s'ajoute à ces deux forces, ce qui compense la différence algébrique de ces forces.

Pendant le mouvement accéléré du navire, lorsque la force motrice F D plus de force R, la force d'inertie agit comme une résistance, et au ralenti, lorsque la force motrice F D moins de force de résistance R, - comme force motrice.

F D> R ; F D< R; a 0 .

6.1.2. Caractéristiques des forces agissant sur le vaisseau lors d'un mouvement curviligne.

Le mouvement curviligne du navire est effectué à l'aide du changement de gouvernail ou du patin rotatif approprié. Dans ce cas, une force de direction hydrodynamique se produit sur le volant p p(Fig. 6.1), qui peut être décomposé en un Px dirigé parallèlement au plan diamétral et latéral (direction) RU- perpendiculairement à celui-ci. Le premier augmente la force de traînée et réduit ainsi la vitesse du navire, le second provoque un mouvement latéral du navire dans le sens de son action et, en plus, forme un moment par rapport au centre de gravité (CG), qui effectue le tour initial du navire avec une vitesse angulaire 1.

Mp = R u L k (6.1)

P x = P p Cosα

Р у = Р р · Sinα

où RU- la composante de la force hydrodynamique du gouvernail selon l'axe Y ;

L à- distance (épaule) du centre de gravité au point d'application de la force Rp;

α - angle de décalage du gouvernail.

La présence de mouvement latéral du navire provoque une déviation de son vecteur vitesse V du DP à l'angle de dérive β (Figure 6.1).

L'angle de dérive pendant le mouvement curviligne (β) est l'angle entre le DP du navire et le vecteur de sa vitesse linéaire en un point donné du mouvement curviligne.

Le mouvement latéral du navire et le virage brisent la symétrie de l'écoulement autour de la partie sous-marine de la coque du navire et une force hydrodynamique s'y exerce R V, dirigée selon un certain angle par rapport au plan médian du navire. Cette force peut être décomposée en deux composantes : latérale TAPIS(fig. 6.1) et

longitudinal R hg... Obliger TAPIS dirigé dans le sens opposé à la force RU, et, en outre, crée un couple par rapport au centre de gravité du navire MG.

Figure 6.1 Les forces agissant sur le navire pendant le mouvement curviligne.

MG= R UG L R (6.2)

R HG = R G · Cosδ

R UG = R G · Sinδ

où TAPIS - composante de la force hydrodynamique le long de l'axe Y ;

G / D - distance (épaule) du centre d'application des forces hydrodynamiques (CG) au CG.

δ - l'angle entre DP et la direction d'action de la force hydrodynamique R G.

Le moment MG fait également tourner le vaisseau avec une vitesse angulaire 2. Les moments М Р et М Г dans ce cas coïncident et créent un moment de rotation total М П, qui fera tourner le navire avec une vitesse angulaire ω.

M P est la somme algébrique des moments M P et M G

M P = M R + M G (6,3)

Composant R X est une force qui entrave le mouvement du navire.

Après un certain temps après avoir déplacé le gouvernail, le navire décrira une trajectoire courbe. Dans ce cas, comme tout corps solide, il aura deux accélérations : normale un(centripète), dirigée vers le centre de courbure de la trajectoire, et tangente et coïncidant avec la ligne du vecteur vitesse V... Dans ce cas, les forces d'inertie correspondantes agiront sur le navire. Force d'inertie Je C(Fig. 6.1), provoquée par l'apparition d'une accélération normale, sera proportionnelle à cette accélération et dirigée en sens inverse. C'est ce qu'on appelle la force centrifuge d'inertie. Force d'inertie je provoquée par l'accélération tangentielle est dirigée dans la direction opposée à cette accélération.

Force centrifuge d'inertie Je C agira tant que le navire se déplace le long d'une courbe, et la force Je - uniquement lorsque la vitesse de déplacement change (à circulation constante, lorsque la vitesse de déplacement est constante, cette force ne le sera pas).

CARACTERISTIQUES DE FREINAGE INERTIEL DU NAVIRE

Forces et moments agissant sur le navire.

Le système d'équations du mouvement du navire en

Plan horizontal.

Caractéristiques manœuvrables du navire.

Exigences relatives au contenu des informations sur

Les caractéristiques manœuvrables du navire.

Informations générales sur le frein inertiel

Propriétés du navire.

7. Caractéristiques de l'inversion de divers types

Systèmes de propulsion pour navires.

Freinage du navire.

Le navire comme objet de contrôle.

Un navire de transport maritime se déplace à la frontière de deux milieux : l'eau et l'air, tout en subissant des effets hydrodynamiques et aérodynamiques.

Pour atteindre les paramètres de mouvement spécifiés, le navire doit être contrôlé. Dans ce sens le navire est un système contrôlé... Chaque le système contrôlé se compose de trois parties : un objet de contrôle, un dispositif de contrôle et un dispositif de contrôle (machine ou personne)

Contrôler – c'est une telle organisation du processus qui assure la réalisation d'un objectif spécifique correspondant à la tâche de gestion.

Quand un navire navigue en haute mer, la tâche de gestion est en assurant son passage d'un point à un autre le long d'une trajectoire rectiligne, en maintenant un cap donné et en l'ajustant périodiquement après avoir reçu des observations. Dans ce cas le cap est la coordonnée contrôlée, et le processus de maintien de sa valeur constante est but de la gestion.

La valeur instantanée d'une série de coordonnées détermine l'état du navire à ce moment. Ces coordonnées sont : cap, vitesse, angle de dérive, déplacement latéral par rapport au cap général et etc. Elles sont coordonnées de sortie. En revanche, les coordonnées sont les causes de mouvement contrôlé sont appelées entrée ... ce angle de barre et vitesse de l'hélice ... Lors du choix des valeurs des coordonnées d'entrée, le dispositif de contrôle (pilote automatique, navigateur) est guidé par les valeurs des coordonnées de sortie. Cette relation entre l'effet et la cause est appelée rétroaction.

Le système contrôlé considéré est fermé, car un dispositif de contrôle (navigateur) y opère. Si le dispositif de commande cesse de fonctionner, alors le système s'ouvre et le comportement de l'objet de commande (navire) sera déterminé par l'état dans lequel les commandes sont fixées (angle de gouvernail, fréquence et sens de rotation de l'hélice).

Dans la discipline "Contrôler un navire", sont étudiées les tâches de contrôle d'un navire dont le mouvement se produit à proximité immédiate d'obstacles, c'est-à-dire. à des distances comparables aux dimensions de l'objet de contrôle lui-même, ce qui exclut la possibilité de le considérer comme un point (par exemple, comme dans le cours "Navigation").

Forces et moments agissant sur le navire

Toutes les forces agissant sur un navire sont généralement divisées en trois groupes : conduite, externe et réactive.

à la conduite fait référence aux forces créées par les commandes pour imprimer un mouvement linéaire et angulaire au navire. Ces forces comprennent : la poussée de l'hélice, la force latérale du gouvernail, les forces générées par les moyens de contrôle actifs (ACS), etc.

Vers l'externecomprennent les forces de la pression du vent, les vagues de la mer, les courants. Ces forces interfèrent dans la plupart des cas avec les manœuvres.

Pour réactifdésigne les forces et les moments résultant du mouvement du navire. Les forces réactives dépendent des vitesses linéaires et angulaires du vaisseau. De par leur nature, les forces et les moments réactifs sont divisés en inertie et non inertie... Les forces et les moments d'inertie sont dus à l'inertie de la cuve et aux masses ajoutées du liquide. Ces forces n'apparaissent que lorsque la présence d'accélérations - linéaires, angulaires, centripètes. La force d'inertie est toujours dirigée dans la direction opposée à l'accélération... Avec un mouvement rectiligne uniforme du navire, les forces d'inertie ne se produisent pas.

Les forces non inertielles et leurs moments sont dus à la viscosité de l'eau de mer, ce sont donc des forces et des moments hydrodynamiques. Lors de l'examen des problèmes de contrôlabilité, un système de coordonnées mobiles associé au navire est utilisé avec l'origine dans son centre de gravité. Direction positive des axes : X - dans le nez ; Y - vers le côté tribord ; Z - vers le bas. La lecture positive des angles se fait cependant dans le sens des aiguilles d'une montre, avec des réserves quant à l'angle de transfert, l'angle de dérive et l'angle de cap du vent.

Le sens positif du décalage du gouvernail est considéré comme le décalage provoquant la circulation dans le sens des aiguilles d'une montre, c'est-à-dire se déplaçant vers tribord (le safran tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre).

L'angle de dérive positif est considéré comme celui auquel l'écoulement de l'eau part du côté gauche et, par conséquent, crée une force hydrodynamique transversale positive sur la coque du navire. Cet angle de dérive se produit sur la circulation de droite du navire.

Le cas général du mouvement d'un navire est décrit par un système de trois équations différentielles : deux équations de forces le long des axes longitudinal X et transversal Y et l'équation des moments autour de l'axe vertical Z.

1. Concepts généraux et définitions

Contrôlabilité - la capacité du navire à se déplacer le long d'une trajectoire donnée, c'est-à-dire conserver le sens de déplacement donné ou le modifier sous l'action de dispositifs de commande.

Les principaux dispositifs de contrôle sur le navire sont les commandes de gouvernail, les commandes de propulsion et les commandes actives.

La gérabilité combine deux propriétés : stabilité et agilité du parcours .

Stabilité sur le parcours- C'est la capacité du navire à maintenir la direction du mouvement rectiligne. La stabilité de cap peut être automatique, lorsque le navire est capable de maintenir le cap sans actionner les commandes (gouvernails), et opérationnelle, lorsque le navire est maintenu sur un cap donné à l'aide des commandes.

Agilité - la capacité du navire à changer la direction du mouvement et à décrire la trajectoire d'une courbure donnée.

L'agilité et la stabilité sur le parcours correspondent au but principal de tout contrôle : faire tourner le bateau et assurer son déplacement dans une direction constante. De plus, tout dispositif de contrôle doit permettre de contrer l'influence des facteurs de force externes. Conformément à ce R.Ya. Pershitz a introduit la définition d'un élément aussi important de la contrôlabilité que l'obéissance.

L'obéissance est la capacité d'un navire à surmonter la résistance à la manœuvre sous des influences extérieures données. En l'absence d'influence extérieure, sa propre instabilité sur le parcours peut jouer son rôle.

Le coma d'obéissance a introduit le concept sensibilité, c'est-à-dire la capacité du navire à réagir le plus rapidement possible à l'action de la commande, notamment au déplacement du gouvernail.

Tige d'hélice. Pour que le navire se déplace à une certaine vitesse, il est nécessaire de lui appliquer une force motrice, surmontant la résistance au mouvement. La puissance utile nécessaire pour vaincre la résistance est déterminée par la formule : Np = R V, où R est la force de résistance ; V est la vitesse de déplacement.

La force motrice est créée par une vis de travail, qui, comme tout mécanisme, dépense une partie de l'énergie de manière improductive. La puissance dépensée pour la rotation de la vis est : Nz = M n, où M est le moment de résistance à la rotation de la vis ; n est la vitesse de rotation de la vis.

Le rapport de la puissance utile à la puissance dépensée est appelé le coefficient de propulsion du complexe coque-hélice :

h = RV / Mn

Le coefficient de propulsion caractérise le besoin du navire en énergie nécessaire pour maintenir une vitesse de déplacement donnée. La puissance de la centrale (puissance effective Ne) du navire doit être supérieure à la puissance dépensée pour la rotation de l'hélice, car il y a des pertes dans la ligne d'arbre et la boîte de vitesses :

Ne = RV / h hв hр,

où hв, hр sont les coefficients d'efficacité de l'arbre et de la boîte de vitesses.

Étant donné qu'avec un mouvement rectiligne uniforme, la poussée de l'hélice est égale à la force de résistance, la formule ci-dessus peut être utilisée pour estimer approximativement la poussée de l'hélice en pleine course (Vo) :

Pe = Ne h hв hр / Vo,

où le coefficient de propulsion est déterminé par la formule de Lapon :

où L est la longueur du vaisseau entre les perpendiculaires :

n est la vitesse de rotation de la vis, s -1.

La poussée maximale de l'hélice se développe en mode amarrage - environ 10 % de poussée de l'hélice en plus en mode pleine vitesse.

La poussée de l'hélice en marche arrière est d'environ 70 à 80 % de la poussée de l'hélice à pleine vitesse.

Résistance au mouvement du navire

L'eau a des propriétés de viscosité et de poids, qui provoquent deux types de résistance lorsque le navire se déplace : visqueuse et ondulatoire. La résistance visqueuse a deux composantes : la friction et la forme.
La résistance au frottement dépend de la surface et de la rugosité de la surface mouillée du boîtier. La résistance à la forme dépend des contours du corps. La résistance aux vagues est associée à la formation de vagues de navire lors de l'interaction de la coque d'un navire en mouvement avec l'eau environnante.

Pour résoudre des problèmes pratiques, la résistance de l'eau au mouvement du navire est prise proportionnelle au carré de la vitesse :

R = kV²,

où k - coefficient de proportionnalité, en fonction du tirant d'eau du navire et du degré d'encrassement de la coque.

Comme indiqué dans la section précédente, la force de traînée à pleine course peut être calculée à l'aide de la formule suivante :

Ro = Ne h hв hр / Vo.

Les valeurs de résistance intermédiaires (R) pour toute vitesse de déplacement sont déterminées par :

Inertie du navire et des masses d'eau attachées

L'égalité des forces de résistance du milieu au mouvement du navire et de la poussée de l'hélice détermine le mouvement de translation uniforme du navire. Lorsque la vitesse du rotor change, cette égalité des forces est violée.
Avec une augmentation de la poussée, la vitesse du navire augmente, avec une diminution, elle diminue. Le changement de vitesse se produit pendant une longue période, jusqu'à ce que l'inertie du navire soit surmontée et que les forces de poussée et de traînée de l'hélice soient à nouveau égales. La masse est une mesure de l'inertie. Cependant, l'inertie d'un navire se déplaçant dans un milieu aquatique ne dépend pas seulement de la masse du navire lui-même.

La coque du navire met en mouvement les particules d'eau adjacentes, ce qui consomme de l'énergie supplémentaire. En conséquence, afin de donner au navire une certaine vitesse, il faudra un fonctionnement plus long de la centrale.
Lors du freinage, il est nécessaire d'éteindre non seulement l'énergie cinétique accumulée par le navire, mais également l'énergie des particules d'eau impliquées dans le mouvement. Cette interaction des particules d'eau avec la coque s'apparente à une augmentation de la masse d'un navire.
Cette masse supplémentaire (masse d'eau ajoutée) pour les navires de transport est de 5 à 10 % de leur déplacement lors du déplacement longitudinal du navire et d'environ 80 % du déplacement lors du déplacement latéral.

2. Forces et moments agissant sur le navire pendant son mouvement

Lorsque l'on considère le mouvement du navire, un système de coordonnées rectangulaires XYZ associé au centre de gravité du navire est utilisé. Direction positive des axes : X - dans le nez ; Y - vers le côté tribord ; Z - vers le bas.

Toutes les forces agissant sur un navire sont divisées en trois groupes : conduite, externe et réactive.

Les forces motrices sont générés par les commandes : force de poussée de l'hélice, force latérale du gouvernail, forces générées par les commandes actives.

Les forces externes comprennent les forces de la pression du vent, vagues de la mer, courants.

Les forces réactives comprennent résultant du mouvement du navire sous l'action de forces motrices et externes. Ils sont divisés en inertiel- en raison de l'inertie du navire et des masses d'eau ajoutées et ne se produisant qu'en présence d'accélérations. La direction d'action des forces d'inertie est toujours opposée à l'accélération agissante.

Les forces non inertielles sont dues à la viscosité de l'eau et sont des forces hydrodynamiques.

Lors de l'analyse des forces agissant sur un navire, celui-ci est considéré comme une aile verticale de profil symétrique par rapport au plan médian (DP).

Par rapport à un navire, les principales propriétés d'une aile se formulent comme suit :

si le navire se déplace en ligne droite dans un courant d'eau ou d'air à un certain angle d'attaque, alors en plus de forces de traînée dirigé à l'opposé du mouvement, il y a une force de levage dirigée perpendiculairement au flux entrant. En conséquence, la résultante de ces forces ne coïncide pas avec la direction de l'écoulement. L'amplitude des forces résultantes est proportionnelle à l'angle d'attaque et au carré de la vitesse d'écoulement entrant ;

le point d'application de la force résultante est déplacé le long du DP depuis le centre de l'aile vers l'écoulement. Plus l'angle d'attaque est pointu, plus l'amplitude de ce déplacement est grande. Aux angles d'attaque proches de 90 degrés, le point d'application de la force résultante coïncide avec centre de voile(pour la surface du navire) et centre de résistance latérale(pour la partie sous-marine) ;

par rapport à la partie sous-marine de la coque du navire : l'incidence est l'angle de dérive, et pour la partie de surface - cous angle (KU) du vent apparent;

le centre de résistance latérale coïncide généralement avec le centre de gravité du navire, et la position du centre de la voile dépend de l'emplacement des superstructures.

En l'absence de vent et d'une position de gouvernail droite, la première équation différentielle du mouvement du navire peut être représentée par :

où est la masse du navire, en tenant compte de la masse d'eau ajoutée.

Mouvement uniforme : il n'y a pas d'accélérations, donc la force d'inertie dV / dt = 0. Deux forces égales et opposées agissent sur le navire : force de résistance à l'eau et force de traction de l'hélice.

À changement de la poussée de l'hélice l'égalité des forces de poussée de l'hélice et de la résistance au mouvement du navire est violée ; cela provoque l'apparition de forces d'inertie, une accélération apparaît et le navire commence à se déplacer à une vitesse accélérée ou décélérée. Les forces d'inertie sont dirigées contre l'accélération, c'est-à-dire empêcher les changements de vitesse.

Avec une augmentation de la traction 3 forces agissent sur le navire : force de traction de l'hélice - vers l'avant, force de résistance- dos, force d'inertie - dos.

Avec une diminution de la force de traction : force de traction - vers l'avant ; avec résistance au limon- arrière; force d'inertie - avant

Avec la manœuvre d'arrêt :avecrésistance au limon- arrière; force d'inertie - avant;

En marche arrière :

a) avant que le navire ne s'arrête : force de résistance- arrière; force de traction - en arrière; force d'inertie - vers l'avant.

b) après l'arrêt et le démarrage du mouvement de recul : force de résistance- effronté; force de traction - en arrière; force d'inertie - vers l'avant.

Noter: avant - direction vers la proue du navire; retour - direction vers la poupe du navire.

Forces agissant sur le navire dans les virages

Le navire tourne sous l'action du gouvernail déplacé. Si vous maintenez le gouvernail à bord pendant un certain temps, le navire effectuera un mouvement appelé circulation. Dans ce cas, le centre de gravité du navire décrira une courbe de circulation, de forme proche d'un cercle.
Le moment où le gouvernail commence à se déplacer est considéré comme le début de la circulation. La circulation est caractérisée par des vitesses linéaires et angulaires, un rayon de courbure et un angle de dérive.
Il est d'usage de diviser le processus de circulation en trois périodes : manœuvrable - continue pendant le changement de direction ; évolutif - commence à partir du moment de la fin du changement de direction et se termine lorsque les caractéristiques de circulation prennent des valeurs en régime permanent ; stable - commence à partir de la fin de la deuxième période et continue tant que le gouvernail reste en position décalée.

Le gouvernail du navire est considéré comme une aile verticale avec un profil symétrique. Par conséquent, lorsqu'il est déplacé, une force de levage apparaît - la force de gouvernail latérale Pp.

Nous appliquons au centre de gravité du navire deux forces Pp égales et de direction opposée P "py et P" "p. Ces deux forces se compensent mutuellement, c'est-à-dire n'affectent pas la coque du navire.

Ensuite, les forces et moments suivants agissent sur le navire :

force de traînée du gouvernail Prh - réduit la vitesse du navire;

moment de forces Rru R "" ru - fait tourner le navire vers le gouvernail déplacé;

force P "ru - déplace le centre de gravité dans le sens opposé à la rotation.

Forces agissant sur un navire pendant la période évolutive de circulation

Le virage du navire sous l'action du moment des forces Рпр Р "" py conduit à l'apparition d'un angle de dérive. La coque du navire commence à fonctionner comme une aile. La force de levage apparaît - la force hydrodynamique R. Appliquons au centre de gravité du navire deux forces Ry égales et opposées R "y R" "y.

Ensuite, en plus des forces et moments agissant dans le mode de circulation manœuvrable, apparaissent :

force de traînée Rx - réduit encore la vitesse du navire;

le moment des forces Ry R "y - favorise le virage; la vitesse angulaire du virage augmente;

force R "" y - compense la force P "py et la trajectoire est courbée vers le virage.

Forces agissant dans une période de circulation régulière

Dès que le navire commence à se déplacer le long d'une trajectoire courbe, la force centrifuge R' apparaît. Chaque point le long du navire décrit sa propre trajectoire par rapport au centre commun O.
De plus, chaque point a son propre angle de dérive, dont les valeurs augmentent avec la distance vers la poupe. Conformément aux propriétés de la voilure, le point d'application de la force hydrodynamique R se déplace vers l'arrière derrière le centre de gravité du navire.

Par conséquent:

force Rtskh - diminue la vitesse du navire;

Force Rtsu - empêche une modification du rayon de circulation;

le moment créé par la force hydrodynamique Ru - empêche une augmentation de la vitesse de rotation angulaire;

tous les paramètres de circulation tendent vers leurs valeurs en régime permanent.

Géométriquement, la trajectoire de circulation est caractérisée par :

La résolution IMO А.751 (18) « Normes intermédiaires de manœuvrabilité des navires » pour les navires nouvellement construits proposait les valeurs suivantes :

1) déplacement vers l'avant (avance) - pas plus de 4,5 longueurs de navire ;

2) diamètre tactique - pas plus de 5 longueurs de navire.

Manutention du navire en marche arrière

Lorsque le bateau se déplace en marche arrière avec le gouvernail déplacé, les forces et moments suivants agissent sur le bateau (voir figure) :

force de gouvernail latérale Rru;

le moment des forces Rru et Rru fait tourner le navire dans le sens opposé au gouvernail déplacé ;

la force hydrodynamique Ru forme un moment qui empêche le renversement ;

un jet d'eau oblique sur le gouvernail réduit l'angle de déplacement effectif du gouvernail d'une quantité égale à l'angle de dérive et, par conséquent, la valeur de la force latérale du gouvernail diminue.

Ces facteurs déterminent la plus mauvaise contrôlabilité du navire en marche arrière par rapport à l'avant.

Forces et moments associés à l'action du vent

Lorsque l'on considère les forces et les moments associés à l'action du vent, la vitesse apparente du vent est utilisée.

Conformément à la propriété de l'aile, la force aérodynamique A apparaît sous l'influence du vent.

En développant la force aérodynamique en composantes longitudinales et transversales et en appliquant deux forces égales et de direction opposée Ау et " au centre de gravité, nous obtenons :

force Ax - augmente la vitesse du navire;

moment des forces Ау et А "у - tourne le navire vers la droite;

la force A "" y - provoque un déplacement latéral, ce qui conduit à l'apparition d'un angle de dérive a et d'une force hydrodynamique R;

composante longitudinale de la force hydrodynamique Rх - diminue la vitesse du navire ;

le moment des forces Ry R "" y, agissant dans le même sens avec le moment des forces et А "у, fait encore plus tourner le navire;

la force R "y provoque un déplacement latéral opposé au déplacement de la force A" y.

Pour maintenir le navire sur le cap, il est nécessaire de déplacer le gouvernail d'un certain angle pour créer le moment de la force de gouvernail latérale Pru, qui compense les moments des forces aérodynamiques et hydrodynamiques.

L'hélice de travail effectue à la fois un mouvement de translation avec la vitesse du navire V par rapport à l'eau non perturbée et un mouvement de rotation avec une vitesse angulaire w = 2p n. Chaque pale d'hélice est considérée comme une aile distincte.

Lorsqu'un flux d'eau est projeté sur l'hélice, une force est générée sur chacune de ses pales, qui est proportionnelle au carré de la vitesse d'écoulement et de la valeur de l'angle d'attaque. En développant cette force dans deux directions perpendiculaires l'une à l'autre, on obtient : la force de poussée dirigée le long de l'axe de rotation de l'hélice et la force de traînée agissant dans le plan du disque d'hélice tangentiellement au cercle, qui est décrit par les points sur la pale de l'hélice pendant sa rotation.

Étant donné que l'hélice de travail est située derrière la coque du navire, lorsqu'elle se déplace, le flux d'eau s'écoule sur les pales de l'hélice à différentes vitesses et à différents angles. Il en résulte une inégalité des efforts de poussée et de traînée pour chaque pale, ce qui conduit à l'apparition, en plus de la poussée de l'hélice, d'efforts latéraux affectant la contrôlabilité d'un navire monorotor.

Les principales causes des forces latérales sont :

écoulement d'eau passant, emporté par le corps lors de son mouvement;

réaction de l'eau à une vis de travail;

projection inégale d'un jet d'eau d'une hélice en fonctionnement sur le gouvernail ou la coque du navire.

Considérons l'influence de ces raisons sur le fonctionnement des hélices fixes (FPP) et des hélices à pas réglable (CPP) de rotation à droite.

L'effet du vent arrière

Dans la partie supérieure de l'hélice, la vitesse du flux d'eau associé en raison de la forme des contours de la coque sera plus élevée qu'en partie inférieure, ce qui entraîne une augmentation de l'angle d'attaque du flux d'eau vers la pale supérieure . Ceci peut être montré en considérant le mouvement d'un élément de pale situé à un rayon r de l'axe de rotation du rotor.

Lors du fonctionnement de l'hélice, l'élément de pale participe à un mouvement de rotation avec une vitesse linéaire égale à 2pr ● n, et un mouvement de translation à la vitesse du navire V.

La vitesse réelle d'avancement de la section de pale d'hélice est diminuée de la valeur DV de la vitesse du flux associé. En conséquence, l'incidence augmente jusqu'à la valeur de f, ce qui conduit à une augmentation des forces dРх et dРу.
Ayant intégré dРх et dРу le long de la longueur de la pale, on obtient les valeurs des forces de poussée (P1) et de traînée (Q1) créées par la pale d'hélice en position haute. Ces efforts seront supérieurs aux efforts P3 et Q3 créés par la lame en position basse. L'inégalité des forces Q1 et Q3 provoque l'apparition d'une force latérale DQ = Q1 - Q3, qui tend à faire tourner la poupe du navire vers la gauche dans le sens de la force la plus importante.

Réaction de l'eau à la vis

Les performances de l'hélice sont affectées par la proximité de la surface de l'eau. En conséquence, de l'air est aspiré dans les pales dans la moitié supérieure du disque d'hélice. Dans ce cas, les lames supérieures subissent moins de force de réaction de l'eau que les lames inférieures. En conséquence, une force latérale de réaction de l'eau apparaît, qui est toujours dirigée dans le sens de la rotation de la vis - dans le cas considéré, vers la droite.

Lorsque l'hélice tourne, le jet d'eau tourbillonnant s'écoule sur le safran dans ses parties inférieure et supérieure à différents angles d'attaque. Dans la partie inférieure, la profondeur d'attaque est moindre que dans la partie supérieure.

Le résultat est une force latérale qui a tendance à faire tourner la poupe vers la droite.

L'effet total de la vis: pour la plupart des navires avec des hélices à pas fixe et des hélices à pas de force ou mutuellement.

Dans ce cas, le flux associé est maintenu. Cependant, contrairement au cas discuté ci-dessus, le flux associé diminue l'angle d'attaque.

Par conséquent, la force de traînée dPy sur chaque élément de pale diminue. En position haute, une telle diminution est plus prononcée qu'en position basse, car en partie basse, la vitesse du flux associé est plus faible. Par conséquent, la force de traînée résultante des pales de l'hélice à pas fixe sera dirigée vers la gauche.

La grande majorité des navires ont une hélice à pas de rotation à gauche. Pour le CPP, lors du passage du mode de fonctionnement de marche avant à marche arrière, le sens de rotation est conservé, seul le pas de la vis change : la vis du pas de gauche devient la vis du pas de droite. Par conséquent, la force de traînée résultante des pales, ainsi que des navires avec une hélice à pas fixe de pas droit, sera dirigée vers la gauche.

Réaction de l'eau à la vis

La force latérale de la réaction de l'eau sur l'hélice, comme mentionné ci-dessus, est toujours dirigée dans le sens de la rotation de l'hélice: à la fois pour l'hélice à pas fixe et pour l'hélice à pas - vers la gauche.

Le jet d'hélice est projeté à la poupe du navire.

En conséquence, une pression hydrodynamique accrue est créée et l'alimentation se déplacera : à la fois pour l'hélice à pas fixe et pour l'hélice à pas - vers la gauche.

L'effet total de la vis: l'alimentation va vers la gauche.

Le navire recule, l'hélice tourne vers l'arrière.

Lorsque le navire commence à reculer, le flux de passage disparaît.

Réaction de l'eau à la vis: À gauche.

: À gauche.

L'effet total de la vis: l'alimentation va vers la gauche.

4. Influence des hélices sur la contrôlabilité d'un navire multi-hélices

La plupart des navires à passagers modernes, des brise-glaces ainsi que des navires à grande vitesse et de gros tonnage sont équipés de systèmes de propulsion à deux ou trois arbres. La principale caractéristique des navires multi-rotors par rapport aux navires à rotor unique est leur meilleure maniabilité.
Les hélices des hélices à deux hélices, ainsi que les hélices latérales des navires à trois hélices, sont situées symétriquement par rapport au plan central et ont le sens de rotation opposé, généralement du même nom que le côté. Considérons la contrôlabilité des navires multi-rotors en utilisant l'exemple d'un navire bi-rotor.

Lorsque les hélices fonctionnent simultanément vers l'avant ou vers l'arrière, les forces latérales causées par le flux de passage, la réaction de l'eau à l'hélice et le jet des hélices projetées sur le guidon ou le corps se compensent mutuellement, puisque les hélices ont la direction opposée de rotation. Par conséquent, il n'y a aucune tendance à dévier la poupe dans un sens ou dans un autre, comme dans un navire à rotor unique.

Une vis avance, l'autre s'arrête.

En utilisant une technique bien connue, appliquez au CG deux forces de poussée égales de la vis (sur la figure la vis du côté gauche fonctionne) et des forces de sens opposés, nous obtenons :

la force P "" l fait avancer le navire;

le moment des forces Rl et R "l tourne la poupe vers l'hélice de travail ;

il est connu d'après l'hydrodynamique qu'une hélice de travail accélère le flux d'eau autour des dérivations arrière et que la pression hydrodynamique de l'hélice de travail diminue. En raison de la différence de pression, la force Pd est formée. En appliquant au centre de gravité du navire deux forces Pd égales et opposées P "d et P" "d, on obtient : - le moment des forces Pd et P" "d fait tourner la poupe vers l'hélice de travail ; la force P" d CG du navire vers l'hélice de travail ...

Ainsi, le mouvement considéré d'un navire bi-vis est approximativement similaire au mouvement d'un navire mono-vis avec le gouvernail déplacé.

Une vis fonctionne à l'envers, l'autre s'arrête.

En appliquant les postulats et le raisonnement similaires à la section précédente, il est possible d'obtenir une conclusion générale que la poupe du navire dévie dans la direction opposée à l'hélice travaillant vers l'arrière. Il est à noter que la force Pd dans le cas considéré est créée par le jet de l'hélice fonctionnant vers l'arrière projeté sur la partie arrière de la coque.

Faire tourner le navire sur place lorsque les hélices fonctionnent

Un bateau à deux hélices peut tourner presque sur place lorsque les hélices fonctionnent vers l'extérieur (une hélice fonctionne en avant et l'autre en marche arrière). La vitesse de rotation est choisie de telle sorte que les forces de traction des hélices soient de même grandeur.
L'égalité approximative des forces est obtenue lorsque la machine, travaillant en avant, donne un pas de moins que la machine, travaillant en arrière. Par exemple : Marche avant lente - Marche arrière moyenne.
Le moment de déploiement est créé non seulement en raison de l'emplacement des vis sur les côtés opposés du DP, mais également en raison de la différence de pression d'eau sur les côtés de la porte arrière, créée par les jets dirigés de manière opposée des vis.

Les inconvénients des navires à double hélice incluent l'efficacité réduite du gouvernail situé dans le DP. Ainsi, à basse vitesse, lorsque la majeure partie de la force qui s'exerce sur le volant lors de son déplacement est créée par le jet d'eau projeté par l'hélice sur le volant, le principal moyen de contrôle est la manœuvre des machines.

Navires à trois vis combinent la maniabilité positive des navires à une et deux hélices et ont une plus grande maniabilité, y compris à basse vitesse. En marche avant, l'hélice du milieu augmente l'efficacité du gouvernail grâce au jet d'hélice projeté sur celui-ci. En marche arrière, l'hélice du milieu fournit un mouvement vers l'avant, et les virages sont effectués par les hélices latérales.

5. Les principaux facteurs affectant la manutention du navire

5. Les principaux facteurs affectant la conduite du navire

Facteurs constructifs.

Rapport longueur/largeur ( KG). Plus ce rapport est élevé, plus la capacité de rotation du navire est mauvaise, ce qui est associé à une augmentation relative des forces de résistance au mouvement latéral du navire. Par conséquent, les bateaux larges et courts ont une meilleure agilité que les bateaux longs et étroits.

Facteur de complétude global (ré). Avec une augmentation du coefficient d, la capacité de rotation s'améliore, c'est-à-dire plus les lignes du navire sont pleines, meilleure est son agilité.

La conception et l'emplacement du volant. La conception du gouvernail (sa surface et son allongement) a peu d'effet sur l'amélioration de la girabilité du navire. Son emplacement a une influence beaucoup plus grande. Si le gouvernail est situé dans un jet hélicoïdal, alors le débit d'entrée d'eau sur le gouvernail est augmenté par le débit supplémentaire provoqué par le jet hélicoïdal, ce qui permet une amélioration significative de la girabilité.

Sur les navires bi-vis, le gouvernail situé dans le DP est relativement peu efficace. Si sur de tels navires, il y a deux gouvernails de gouvernail derrière chacune des hélices, l'agilité augmente fortement.

Vitesse du navire

La forme de la circulation, ses principales caractéristiques géométriques (extension, déplacement vers l'avant, déplacement vers l'arrière) dépendent de la vitesse initiale du navire. Mais le diamètre de la circulation stationnaire au même angle de changement de direction reste constant et ne dépend pas de la vitesse initiale.

Dans des conditions venteuses, la contrôlabilité dépend de manière significative de la vitesse du navire : plus la vitesse est faible, plus l'effet du vent sur la contrôlabilité est important.

Éléments d'atterrissage de navire

Garniture. Une augmentation de l'assiette de poupe entraîne un déplacement du centre de résistance latérale de la section médiane vers la poupe, par conséquent, la stabilité du navire sur le parcours augmente et sa capacité de virage se détériore.
D'un autre côté, l'assiette à la proue détériore fortement la stabilité sur le parcours - le navire devient lacet, ce qui complique les manœuvres dans des conditions confinées. Par conséquent, ils essaient de charger le navire de manière à ce qu'il ait une légère assiette arrière pendant le voyage.

Banque. Le roulis du navire brise la symétrie de l'écoulement autour de la coque. La zone de la surface immergée de la pommette du côté incliné devient plus grande que la zone correspondante de la pommette du côté surélevé.

En conséquence, le navire a tendance à dévier du côté opposé au rouleau, c'est-à-dire vers la moindre résistance.

Brouillon. Un changement de tirant d'eau entraîne une modification de la zone de résistance latérale de la partie immergée de la coque et de la surface de la voile. En conséquence, avec une augmentation du tirant d'eau, la stabilité du navire sur le parcours s'améliore et la girabilité se détériore, et avec une diminution du tirant d'eau, vice versa.
De plus, une diminution du tirant d'eau entraîne une augmentation de la surface de voilure, ce qui entraîne une augmentation relative de l'effet du vent sur la maniabilité du navire.