Гидродинамическое взаимодействие расходящихся судов.




Вопрос №37.

Силы и моменты при движении судна в стесненных условиях (на мелководье, при гидродинамическом воздействии нескольких судов, влияние стенок канала и неподвижных препятствий).

Влияние мелководья и узкостей на управляемость и инерционно-тормозные характеристики судов Гидродинамическое взаимодействие расходящихся в узкости судов

Практикой установлено, что на мелководье по сравнению с глубокой водой резко ухудшается эксплуатационная устойчивость судна на курсе, повышается рыскливость; заметно ухудшается и поворотливость судов.

На мелководье резко уменьшаются углы дрейфа, угловая скорость поворота и соответственно увеличивается радиус установившейся циркуляции при одинаковых углах перекладки руля.

Наиболее опасным является случай обгона на скоростях, близких к критическим на мелководье. При обгоне на глубокой воде и на мелководье силы и моменты практически не влияют на дви­жение судов, когда расстояние между бортами составляет более 6 ши­рин меньшего судна.

При встречном расхождении влиянием гидродинамических усилий на корпусы судов как на глубокой воде, так и на мелководье, можно пренебрегать, когда расстояние между бортами составляет более 2,5 ширин меньшего судна.

При обгоне маневрирование рулем на обгоняющем судне следует начинать тогда, когда его носовая конечность еще не поравнялась с кормой обгоняемого судна.

Наблюдения показали, что при движении в обгон на мелководье происходит резкое увеличение просадки судов. При движе­нии на мелководье при траверзных расстояниях, равных от 1 до 7 ши­рин меньшего судна, максимальная просадка совместно движущихся судов может увеличиваться на 20—50 % по сравнению с просадкой одиночного судна. При встречном расхождении судов на сравнительно больших скоростях наблюдается изменение их просадки (особенно для меньшего судна, когда оно попадает в систему волны большего судна). Максимальное изменение просадки при встречном расхождении меньше, чем при обгоне.

Поведение судна на ходу определяется полем давлений вокруг корпуса судна и, естественно, воздействием средств управления судном.

На мелководье и, особенно, в узкости поле давлений резко меняется по величине от носа до кормы судна.

В районе бака из-за образования спутной волны давление повышенное, в районе миделя давление ниже, в районе кормы оно повышается, но незначительно.

При движении судна с докритической скоростью в сечении канала, стесненном корпусом, скорость истечения воды между бортом и стенкой канала увеличивается а уровень поверхности понижается. При смещении судна с оси канала обтекание перестает быть симметричным. Скорость потока между бортом и стенкой возрастает еще больше, возникает поперечная сила Р, которая притягивает судно к ближайшей стенке (см. рисунок).

Сила притяжения Р возникла вследствие образования области пониженного давления со стороны правого борта. См. уравнение Бернулли:

где Р – давление;

V – скорость истечения жидкости.

Гидродинамическое взаимодействие расходящихся судов.

 
 

Приведенные выше явления, сопровождающие движение судна на мелководье необходимо учитывать во время расхождения судов вблизи друг друга. Когда начинается процесс образования одиночной волны, резко возрастает опасность столкновения из-за взаимодействия гидродинамических полей сближающихся судов. При сближении судов на контркурсах под влиянием областей повышенного давления носовые оконечности судов будут отталкиваться.

 

Когда форштевни разойдутся, массы воды устремляются в области пониженного давления увлекая за собой носовые оконечности. Это наиболее опасный момент расхождения и для предотвращения столкновений суда должны быть одержаны. Когда суда выходят на траверз друг друга они начинают притягиваться. Это объясняется следующим. Поскольку суда обладают определенными размерами, площадь сечения потока воды между внутренними бортами становится меньше чем со стороны внешних бортов. Это в соответствии с уравнением неразрывности жидкости приводит к увеличению скорости течения воды между внутренними бортами по сравнению с внешними. Увеличение скорости потока приводит в соответствии с уравнением Бернулли к уменьшению гидродинамического давления и возникновению силы притяжения. Далее все повторится в обратном порядке: кормовые оконечности устремятся в области пониженного давления, а после расхождения оттолкнутся.

Такие же явления отталкивания и притягивания будут наблюдаться и при обгоне. Однако из-за более длительного взаимодействия гидродинамических полей опасность столкновения при обгоне выше. Для уменьшения явлений отталкивания и притягивания при расхождении скорость судов не должна превышать 0.5-0.6 от значений критической скорости, а расстояние между судами должно быть не менее тройной, а при обгоне не менее шестикратной ширины меньшего по размерам судна.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-01-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: