Определение положения полюса поворота и его учет при маневрировании судна (стр. 3 )

Рис.10. Изменение величины угла дрейфа в начале маневра Accelerating Turn при расчете по методике DMI

Рис.11. Изменение величины угла дрейфа в начале маневра Accelerating Turn при расчете по предложенной методике

Рис.12. Изменение абсциссы полюса поворота при маневре Accelerating Turn (расчет DMI)

Рис.13. Изменение абсциссы полюса поворота при маневре Accelerating Turn (расчет по предложенной методике)

На графиках рис.12-13 – относительная абсцисса полюса поворота.

Результаты расчетов показывают, что предложенная методика лучше отражает физическую картину маневра: ускорения в начале маневра вызывают не движение судна лагом, а наличие начального угла дрейфа ЦТ судна и поворот вокруг вертикальной оси.

В третьей главе диссертационной работы приведены результаты сравнительных расчетов абсциссы полюса поворота на установившейся циркуляции по нескольким методикам. Установлено, что разные исследователи пришли к единому мнению о характере взаимозависимостей параметров движения на установившейся циркуляции со средними и максимальными углами перекладки рулевых органов. В то же время взаимозависимости параметров движения на пологих циркуляциях у разных судов могут существенно различаться.

На основании имеющихся справочных данных и результатов натурных испытаний предложена методика приближенного определения абсциссы полюса поворота для судов внутреннего и смешанного «река-море» плавания на установившейся циркуляции при средних и максимальных углах перекладки рулевого органа. Предложенная методика позволяет учитывать в расчете посадку судна.

Методика основана на взаимозависимостях параметров движения на установившихся циркуляциях в диапазоне средних и максимальных углов перекладок рулевого органа, определенных на основании имеющихся справочных данных и результатов натурных испытаний.

Предложенные взаимозависимости параметров движения судов охватывают диапазон изменения безразмерной угловой скорости , соответствующий циркуляциям при средних и максимальных углах перекладки рулевых органов.

Параметры движения судна в предложенной методике определяются в зависимости от безразмерной угловой скорости , использование которой обусловлено простотой ее определения в судовых условиях. Величина по условиям методики изменяется в пределах от 0.360 до 0.543.

Получены следующие зависимости для определения параметров установившейся циркуляции:

безразмерная угловая скорость циркуляции судна:

, (11)

безразмерная абсцисса полюса поворота:

, (12)

относительный радиус циркуляции ЦТ судна:

, (13)

угол дрейфа ЦТ судна на циркуляции:

, (14)

относительный радиус циркуляции кормовой оконечности судна:

(15)

угол дрейфа кормовой оконечности судна на циркуляции:

, (16)

относительная линейная скорость ЦТ судна:

, (17)

относительная линейная скорость кормовой оконечности судна:

. (18)

Зависимость величины безразмерной абсциссы полюса поворота от положения ЦТ судна определяется по выражению:

(19)

На рис.14, 15 полученные зависимости представлены графически.

Рис.12. Параметры движения судов (,,, , ) с разной посадкой на циркуляциях различной кривизны

Рис.13. Параметры движения судов (,) с разной посадкой на циркуляциях различной кривизны

В легенде графиков рис.12, 13 в скобках указаны абсолютные значения величины .

Проведена проверка адекватности результатов расчетов по предложенной методике результатам натурных испытаний для двадцати одной циркуляции судов шести проектов. Часть полученных результатов представлена в табл. 2.

Таблица 2

Сопоставление данных расчета с результатами натурных испытаний

Судно, его посадка, угол перекладки рулевого органа	Источник данных, расхождение					, град	,град
1	2	3	4	5	6	8	9	10
Волгонефть-43 Тн=340см Тк=380см δR =35˚	испытания	0,413	1,07	1,21	-	-	54,9	0,500
расчет	0,413	1,24	1,51	0,52	23,6	41,2	0,505
расх., %	-	15,9	24,8	-	-	-25,0	1,0
Волгонефть-166 Тн=260см Тк=350см δR =35˚	испытания	0,449	1,07	1,24	-	-	45,6	0,406
расчет	0,449	0,98	1,28	0,45	27,7	47,4	0,463
расх., %	-	-8,4	3,2	-	-	3,9	14,0

Продолжение табл. 2

1	2	3	4	5	6	8	9	10
Нефтерудовоз-8 Тн=315см Тк=315см δR =30˚	испытания	0,438	0,98	1,20	0,45	25,8	42,5	0,444
расчет	0,438	1,08	1,38	0,47	26,0	45,1	0,474
расх., %	-	10,2	15,0	4,4	0,8	6,1	6,8
То же δR =20˚	испытания	0,408	1,24	1,40	0,52	20,8	34,3	0,451
расчет	0,408	1,31	1,58	0,54	22,8	39,8	0,509
расх., %	-	5,6	12,9	3,8	9,6	16,0	12,9
Нефтерудовоз-8 Тн=80см Тк=265см δR =30˚	испытания	0,529	0,98	1,20	0,56	25,7	42,5	0,462
расчет	0,529	0,70	0,99	0,37	35,2	54,5	0,406
расх., %	-	-28,5	-17,5	-33,9	37,0	28,2	-12,0
То же δR =20˚	испытания	0,469	1,36	1,52	0,66	19,4	32,0	0,465
расчет	0,469	0,91	1,17	0,43	31,9	48,7	0,482
расх., %	-	-33,1	-23,0	-34,8	64,4	52,2	3,7
Фискар Тн=176см Тк=190см δR =35˚	испытания	0,493	0,64	1,00	0,32	-	58,1	0,389
расчет	0,493	0,82	1,13	0,40	31,5	51,9	0,427
расх., %	-	28,1	13,0	25,0	-	-10,7	9,8
То же δR =25˚	испытания	0,484	0,71	1,20	0,34	-	55,6	0,530
расчет	0,484	0,85	1,16	0,41	31,0	50,9	0,438
расх., %	-	19,7	-3,3	20,6	-	-8,5	-17,4
Волга-4002 Тн=315см Тк=315см δR =10˚	испытания	0,402	1,28	1,65	0,61	-	42,0	0,604
расчет	0,402	1,37	1,63	0,55	22,1	38,6	0,516
расх., %	-	7,0	-1,2	-9,8	-	-8,1	-14,6
Волга-4002 Тн=200см Тк=305см δR =10˚	испытания	0,388	1,80	2,02	0,75	-	27,4	0,510
расчет	0,388	1,53	1,73	0,59	22,1	35,1	0,574
расх., %	-	-15,0	-14,4	-21,3	-	28,1	12,5

В табл.2 обозначены: