A hajótest osztályozására ható külső erők. A hajón ható erők és pillanatok

A szélnek és az áramlatnak a hajóra gyakorolt hatása okozza a fő terhelést horgonylánc kikötve, és meghatározza a statikus ellenállási nyomatékot a villanymotor tengelyén a lehorgonyzás során, amikor a hajót a horgony lefektetésének helyére húzzák.

Álló helyzetben, amikor a szél és az áram iránya egybeesik, a külső erők legnagyobb hatást gyakorolnak az edényre, és a csavaros edényekre vonatkozó általános erőt három összetevő számtani összege határozza meg.

F’ = FB + F’T + F’G

ahol FB a szélnek a hajó felszínére ható ereje;

F’T – a hajó víz alatti részére ható áramerő;

F'G a rögzített légcsavarokra ható áramerő.

A szél hatásának ereje az FB hajó felszíni részére függ a szél sebességétől és irányától, a hajótest felszíni részének alakjától, a felépítmények méretétől és elhelyezkedésétől. A szélerő kiszámított értéke az N képlettel határozható meg

FB = Kn ∙ rv ∙ Sn

ahol Kn = 0,5 ÷ 0,8 – a hajótest felülete körüli áramlási együttható

рв = ρV2 / 2 – szélnyomás, Pa;

ρ = 1,29 – levegő sűrűsége, kg/m3;

V – szélsebesség, m/s

рв =1,29*102/2=64,5Pa

A hajó felszíni részének a középső szakaszra vetítési területe, m2:

B – hajó szélessége, m;

H – oldalmagasság, m;

T – huzat, m;

b, h – a hajó felépítményeinek szélessége és magassága, 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

Az áramlás okozta testellenállást csak a súrlódási ellenállás veszi figyelembe, mivel az összes többi ellenállásfajta (hullám, örvény) gyakorlatilag hiányzik az alacsony áramlási sebesség miatt, N

(1)

ahol CT = 1,4 – súrlódási tényező;

Scm = L∙(δ∙B + 1,7∙T)

– az edény nedvesített felületének területe, m2

Itt δ = 0,75 ÷ 0,85 – az elmozdulás teljességi együtthatója;

L, B, T – a hajó fő méretei, m;

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

VT – víz áramlási sebessége, m/s (1,38 m/s)

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

(2)

ahol ZG a légcsavarok száma;

SG = 200 ÷ 300 – paraméter, amely a propeller tárcsa arányának növekedésével növekszik, kg/m3;

DB – a propeller (fúvóka) külső átmérője, m.

F’G=2*200*1,52*1,382=1713,96 N

F’=2954,1+2663,7+1713,96=7331,96 N

Biogáz
Metán és szén-dioxid keveréke, növényi és állati eredetű szerves anyagok metános fermentációjának terméke. A biogáz a helyi nyersanyagokból nyert tüzelőanyagokat jelenti. Bár elég sok potenciális forrás létezik előállítására, a gyakorlatban ezek köre szűkül a földrajzi...

A hajtóerők meghatározása tárcsafékben
3.2 ábra - Tárcsafék tervezési diagramja r1 - a féktárcsa belső sugara, m; r2 - a féktárcsa külső sugara, m; rср - a munkafelület átlagos sugara, m; dрц - a munkahenger átmérője, m A fékbetétek gyűrűszektor formájában készülnek. Elfogadjuk a gyűrűbetétes tárcsafék súrlódási nyomatékát, N...

A gerinc elválasztásának számítása
8. ábra – A zár erősségének kiszámítása. Feltételezzük, hogy a lapátok párhuzamosak, azaz b=0°. Rc.t.v. – a felni súlypontjának sugara. Rc.v. – a felnire ható centrifugális erő. σrast. – a gerincre ható húzófeszültség. Rc.t.v. = 0,296 m. Következtetés: A nyomó- és húzófeszültségek számított értékei nem haladják meg...

A hajótestre ható összes erő (terhelés) két kategóriába sorolható:

-Állandó, a működés teljes időtartama alatt érvényes.

-Véletlen, bármely ideig vagy időszakosan érvényes.

A testre gyakorolt hatás természetétől függően állandó vagy véletlenszerű erők lehetnek statikus vagy dinamikus.

A hajót is terhelik (üzem közben):

Gravitáció – A hajón állandóan ható erők (állandó). Ide tartoznak a test gravitációs erői, a mechanizmusok, a rakomány és a kellékek.

A hidrosztatikus nyomáserők (támasztóerők) állandó erők, amelyek kiegyenlítik a gravitációs erőket, a támasztóerők nagysága a hajó merülésétől függ.

A vízálló erők (a hajó mozgása során) állandó erők, amelyek nagysága a hajó sebességétől és merülésétől függ.

A tehetetlenségi erők véletlenszerű erők, amelyek fellépése a működési feltételektől függ, például hengerlés közben.

A gerincblokkok reakciója (hajó kikötésekor) véletlenszerű erő, amelynek nagysága függ a terhelés eloszlásától a hajó hossza mentén a dokkolás időpontjában és a hajó feneke alatti gerincblokkok számától.

Az egyéb műveleti erők véletlenszerűek, főleg dinamikus jellegűek: a mólót érő becsapódások kikötéskor, földeléskor, hullámok becsapódása a hajótestre, a fedélzet vízzel való elárasztása vihar során.

A fenti terhelések ellensúlyozása és a maradó alakváltozások elkerülése érdekében a hajótestnek rendelkeznie kell általános hosszanti, keresztirányú és lokális szilárdság.

A) Teljes hosszanti szilárdság:

Amikor egy hajó nyugodt vízben lebeg, a gravitáció és a támasztó erők hatnak a hajótestére. Ezeket a terheléseket hagyományosan egy lapos erőrendszerre redukálják függőleges sík szélessége közepén áthaladva a hajó mentén. A gravitációs erők a hajó hosszában egyenlőtlenül oszlanak meg, a hajó típusától, a hajó hajójának elhelyezkedésétől a hajó hosszában, a rakterekben lévő rakomány mennyiségétől, a hajókészletek mennyiségétől és elosztásától, valamint a ballaszttól függően. . A támasztóerők eloszlása a hajó hosszában arányos a hajótest víz alatti térfogatával, azaz a legnagyobb hidrosztatikus víznyomás a hajótest hosszának középső része mentén hat, a vége felé fokozatosan csökkenve.

A hajótest teljes hosszirányú szilárdságának kiszámításához a hajótest 20 elméleti rekeszre van osztva. Kiszámoljuk a test, a mechanizmusok, a terhelések és a berendezések gravitációs erőinek nagyságát elméleti rekeszenként, majd az elfogadott léptékben gravitációs erőgörbét készítünk. Az így kapott lépcsőzetes görbe egyértelműen mutatja az egyes elméleti rekeszekben a gravitáció nagyságát és ezen erők eloszlásának jellegét az edény hosszában. Az egyes elméleti rekeszekre jutó támasztóerők nagyságát is kiszámítják, és felrajzolják annak görbéjét. Ez a görbe lépcsős, ami kényelmesebb a gravitációs görbével való összehasonlításhoz, vagy sima, mivel a víz alatti térfogat változása a hossz mentén egyenletesen megy végbe. A görbék ugyanabban a léptékben vannak ábrázolva, ami lehetővé teszi azok összeadását. Az eredmény egy terhelési görbe. Néha előfordulhat, hogy túl sok támasztó erő lép fel, akkor a terhelés eloszlása okozza a hajó kanyarulata, amelyeknél húzó- vagy nyomófeszültségek keletkeznek a fedélzeten. Ha a hajó terhelése eltérően oszlik el, azaz a hajó középső részében a gravitációs erők túlsúlya, a szélső részein pedig a támasztó erők többlete, akkor a hajó elhajlás,és a fedélzeten lévő feszültségek előjelet váltanak.

B) Helyi erősség:

A lokális erő a test egyes területeinek vagy helyeinek azon képessége, hogy ellenálljanak a rájuk ható terheléseknek. A helyi szilárdság figyelembevételével a hajótestet számos szerkezeti elemre osztják: padlók, keretek, tartályok, lemezek.

- Padlók- a készlet metsző hosszirányú és keresztirányú gerendáinak rendszere, amelyek burkolattal vannak összekötve, és merev tartókontúron (oldalak, válaszfalak, fedélzetek) támaszkodnak.

Különböző típusú padlók léteznek: alsó, oldalsó, fedélzeti, válaszfalak. A padlót alkotó gerendák fel vannak osztva főirány gerendák- gyakran elhelyezett egyirányú gerendák és keresztmerevítők - erős gerendák, amelyek metszik a fő irány gerendáit és támogatják azokat.

- Keret keret– a fenék, az oldalak és a fedélzet keresztirányú gerendái alkotják, amelyek ugyanabban a függőleges keresztirányú síkban fekszenek. A hajószerkezeti mechanikai módszerekkel meghatározzák a gerendák és a keretcsomópontok feszültségdeformációit.

- Lemez- ez a burkolatnak az a része, amely a gerendák között helyezkedik el és rájuk támaszkodik. A hajótest lemezei közvetlenül érzékelik a terhelést és továbbítják azt a hajó keretének gerendáihoz. Két szomszédos lemez egy bizonyos része a beállított gerendában van csatolt karimaként. Így a készlet gerendája egy függőleges falból, egy szabad övből és egy hozzácsatolt övből áll, azaz I-gerenda megjelenésű.

20. A hajótest fő elemei: Orr (elöl vagy orr), Tat (hátsó vagy tat), Alsó, Alsó (nagy hajókon), Dupla fenék (az alsó és az alsó fedélzet között), Oldalak (jobb és bal oldali), Fedélzet (takarja a hajótestet felül) , fedélzetek: felső - fő, valamint második, harmadik stb. (a fedélzeteket felülről lefelé kell számolni), Twindeck - a fedélzetek közötti tér, a hajótest belsejében keresztirányú hosszanti válaszfalak vannak osztva számos Rekeszek, Forepeak - az első orr rekesz, Afterpeak - az utolsó hátsó rekesz, A felépítmények és a fedélzeti házak a fedélzeten helyezkednek el (lehet egy- vagy többszintű), Tartály - orr felépítmény (végek, tartályok üzemanyaggal és friss vízzel, ballaszt vannak tárolva), Jut - hátsó felépítmény, Középső felépítmény - az előtető és a kaki között helyezkedik el, A hajó felszerelésének elemei a főfedélzetés az elő- és kakifedélzeten. A hajó felszerelésének elemei olyan szerkezetek, termékek és mechanizmusok komplexuma, amelyek biztosítják a hajó normál, biztonságos működését. A tengeri hajók általában rendelkeznek kormány-, horgony-, kikötés-, vontatás-, mentés-, árboc-, rakomány-, ponyva- és korlátberendezésekkel.

21/ 22/ 23- alapvető hajótest vázrendszerek:

keresztirányú hajótest keretrendszer: ennél a rendszernél a főirány gerendái minden emeleten (gerendák - a fedélzetben, keretek - oldalt, padlók - alul) a hajón keresztben helyezkednek el. A köztük lévő távolságot a a lajstrom szabályait, és a hajó hosszától függően 500-800 mm között mozog A keresztirányú merevítő rendszer előnyös a jégtörőkön és a jéghajókon, mivel jó stabilitást biztosít a fenéklemezek keresztirányú összenyomásakor. Előnyök: tervezés egyszerűsége, szakaszok egyszerű összeillesztése a siklópályán, nagyszámú hosszirányú csatlakozás nélkül, könnyebben biztosítható a keresztirányú válaszfalak vízhatlansága Hátrány: nagy számú hajlítási munka.
A hajótest hosszirányú keretrendszere: ennél a keretrendszernél a hajótest hosszának középső részén minden emeleten a főirány gerendái a hajó mentén helyezkednek el. Ebben az esetben az edény végeit keresztirányú rendszerrel szerelik össze, mert a végtagokon a longitudinális rendszer hatástalan. A hosszanti rendszer alkalmazása az edény hosszának középső részében nagy hosszirányú szilárdságot tesz lehetővé. Ezért ezt a rendszert olyan hosszú hajókon használják, amelyek nagy hajlítónyomatékot tapasztalnak. A nagyszámú hosszirányú merevítő borda biztosítja a fedélzet és a fenék hosszanti bordáinak jó stabilitását hosszirányú nyomóterhelések hatására, ami lehetővé teszi a nagy szilárdságú, kis méretű lemezek használatát. kisebb vastagságú ötvözött acél. Ennek eredményeként nő a hajó teherbírása. Kis számú hajlítási munkák. Hátrányok: magas keretkészlet beépítése, amely összezavarja a raktereket, nagyszámú lyuk a keresztirányú készletben a hosszanti merevítők áthaladásához, a szakaszok összekapcsolásának nehézségei a csúszópályán.
Kombinált hajótest keretrendszer: egyetlen keretrendszerrel a hajótest hosszának középső részén a fedélzet és a fenékpadló hosszirányú keretrendszerrel, a középső rész oldalmennyezete és a hajó végén lévő összes padló pedig a keresztirányú keretrendszer. A padlókészlet-rendszerek ezen kombinációja lehetővé teszi a hajótest teljes hosszanti és helyi szilárdságával kapcsolatos kérdések ésszerűbb megoldását, valamint a fedélzet és a fenéklemezek jó stabilitásának biztosítását összenyomott állapotban. A kombinált rendszert nagy űrtartalmú szárazáru hajókon és alacsony oldalú tartályhajókon használják. Ennek a rendszernek a használata a hajó teherbírásának növekedéséhez vezet, mert A keretgerendák racionális elhelyezésének köszönhetően a karosszéria keresztmetszetében lehetőség nyílik a hengerelt lemezek és profilok vastagságának csökkentésére.
45., 46., 47. o. – rajzok.

Alsó kialakítás:

A hajó feneke alsó padlókból áll, amelyek a fenéknek az oldalak és a válaszfalak közé zárt részei. A hajó működése során az alsó padlók a következő terheléseket érik: hidrosztatikus víznyomás, a rakomány egyenletes eloszlású vagy koncentrált nyomása a raktérben, koncentrált és vibrációs terhelések a hajótérben, a hullámok hidrodinamikai hatása a raktér végén. hajó, az általános hosszirányú hajlításból származó erők, a gerincblokkok reakciói a hajó dokkolásakor, a tesztkészlet hidrosztatikus nyomása.
Alsó padló második fenék nélkül, keresztirányú öntvényrendszerrel összeszerelve. Az alsó készlet keresztmetszetű T-gerendákból áll. A gerendák függőleges falúak és vízszintes övvel rendelkeznek. Egy függőleges gerinc van felszerelve a középső síkban az egész hajó mentén. Vele párhuzamosan 1100-2200 mm távolságban. Az alsó húrok találhatók. A szilárd flórákat minden keretben az edényben helyezték el. A padlóban kerek vagy ovális kivágások készülnek, a padló súlyának csökkentése érdekében a merevítő bordákat a padló falaira hegesztik a kivágások közé. A keresztirányú és hosszirányú keret falaiban üreges lyukakat vágnak ki az alján - lyukak a víz áramlásához és az acél varratok kiálló görgőinek áthaladásához. Ezt a fajta fenéket kis szárazteherhajókon használják.
alsó padló második fenék nélkül, hosszirányú öntvényrendszerrel összeszerelve. Ezt a kialakítást általában olajszállító tartályhajók tartályaiban használják. Jellemző tulajdonsága a nagyszámú hosszanti alsó merevítő jelenléte. A hosszirányú merevítők alsó részében fésű formájában rések vannak kialakítva, ami javítja a gerendák fenékre hegesztésének feltételeit, és biztosítja az olajtermékek bármely oldalra történő elvezetését. A fenékvízrész területén a hosszú hajók alsó hosszirányú merevítőit vágás nélkül vezetik át a keresztirányú válaszfalakon. A középső síkban magas függőleges gerinc van felszerelve.
alsó emelet egy második fenékkel, keresztirányú rendszerrel összeszerelve. A második alsó padló biztosítja a hajótest teljes hosszirányú szilárdságát, a rakomány könnyű tárolását és a raktér karbantartását, valamint megakadályozza a rakomány behatolását a hajóba, ha a fenéken lyuk van. Az így létrejövő duplafenekű tér folyékony hajókészletek tárolására és ballaszt fogadására szolgál. A középső síkban függőleges gerinc van felszerelve. Az alsó húrok mindkét oldalon párhuzamosan futnak a gerincvel. Szilárd, áthatolhatatlan, konzolos vagy könnyű flórákat telepítenek az edényre. Áthatolhatatlan flórák szegélyezik a dupla alsó rekeszeket. Egyes hajókon az oldalsó második alsó padló felhajtható vagy vízszintesen oldalra közelíthető.
alsó padló második fenékkel, hosszirányú öntvényrendszerrel összeszerelve. Nagy szárazáru-hajókon és mostanában tankhajókon használják. A hajó szélességének közepére függőleges gerinc van felszerelve, az alsó szalagok ebben az esetben valamivel ritkábban helyezhetők el, mint keresztirányú beépítési rendszer esetén, de ezek száma mindkét oldalon a hajó szélességétől is függ. és egytől háromig terjed. A második fenék alsó hosszanti merevítő bordái az alján és a második fenék padlója alatt helyezkednek el. Szilárd és vízálló flórákat helyeznek el a második alsó padlón.

Rizs. oldal 49-52

Tábla kialakítás: a hajó oldala oldalpadlókból áll, amelyek a keresztirányú válaszfalak, a fedélzet és a fenék közé zárt oldalszakaszok.

1. oldalátfedés keresztirányú szerkezeti rendszerrel összeszerelve. (száraz teherhajók, jégtörők és kis méretű tartályhajók. Az oldalburkolatot közönséges keretek támasztják alá.

2. alsó padló második fenékkel, hosszirányú öntvényrendszerrel összeszerelve. Ezt a kialakítást nagy kapacitású tartályhajókon és olajércszállító hajókon használják.

Az egyenes vonalú egyenletes mozgásnál két egyenlő nagyságú és ellentétes irányú erő hat a hajóra: a légcsavarok tolóereje (hajtóerő) F Dés ellenállási erő R.

F D = R; a = 0

Instabil lineáris mozgás esetén ehhez a két erőhöz tehetetlenségi erőt adunk, amely kompenzálja ezen erők közötti algebrai különbséget.

Amikor a hajó gyorsított ütemben mozog, amikor a hajtóerő F D több erő R, a tehetetlenségi erő ellenállásként működik, lassított mozgásban pedig, amikor a hajtóerő F D kisebb ellenállási erő R, - hajtóerőként.

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

6.1.2. A hajóra görbe vonalú mozgás során ható erők jellemzői.

A hajó görbe vonalú mozgását a kormány megfelelő eltolása vagy egy forgólap segítségével hajtják végre. Ilyenkor hidrodinamikus kormányerő jelenik meg a kormányon R r(6.1. ábra), amely hosszirányúra bontható R x, a középsíkkal párhuzamosan és oldalirányban (kormányzás) RU- merőleges rá. Az első növeli az ellenállási erőt és ezáltal csökkenti a hajó sebességét, a második a hajó oldalirányú mozgását idézi elő a hatás irányába, és emellett a súlyponthoz (CG) viszonyított nyomatékot hoz létre, amely az edény kezdeti fordulata -val szögsebesség ω 1.

Úr = R y L k (6.1)

P x = P p Cosα

Р y = Р р · Sinα

Ahol RU– a kormánykerék Y tengely mentén fellépő hidrodinamikai erejének összetevője;

L to- távolság (kar) a CG-től az erőkifejtési pontig R p;

α – kormányszög.

Az edény oldalirányú mozgásának jelenléte a sebességvektor eltérését okozza V DP-től a sodródási szögig β (6.1. ábra).

A görbe vonalú mozgás közbeni eltolódási szög (β) az a szög, amely az ér DP-je és annak lineáris sebességvektora között van a görbe vonalú mozgás adott pontjában.

A hajó oldalirányú mozgása és forgása megbontja az áramlás szimmetriáját a hajótest víz alatti része körül, és hidrodinamikai erő keletkezik rajta R G, amely bizonyos szöget zár be az ér középvonali síkjához képest. Ez az erő két komponensre bontható: oldalirányú R UG(6.1. ábra) és

hosszirányú R HG. Kényszerítés R UG az erővel ellentétes irányba irányítva RU, és emellett nyomatékot hoz létre az edény súlypontjához képest M G.

6.1. ábra Hajóra ható erők görbe vonalú mozgása során.

M G= R UG L R (6.2)

R ХГ = R Г Cosδ

R ГГ = R Г Sinδ

Ahol R UG – a hidrodinamikai erő összetevője az Y tengely mentén;

L R – távolság (kar) a hidrodinamikai erők (CG) hatópontjától a CG-ig.

δ - a DP és az R G hidrodinamikai erő hatásiránya közötti szög.

Abban a pillanatban, amikor MG szögsebességgel elfordítja az edényt ω 2. Az M R és M G nyomatékok ebben az esetben egybeesnek és egy teljes M P fordulási nyomatékot hoznak létre, amely szögsebességgel fogja elfordítani a hajót ω.

M P az M P és M G nyomatékok algebrai összege

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

Összetevő R X azt az erőt jelenti, amely akadályozza az edény mozgását.

A kormány eltolása után bizonyos idő elteltével a hajó ívelt pályát ír le. Ebben az esetben, mint minden szilárd test, két gyorsulást tapasztal: normál a p(centripetális), a pálya görbületi középpontja felé irányul, és érintő és τ, egybeesik a sebességvektor egyenesével V. Ebben az esetben a megfelelő tehetetlenségi erők hatnak a hajóra. Tehetetlenségi erő én C(6.1. ábra), amelyet a normál gyorsulás megjelenése okoz, ezzel a gyorsulással arányos lesz, és az ellenkező irányba irányul. Ezt centrifugális tehetetlenségi erőnek nevezik. Tehetetlenségi erő I τ tangenciális gyorsulás okozta, ezzel a gyorsulással ellentétes irányba irányul.

Centrifugális tehetetlenségi erő én C mindaddig hat, amíg a hajó a görbe mentén halad, és az erő én τ – csak akkor, ha a mozgás sebessége változik (egyenletes keringésben, ha a mozgás sebessége állandó, ez az erő nem lesz jelen).

A HAJÓ TETÉSI FÉKJELLEMZŐI

A hajón ható erők és pillanatok.

A hajó mozgásának egyenletrendszere

Vízszintes sík.

A hajó manőverezési jellemzői.

A vonatkozó információk tartalmára vonatkozó követelmények

A hajó manőverezési jellemzői.

Általános információ a tehetetlenségi fékezésről

A hajó tulajdonságai.

7. Különböző típusok tolatásának jellemzői

Hajóhajtóművek.

Hajófékezés.

A hajó, mint az irányítás tárgya.

A szállító tengeri hajó két közeg határán mozog: víz és levegő, miközben hidrodinamikai és aerodinamikai hatásokat tapasztal.

A meghatározott mozgási paraméterek eléréséhez az edényt vezérelni kell. Ebben az értelemben a hajó irányított rendszer. Minden egyes a vezérelt rendszer három részből áll: egy vezérlő objektumból, egy vezérlőeszközből és egy vezérlőeszközből (gép vagy ember)

Ellenőrzés – Ez a folyamat olyan megszervezése, amely biztosítja a vezetési feladatnak megfelelő bizonyos cél elérését.

Amikor egy hajó a nyílt tengeren halad, irányítási feladat az az egyik pontból a másikba való átmenet biztosításában egyenes pálya mentén, egy adott irány megtartásával és a megfigyelések utáni időszakos módosításával. Ebben az esetben az irány egy szabályozott koordináta,és állandó értékének megőrzésének folyamata az kezelési cél.

Számos koordináta pillanatnyi értéke határozza meg a hajó állapotát Ebben a pillanatban. Ezek a koordináták: irány, sebesség, sodródási szög, oldalirányú elmozdulás az általános irányhoz képest és stb. Ők kimeneti koordináták. Ezzel szemben a koordináták, amelyek a szabályozott mozgás okait inputnak nevezzük . Ez kormányszög és a légcsavar sebessége . A bemeneti koordináták értékeinek kiválasztásakor a vezérlőeszközt (autopilot, navigátor) a kimeneti koordináták értékei vezérlik. Az okozat és az ok közötti kapcsolatot visszacsatolásnak nevezzük.

A figyelembe vett vezérelt rendszer zárt, mert vezérlőberendezést (navigátort) működtet. Ha a vezérlőeszköz leáll, akkor a rendszer nyitott hurkúvá válik, és a vezérlőobjektum (hajó) viselkedését a vezérlőelemek rögzített állapota (kormányszög, a légcsavar frekvenciája és forgásiránya) határozza meg.

A "Ship Control" tudományágban egy olyan hajó irányításának feladatait tanulmányozzák, amelynek mozgása akadályok közvetlen közelében történik, pl. magának a vezérlőobjektumnak a méretéhez mérhető távolságokra, ami kizárja annak lehetőségét, hogy pontnak tekintsük (például, mint a „Navigáció” tanfolyamon).

A hajón ható erők és pillanatok

A hajón ható összes erőt általában három csoportra osztják: vezetés, külső és reaktív.

A költözőkhöz Azokra az erőkre vonatkozik, amelyeket a kezelőszervek hoznak létre, hogy lineáris és szöges mozgást biztosítsanak az edénynek. Ilyen erők a következők: propeller tolóerő, a kormány oldalirányú ereje, az aktív vezérlőeszközök (ACS) által létrehozott erők stb.

Külsőreide tartozik a szélnyomás, a tenger hullámai és az áramlatok. Ezek az erők a legtöbb esetben zavarják a manőverezést.

Reaktívnakaz edény mozgásából eredő erőkre és nyomatékokra utal. A reakcióerők az edény lineáris és szögsebességeitől függenek. A reaktív erőket és nyomatékokat természetüknél fogva tehetetlenségi és nem tehetetlenségi csoportokra osztják. A tehetetlenségi erőket és nyomatékokat az edény és a hozzá kapcsolódó folyadéktömegek tehetetlensége okozza. Ezek az erők csak akkor jelentkeznek gyorsulások jelenléte - lineáris, szögletes, centripetális. A tehetetlenségi erő mindig a gyorsulással ellentétes irányba hat. Az edény egyenletes egyenes vonalú mozgása esetén tehetetlenségi erők nem keletkeznek.

A nem tehetetlenségi erőket és azok nyomatékait a tengervíz viszkozitása okozza, ezért ezek hidrodinamikai erők és nyomatékok. Az irányíthatósági problémák mérlegelésekor a hajóhoz társított mozgó koordináta-rendszert használnak, amelynek origója a súlypontjában van. A tengelyek pozitív iránya: X – az orr felé; Y – jobb oldal felé; Z – lefelé. A pozitív szög leolvasása az óramutató járásával megegyező irányban történik, az eltolási szöggel, az eltolódási szöggel és a szél irányszögével kapcsolatos fenntartásokkal.

A kormány eltolásának pozitív irányát az óramutató járásával megegyező irányú keringést okozó eltolódást vesszük, azaz. váltson jobb oldalra (a kormánylapát az óramutató járásával ellentétes irányba fordul).

Pozitív elsodródási szögnek azt a szöget kell tekinteni, amelynél a vízáramlás a bal oldalról érkezik, és ezért pozitív keresztirányú hidrodinamikai erőt hoz létre a hajó testén. Ez az eltolódási szög az edény jobb keringésénél jelentkezik.

A hajó mozgásának általános esetét három differenciálegyenletrendszer írja le: két erőegyenlet a hosszirányú X és keresztirányú Y tengely mentén, valamint egy nyomatékegyenlet a függőleges Z tengely körül.

1. Általános fogalmak és definíciók

Az irányíthatóság egy ér azon képessége, hogy adott pályán mozogjon, azaz. adott mozgásirányt fenntartani, vagy vezérlőberendezések hatására megváltoztatni.

A hajók fő vezérlőelemei a kormány-, a meghajtás- és az aktív vezérlőelemek.

A szabályozhatóság két tulajdonságot egyesít: pálya stabilitása és mozgékonysága .

A pálya stabilitása- ez a hajó azon képessége, hogy megtartsa az egyenes mozgás irányát. A pályastabilitás lehet automatikus, amikor a hajó az irányítószervek (kormánykormányok) működtetése nélkül is képes az irányt tartani, és működőképes, ha a hajót vezérléssel egy adott pályán tartják.

Az agilitás az ér azon képessége, hogy megváltoztatja a mozgás irányát és leírja egy adott görbület pályáját.

A mozgékonyság és az iránystabilitás megfelel bármely vezérlőeszköz fő céljának: a hajó elfordításának és állandó irányú mozgásának biztosítására. Ezenkívül minden vezérlőeszköznek ellensúlyoznia kell a külső erőtényezők hatását. Ennek megfelelően R.Ya. Pershits bevezette az irányíthatóság olyan fontos összetevőjének meghatározását, mint az engedelmesség.

A megfelelőség a hajó azon képessége, hogy legyőzze az ellenállást a manőverezéssel szemben adott külső hatások hatására. Külső befolyás hiányában szerepét a pálya saját instabilitása játszhatja be.

A kóma engedelmessége vezette be a fogalmat érzékenység, ami azt jelenti, hogy a hajó a lehető leggyorsabban tud reagálni a vezérlő működésére, különösen a kormány eltolására.

Propeller tolóerő. Ahhoz, hogy egy hajó egy bizonyos sebességgel mozogjon, hajtóerőt kell rá alkalmazni, hogy leküzdje a mozgással szembeni ellenállást. Az ellenállás leküzdéséhez szükséges hasznos teljesítményt a következő képlet határozza meg: Nп = R V, ahol R az ellenállási erő; V - mozgási sebesség.

A hajtóerőt egy működő csavar hozza létre, amely, mint minden mechanizmus, az energia egy részét inproduktívan költi el. A csavar forgatására fordított teljesítmény: Nз= M n, ahol M a csavar forgással szembeni ellenállási nyomatéka; n a csavar forgási sebessége.

A hasznos teljesítmény és a felhasznált teljesítmény arányát a test-meghajtási komplexum meghajtási együtthatójának nevezzük:

h = RV/Mn

A meghajtási együttható jellemzi a hajó energiaszükségletét egy adott sebesség fenntartásához. A hajó erőművének teljesítményének (Ne effektív teljesítményének) nagyobbnak kell lennie, mint a propeller forgatására fordított teljesítmény, mivel a tengelyvezetékben és a sebességváltóban veszteségek vannak:

Ne = RV/h hв hр,

ahol hв, hр a tengely és a sebességváltó hatékonysági együtthatói.

Mivel egyenletes lineáris mozgás esetén a légcsavar tolóereje egyenlő az ellenállási erővel, a fenti képlet segítségével hozzávetőlegesen megbecsülhetjük a légcsavar tolóerejét teljes löket üzemmódban (Vo):

Re = Ne h hв hp / Vo,

ahol a meghajtási együtthatót a Lapp-képlet határozza meg:

ahol L az edény hossza a merőlegesek között:

n - a légcsavar forgási sebessége, s -1.

A légcsavar maximális tolóereje kikötési üzemmódban alakul ki – körülbelül 10%-kal több, mint a teljes sebességű üzemmódban.

A légcsavar tolóereje hátramenetben a teljes sebességű üzemmódban a propeller tolóerejének körülbelül 70-80%-a.

Ellenállás a hajó mozgásával szemben

A víz viszkozitás és súly tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek kétféle ellenállást okoznak az edény mozgása során: viszkózus és hullámos. A viszkózus ellenállásnak két összetevője van: súrlódás és forma.
A súrlódási ellenállás a ház nedvesített felületének területétől és érdességétől függ. A formai ellenállás a test körvonalaitól függ. A hullámellenállás a hajóhullámok kialakulásához kapcsolódik a mozgó hajó törzsének a környező vízzel való kölcsönhatása során.

A gyakorlati problémák megoldásához a víznek a hajó mozgásával szembeni ellenállását a sebesség négyzetével arányosnak tekintjük:

R = kV²,

ahol k a hajó merülésétől és a hajótest elszennyeződésének mértékétől függő arányossági együttható.

Amint az előző szakaszban említettük, a teljes sebesség melletti ellenállási erőt a következő képlettel lehet kiszámítani:

Ro = Ne h hв hp / Vo.

A közbenső ellenállásértékek (R) bármely haladási sebességre meghatározásra kerülnek:

Az edény és a hozzátartozó víztömegek tehetetlensége

A közegnek a hajó mozgásával szembeni ellenállási erőinek és a légcsavar tolóerejének egyenlősége határozza meg a hajó egyenletes előrehaladását. A csavar forgási sebességének megváltoztatásakor ez az erőegyenlőség megsérül.
A tolóerő növekedésével a hajó sebessége nő, a tolóerő csökkenésével pedig csökken. A sebességváltozás hosszú ideig következik be, amíg a hajó tehetetlenségét leküzdjük, és a légcsavar toló- és ellenállási erői ismét kiegyenlítődnek. A tehetetlenség mértéke a tömeg. Azonban a beköltöző hajó tehetetlensége vízi környezet, nemcsak magának az edénynek a tömegétől függ.

A hajó teste mozgásba vonja a vele szomszédos vízrészecskéket, ami további energiát fogyaszt. Ennek eredményeként, hogy a hajó némi sebességet biztosítson, az erőmű hosszabb működésére lesz szükség.
Fékezéskor nemcsak az edény által felhalmozott mozgási energiát kell kioltani, hanem a mozgásban részt vevő vízrészecskék energiáját is. A vízrészecskék és a hajótest kölcsönhatása hasonló a hajó tömegének növekedéséhez.
Ez a járulékos tömeg (hozzáadott víztömeg) a szállítóhajók esetében a vízkiszorítás 5-10%-a a hajó hosszirányú mozgása során, és a vízkiszorítás körülbelül 80%-a a keresztirányú mozgás során.

2. A hajóra mozgás közben ható erők és pillanatok

Egy hajó mozgásának mérlegelésekor egy téglalap alakú XYZ koordinátarendszert használunk, amely az edény súlypontjához kapcsolódik. A tengelyek pozitív iránya: X - az orr felé; Y - jobb oldal felé; Z - lefelé.

A hajón ható összes erő három csoportra osztható: vezetés, külső és reaktív.

A hajtóerők közé tartozik vezérlőeszközök által létrehozott erők: légcsavar tolóerő, oldalkormányerő, aktív vezérlőeszközök által létrehozott erők.

A külső erők közé tartozik a szélnyomás, tenger hullámai, áramlatok.

A reaktív erők közé tartozik amelyek a hajó hajtó és külső erők hatására történő mozgása következtében keletkeznek. Osztva vannak inerciális- az edény és a hozzátartozó víztömegek tehetetlensége okozza, és csak gyorsulások esetén fordul elő. A tehetetlenségi erők hatásiránya mindig ellentétes a ható gyorsulással.

A nem tehetetlenségi erőket a víz viszkozitása okozza, és ezek hidrodinamikai erők.

A hajóra ható erők elemzésekor a középvonali síkhoz (DP) képest szimmetrikus profilú függőleges szárnynak tekintjük.

Egy hajóval kapcsolatban a szárny fő tulajdonságai a következők:

ha a hajó lineárisan mozog víz- vagy levegőáramban bizonyos támadási szögben, akkor amellett vontatási erők, a mozgással ellentétes irányban, a szembejövő áramlásra merőlegesen emelőerő jelenik meg. Ennek eredményeként ezen erők eredője nem esik egybe az áramlás irányával. Az eredő erők nagysága arányos a támadási szöggel és a szembejövő áramlási sebesség négyzetével;

az eredő erő alkalmazási pontja a DP mentén eltolódik a szárnyterület középpontjától az áramlás irányába. Minél nagyobb ez az elmozdulás, annál élesebb a támadási szög. 90 fokhoz közeli ütési szögeknél az eredő erő alkalmazási pontja egybeesik vitorla középpontja(a hajó felszínére) és oldalirányú ellenállás középpontja(a víz alatti részhez);

a hajótest víz alatti részéhez viszonyítva: a támadási szög az elsodródási szög, a felszíni résznél pedig a látszószél csúcsszöge (KA).;

az oldalirányú ellenállás középpontja általában egybeesik a hajó súlypontja, a vitorla középpontjának helyzete pedig a felépítmények elhelyezkedésétől függ.

Ha nincs szél és a kormány egyenes helyzetben van, a hajó mozgásának első differenciálegyenlete a következőképpen ábrázolható:

ahol Mx az edény tömege, figyelembe véve a hozzáadott víz tömegét.

Egységes mozgás: nincs gyorsulás, ezért a tehetetlenségi erő Mx dV/dt=0. Két egyenlő és ellentétes erő hat a hajóra: vízállóság és propeller tolóerő.

Nál nél a propeller tolóerejének változása a légcsavar tolóerőinek és a hajó mozgási ellenállásának egyenlősége sérül; ez tehetetlenségi erők megjelenését idézi elő, megjelenik a gyorsulás, és a hajó gyorsabban vagy lassabban kezd mozogni. A tehetetlenségi erők a gyorsulás ellen irányulnak, azaz. megakadályozza a sebesség változásait.

Növekvő vonóerővel A hajón 3 erő hat: propeller tolóerő - előre, ellenállási erő- vissza, a tehetetlenségi erő visszatér.

Amikor a vonóerő csökken: vonóerő - előre; Val vel iszapállóság- vissza; tehetetlenségi erő – előre

A megállási manőver során:Val veliszapállóság- vissza; tehetetlenségi erő - előre;

Fordítva:

a) mielőtt a hajó megáll: ellenállási erő- vissza; vonóerő - vissza; a tehetetlenségi erő előre.

b) megállás és hátrafelé mozgás megkezdése után: ellenállási erő- előre; vonóerő - vissza; a tehetetlenségi erő előre.

Jegyzet: előre - irány a hajó orrába; vissza - irány a hajó fara felé.

Hajóra forduláskor ható erők

A hajó megfordul az eltolt kormány hatása alatt. Ha a kormányt egy bizonyos ideig a fedélzeten tartja, a hajó keringésnek nevezett mozgást hajt végre. Ebben az esetben az edény súlypontja egy kör alakú keringési görbét ír le.
A keringés kezdetének azt a pillanatot kell tekinteni, amikor a kormánylapát elmozdulni kezd. A cirkulációt lineáris és szögsebességek, görbületi sugár és eltolódási szög jellemzik.
A keringési folyamat általában három szakaszra oszlik: manőverezés – a kormány eltolásának ideje alatt folytatódik; evolúciós – a kormánylapát megfordításának pillanatától kezdődik, és akkor ér véget, amikor a keringési jellemzők állandósult állapotú értékeket vesznek fel; állandó – a második periódus végétől kezdődik és addig tart, amíg a kormánykerék eltolt helyzetben marad.

A hajó kormányát szimmetrikus profilú függőleges szárnynak tekintik. Ezért eltolásakor emelőerő keletkezik - a kormánykerék oldalirányú ereje Рр.

Alkalmazzuk a hajó súlypontjára két Pru-val egyenlő és ellentétes irányú erőt, P"ru-t és P""ru-t. Ez a két erő kölcsönösen kompenzálódik, azaz nem hatnak a hajótestre.

Ekkor a következő erők és nyomatékok hatnak a hajóra:

kormányellenállási erő Ррх - csökkenti a hajó sebességét;

erőnyomaték Rru R""ru - a hajót az eltolt kormány felé fordítja;

erő P "ru - a súlypontot a fordulattal ellentétes irányba mozgatja.

A hajón a keringés evolúciós időszakában ható erők

Az edénynek a Pru P""ru erőnyomaték hatására bekövetkező fordulata eltolódási szög megjelenéséhez vezet. A hajó teste szárnyként kezd viselkedni. Megjelenik egy emelőerő - egy R hidrodinamikai erő. Alkalmazzunk két egyenlő Ry és egymással ellentétes irányú R"y R""y erőt a hajó CG-jére.

Ekkor a manőverezhető keringető üzemmódban ható erők és nyomatékok mellett a következők jelennek meg:

ellenállási erő Rx - tovább csökkenti a hajó sebességét;

Ry R"y erőnyomaték - elősegíti a fordulást; a fordulás szögsebessége nő;

az R""y erő - kompenzálja az R"ru erőt és a pálya a kanyarodás irányába hajlik.

Állandó keringési periódusban ható erők

Amint a hajó ívelt pályán mozog, megjelenik az Rc centrifugális erő. Az ér hosszának minden pontja leírja a pályáját az O közös középponthoz képest.
Ebben az esetben minden pontnak megvan a saját eltolódási szöge, amelynek értékei a tat felé haladva nőnek. A szárny tulajdonságainak megfelelően az R hidrodinamikai erő alkalmazási pontja hátra tolódik a hajó súlypontján túl.

Ennek eredményeként:

erő Rtskh - csökkenti a hajó sebességét;

Rtsu erő - megakadályozza a keringési sugár megváltozását;

az Ru hidrodinamikai erő által létrehozott nyomaték megakadályozza a forgási szögsebesség növekedését;

minden keringési paraméter az állandó értékre törekszik.

Geometriailag a keringési pályát a következők jellemzik:

Az IMO A.751 (18) „A hajók manőverezhetőségére vonatkozó köztes szabványok” határozat a következő értékeket javasolta az újonnan épített hajókra:

1) közvetlen vízkiszorítás (előrelépés) - legfeljebb 4,5 hajóhossz;

2) taktikai átmérő – legfeljebb 5 hajóhossz.

A hajó irányíthatósága hátramenetben

Amikor egy hajó hátramenetben mozog a kormánylapát pozíciójában, a következő erők és nyomatékok hatnak a hajóra (lásd az ábrát):

a kormánykerék oldalirányú ereje Rru;

az Rru és Rru erőnyomaték a hajót az eltolt kormánylapáttal ellentétes irányba fordítja;

a hidrodinamikai erő Rу olyan nyomatékot képez, amely megakadályozza a fordulást;

a víz ferde rádobása a kormányra az elsodródási szöggel megegyező mértékben csökkenti a kormány effektív szögét, és ennek következtében csökken a kormány oldalerejének értéke.

A fenti tényezők határozzák meg a hajó rosszabb irányíthatóságát hátramenetben, mint előre.

A szél hatásához kapcsolódó erők és pillanatok

A szélerők és pillanatok figyelembevételekor a látszólagos szélsebességet használjuk.

A szárny tulajdonságainak megfelelően a szél hatására A aerodinamikai erő jelenik meg.

Ha az aerodinamikai erőt hossz- és keresztirányú komponensekre bontjuk, és két egyenlő, egymással ellentétes irányú Ay és A"y erőt alkalmazunk a CG-re, megkapjuk:

teljesítmény Ah - növeli a hajó sebességét;

Ау és А "у erőnyomaték - jobb oldalra fordítja a hajót;

A""y erő - oldalirányú mozgást okoz, ami egy a sodródási szög és egy R hidrodinamikai erő megjelenéséhez vezet;

az Rx hidrodinamikai erő hosszirányú összetevője - csökkenti a hajó sebességét;

az Ау és А"у nyomatékkal azonos irányba ható Ry R""y erők nyomatéka még jobban elfordítja a hajót;

az R"y erő az A"y erőből eredő mozgással ellentétes oldalirányú mozgást okoz.

Ahhoz, hogy a hajó az irányt tartsa, el kell tolni a kormányt egy bizonyos szögbe, hogy a Pru kormány oldalirányú ereje nyomatékot hozzon létre, ami kompenzálja az aero- és hidrodinamikai erők nyomatékait.

Egy működő propeller egyszerre hajt végre transzlációs mozgást V hajósebességgel a zavartalan vízhez viszonyítva, és forgó mozgást w = 2p n szögsebességgel. Minden légcsavarlapátot külön szárnyként kezelnek.

Amikor vízáramot dobnak a légcsavarra, minden lapáton olyan erő keletkezik, amely arányos az áramlási sebesség és a támadási szög négyzetével. Ezt az erőt két, egymásra merőleges irányban kiterjesztve megkapjuk: a légcsavar forgástengelye mentén ható tolóerőt és a légcsavar tárcsa síkjában a légcsavarlapát pontjai által leírt körhöz érintőlegesen ható vonóerőt. forgása során.

Mivel a működő légcsavar a hajótörzs mögött található, mozgáskor a vízáramlás egyenlőtlen sebességgel és különböző szögekben áramlik a légcsavar lapátjaira. Ennek eredményeként az egyes lapátok toló- és húzóerei egyenlőtlenek, ami a propeller tolóereje mellett olyan oldalirányú erők megjelenéséhez vezet, amelyek befolyásolják az egyrotoros hajó irányíthatóságát.

Az oldalirányú erők megjelenésének fő okai a következők:

a hajótest által mozgás közben szállított vízáramlás;

víz reakciója működő propellerre;

a működő propeller vízsugár egyenetlen vetülete a hajó kormányára vagy törzsére.

Tekintsük ezeknek az okoknak a hatását a fix állású légcsavarok (FSP) és az állítható menetemelkedésű légcsavarok (CVP) működésére.

A kapcsolódó áramlás hatása

A propeller felső részén a hozzá tartozó vízáramlás sebessége a test körvonalainak alakja miatt nagyobb lesz, mint az alsó részén, ami a vízáramlás támadási szögének növekedéséhez vezet a felső lapáton . Ez kimutatható a légcsavar forgástengelyétől r sugarú körben elhelyezkedő lapátelem mozgásának figyelembevételével.

A légcsavar működése közben a lapátelem 2pr●n-nek megfelelő lineáris sebességgel forgó mozgásban, V hajósebességgel pedig transzlációs mozgásban vesz részt.

A légcsavarlapát egy szakaszának tényleges előremeneti sebessége csökken a hozzá tartozó áramlási sebesség DV értékével. Ennek eredményeként a támadási szög egy értékre nő, ami a dРх és dРу erők növekedéséhez vezet.
A dРх és dРу a lapát hosszában történő integrálásával megkapjuk a tolóerők (P1) és a húzóerők (Q1) értékeit, amelyeket a propellerlapát a felső helyzetben hoz létre. Ezek az erők nagyobbak lesznek, mint a P3 és Q3 erők, amelyeket a penge az alsó helyzetben hoz létre. A Q1 és Q3 erők egyenlőtlensége DQ = Q1 - Q3 oldalirányú erő megjelenését okozza, amely a hajó farát a nagyobb erő irányába balra fordítja.

A víz reakciója a propellerre

A légcsavar működését a vízfelület közelsége befolyásolja. Ennek eredményeként levegő szivárog a légcsavar tárcsa felső felében lévő lapátokba. Ebben az esetben a felső lapátok kisebb vízreakciót érnek el, mint az alsók. Ennek eredményeként a víz oldalirányú reakcióereje keletkezik, amely mindig a propeller forgásirányába - a vizsgált esetben jobbra - irányul.

Amikor a légcsavar forog, örvénylő vízsugár áramlik a kormánylapátra annak alsó és felső részén, különböző támadási szögekben. Az alsó részen a támadóerő kisebb, mint a felső részen.

Ennek eredményeként oldalirányú erő keletkezik, amely a fart jobbra fordítja.

Összes csavarhatás: a legtöbb fix dőlésszögű légcsavarral és propeller propellerrel rendelkező hajóra, vagy kölcsönösen.

Ebben az esetben a kapcsolódó áramlás megmarad. A fent tárgyalt esettől eltérően azonban a kapcsolódó áramlás csökkenti a támadási szöget.

Következésképpen a dPy ellenállási erő az egyes pengeelemeken csökken. Felső helyzetben ez a csökkenés kifejezettebb, mint az alsó helyzetben, mert az alsó részen az áthaladó áramlás sebessége kisebb. Ezért a rögzített légcsavar lapátjainak eredő húzóereje balra irányul.

A hajók túlnyomó többsége elhagyta a forgó propeller propellereit. Forgó légcsavarnál a működési mód előre-hátra váltásakor a forgásirány megmarad, csak a légcsavar emelkedése változik: a bal osztású légcsavar jobb fogású légcsavarrá válik. Következésképpen a lapátok, valamint a jobb hajlásszögű légcsavarral rendelkező hajók eredő húzóereje balra fog irányulni.

A víz reakciója a propellerre

A víz légcsavarra ható reakciójának oldalirányú ereje, mint fentebb említettük, mindig a légcsavar forgási irányába irányul: mind a rögzített légcsavarnál, mind a forgó propellernél balra.

A propeller sugár megtámadja a hajó farát.

Ennek eredményeként megnövekedett hidrodinamikai nyomás jön létre, és az előtolás eltolódik: mind a rögzített légcsavar, mind a CV propeller esetében - balra.

Összes csavarhatás: a tat balra megy.

A hajó hátrafelé mozog, a légcsavar hátrafelé forog.

Ahogy az ér elkezd hátrafelé mozogni, az áthaladó áramlás eltűnik.

A víz reakciója a propellerre: balra.

: balra.

Összes csavarhatás: a tat balra megy.

4. A propellerek hatása a többrotoros hajó irányíthatóságára

A legtöbb modern személyszállító hajó, jégtörő, valamint nagy űrtartalmú nagysebességű hajó két vagy három aknával van felszerelve erőművek. A többrotoros hajók fő jellemzője az egyrotoros hajókhoz képest a jobb irányíthatóság.
Az ikercsigás hajók légcsavarjai, valamint három csavarhajtású hajó oldalcsavarjai a középvonal síkjához képest szimmetrikusan helyezkednek el, és forgásirányuk ellentétes, általában megegyezik az oldallal. Nézzük meg a többrotoros hajók irányíthatóságát egy ikerrotoros hajó példáján.

Ha a légcsavarok egyidejűleg előre- vagy hátrafelé működnek, a kapcsolódó áramlás, a víz légcsavarra ható reakciója és a légcsavarokból a kormányra vagy hajótestre dobott sugár kölcsönösen kompenzálódik, mivel a légcsavarok forgásiránya ellentétes. . Ezért nincs hajlam arra, hogy a far egyik vagy másik irányba dőljön, mint az egyrotoros hajónál.

Az egyik csavar előre megy, a másik megáll.

A jól ismert technikával a CG-re a légcsavar Rl tolóerejének megfelelő két erőt (az ábrán a bal oldali légcsavar működik) és ellentétes irányú erőket alkalmazunk, így kapjuk:

P""l erő hatására a hajó előrehalad;

az Rl és R"l erők nyomatéka a fart a működő propeller felé fordítja;

A hidrodinamikából ismert, hogy a működő propeller felgyorsítja a tatkontúrok körül áramló víz áramlását, és a működő légcsavar oldaláról lecsökken a hidrodinamikai nyomás. A nyomáskülönbség miatt Pd erő keletkezik. Két egyenlő Rd és ellentétes irányú P"d" és "P""d erőt a hajó súlypontjára alkalmazva a következőket kapjuk: - az Rd és P""d erők nyomatéka a fart a működő propeller felé fordítja; P" erő" d - a hajó középpontját a működő propeller felé tolja el .

Így az ikercsigás hajó mérlegelt mozgása megközelítőleg hasonló az egycsigás hajó mozgásához eltolt kormány mellett.

Az egyik csavar hátrafelé működik, a másik leáll.

Az előző részhez hasonló testtartást és érvelést végrehajtva általános következtetést vonhatunk le, hogy a hajó fara a hátrafelé működő légcsavarral ellentétes irányba dől. Megjegyzendő, hogy az Rd erő a vizsgált esetben a hajócsavarból visszafelé működő, a hajótest hátsó részére dobott sugár hatására jön létre.

A hajó megfordítása a helyszínen, amikor a légcsavarok egymás ellen dolgoznak

Egy ikercsavarú hajó szinte a helyszínen elfordulhat, ha a légcsavarok ellentétes irányban működnek (az egyik légcsavar előre, a másik hátrafelé működik). A forgási sebességet úgy választják meg, hogy a csavarok tolóereje azonos nagyságú legyen.
Az erők megközelítőleg egyenlősége akkor érhető el, ha az előre haladó gép egy lépéssel kisebb sebességet kap, mint a hátrafelé haladó gép. Például: kis előre löket - közepes hátralökés.
A forgónyomaték nemcsak a légcsavaroknak a DP ellentétes oldalain való elhelyezkedése miatt jön létre, hanem a hajócsavarok ellentétes irányú fúvókái által előidézett víznyomás-különbség miatt is a tatszárny oldalain.

Az ikercsigás hajók hátrányai közé tartozik a DP-ben elhelyezett kormány csökkentett hatékonysága. Ezért alacsony sebességnél, amikor a kormánykeréken az eltoláskor keletkező erő fő részét a propeller által a kormányra dobott vízsugár hozza létre, az irányítás fő módja a gépek manőverezése.

Háromcsigás hajók egyesítik az egy- és kétcsigás hajók pozitív manőverezési tulajdonságait, és jobb manőverezőképességgel rendelkeznek, beleértve az alacsony sebességet is. Előre mozgásban a középső légcsavar a rádobott propellersugár miatt növeli a kormány hatékonyságát. Hátramenetben a középső légcsavar előremozgást biztosít, a fordulatokat pedig az oldalsó légcsavarok működtetik.

5. A hajó irányíthatóságát befolyásoló főbb tényezők

Tervezési tényezők.

Az edény hosszának és szélességének aránya ( L/B). Minél nagyobb ez az arány, annál rosszabb a hajó manőverezhetősége, ami a hajó oldalirányú mozgásával szembeni ellenállási erők relatív növekedésével jár. Ezért a széles és rövid hajók jobb manőverező képességgel rendelkeznek, mint a hosszú és keskeny hajók.

Teljes teljességi együttható (d). A d együttható növekedésével javul a mozgékonyság, azaz. Minél teljesebbek az edény körvonalai, annál mozgékonyabb.

A kormánykerék kialakítása és elhelyezkedése. A kormány kialakítása (területe és relatív nyúlása) csekély hatással van a hajó manőverezhetőségének javítására. Ennek elhelyezkedése lényegesen nagyobb befolyással bír. Ha a kormány csavarpatakban helyezkedik el, akkor a kormányra áramló víz sebessége megnő a csavaráram okozta többlet áramlási sebesség miatt, ami jelentős javulást biztosít a mozgékonyságban.

Az ikercsigás hajókon a DP-ben elhelyezett kormánylapát viszonylag alacsony hatásfokú. Ha az ilyen hajókon két kormánylapátot szerelnek fel minden propeller mögé, akkor a mozgékonyság meredeken növekszik.

Hajó sebessége

A keringés alakja és fő geometriai jellemzői (kinyúlás, elmozdulás előre, fordított elmozdulás) az edény kezdeti sebességétől függenek. De a kialakult keringés átmérője azonos kormányszögnél állandó marad, és nem függ a kezdeti sebességtől.

Szeles körülmények között az irányíthatóság jelentősen függ a hajó sebességétől: minél kisebb a sebesség, annál nagyobb a szél befolyása az irányíthatóságra.

A hajóraszállás elemei

Vágás. A hátsó trimm növelése az oldalirányú ellenállás középpontjának eltolódásához vezet a középső szakasztól a tat felé, így a hajó iránystabilitása nő, mozgékonysága pedig romlik.
Másrészt az orr trimmelése jelentősen rontja az iránystabilitást - a hajó ferde helyzetbe kerül, ami megnehezíti a szűk körülmények közötti manőverezést. Ezért igyekeznek úgy megrakodni a hajót, hogy az utazás során enyhe dőlésszöggel rendelkezzen a tat felé.

Bank. A hajó gurulása megzavarja a hajótest körüli áramlás szimmetriáját. A sarkú oldal állának alámerült felülete nagyobb lesz, mint a megemelt oldal állának megfelelő területe.

Emiatt a hajó hajlamos a gurulással ellentétes irányban kitérni, pl. a legkisebb ellenállás irányába.

Piszkozat. A huzat változása a hajótest elsüllyedt részének oldalirányú ellenállásának és a széli területnek a változásához vezet. Ennek eredményeként a merülés növekedésével javul a hajó iránystabilitása és romlik a mozgékonysága, a merülés csökkenésével pedig az ellenkezője igaz.
Ezenkívül a merülés csökkenése a vitorlafelület növekedését okozza, ami a szélnek a hajó irányíthatóságára gyakorolt befolyásának relatív növekedéséhez vezet.