Задание для группы СВ 310 по предмету Управление судном на 8.10.21

Задание для группы СВ 310 по предмету Управление судном на 8.10.21

Задание: Составить конспект по теме «5.1. Анализ устойчивости судна на курсе»

Источник: http://window.edu.ru/resource/654/61654/files/usv_antonoff.pdf

Ответы присылать на мой email: [email protected]

5. УПРАВЛЯЕМОСТЬ СУДНА.

5.1. Анализ устойчивости судна на курсе.

В реальных условиях плавания на судно воздействуют внешние факторы в виде кратковременных – мгновенных возмущений (удар волны, налетевший шквал, гидродинамические силы, связанные с изменением глубин и т.п.), которые вызывают отклонение судна от первоначального курса. Это явление в теории корабля называется свободным движением судна, оно происходят при угле перекладки руля равном нулю (δ = 0) в результате мгновенных внешних возмущений по углу дрейфа и угловой скорости. В первоначальный момент изменение параметров по углу дрейфа и угловой скорости сообщены извне, а дальше угол дрейфа и угловая скорость изменяются в соответствия с уравнениями движения судна (20). К моменту окончания действия возмущающего фактора судно начнет двигаться с некоторым, небольшим углом дрейфа, отклоняясь от своего прежнего курса (ω ≠ О). Это происходит потому, что за короткий период времени, считаемый мгновенным, курсоуказатели не успевают среагировать на это изменение из—за наличия порога чувствительности приборов. При снятии показаний и перекладке руля, имеет место время реакции рулевого, а также инерция и время срабатывания управляющих средств. 29 После прекращения действия возмущающих воздействий возможны два варианта: 1)с течением времени вызванные угловая скорость, и угол дрейфа начинают уменьшаться: β(S) → 0; ω(S) →0 и судно постепенно выходит на прямой курс, однако, не совпадающий с прежним. Такое судно называется теоретически устойчивым на курсе; 2)величины угла дрейфа и угловой скорости увеличивается β(S) 0 и ω(S) → ∞. При этом, несмотря на нулевой угол перекладки руля, судно входит в установившуюся циркуляцию. Такое судно называют теоретически неустойчивым на курсе. Из сказанного следует, что для теоретически устойчивого на курсе судна необходимо, чтобы судно с неотклоненным рулем двигалось по прямолинейной траектории. Значения угла дрейфа и угловой скорости могут либо возрастать, либо убывать, в зависимости от соотношения плеч сил демпфирования (Lω) и сил зарыскивания (Lβ). При условии, что Lω Lβ судно будет устойчиво на курсе. Из соотношений, определяющих плечи сил демпфирования и сил зарыскивания видно, что условие устойчивости судна на курсе определяется экспериментальными функциями, учитывающими форму корпуса и посадку судна, значения которых зависят от формы ДП. Самой действенной мерой для улучшения устойчивости судна на курсе является увеличение полноты ДП в кормовой части судна. Такой же эффект даёт увеличение дифферента на корму. Условие устойчивости на курсе можно определить неравенством: 2 π

5.2.Диаграмма управляемости судна.

Посредством расчета по формулам движения судна или путем натурных испытаний определяют параметры β, ω, v для нескольких значений угла перекладки руля δ. Полученные зависимости β(δ), ω(δ), v(δ) представляют в графическом виде, показанном на рис. 5.1. Такое семейство кривых называют диаграммой управляемости. Диаграмма управляемости, построенная по расчету всегда симметрична относительно начала координат. С помощью этой диаграммы можно определить основные кинематические параметры установившейся циркуляции судна при любом угле перекладки руля. О теоретической устойчивости судна на курсе судят по Рис.5.1. начальному участку диаграммы, где при δ = 0, ω = dt dψ =0, что указывает на постоянство курса, т.е. сохранение прямолинейного движения. Диаграмма, приведенная на рис.5.1, характеризует управляемость устойчивого на курсе судна. Для судов, неустойчивых на курсе, вид диаграммы более сложный. Для них характерно, что при непереложенном руле судно входит в установившуюся циркуляцию с параметрами, не равными нулю. Начальный участок такой диаграммы представлен на рис.5.2. В интервале – δ1