Главная | Обратная связь

Особенности поведения судна в каналах и реках.

Гидродинамическое взаимодействие между судами, судами и стенками канала

Морской практике известно значительное количество столкновений, которые произошли из-за гидродинамического взаимодействия между судами на малых (траверзных) расстояниях и при плавании в каналах. Маневрирование в каналах и узкостях подразделяется на:

·расхождение на встречных курсах;

· взаимодействие судов при обгоне;

· взаимодействие судов со стенками каналов.

Взаимодействие судов при встречном расхождении схематично выглядит следующим образом:

I. Под влиянием областей повышенного давления обоих судов их носовые части будут стремиться отклониться в разные стороны.

II. Самый опасный момент в ситуации – массы воды от носовых оконечностей устремляются к области пониженного давления и увлекают за собой носовые части обоих судов.

III. В этой ситуации в узком пространстве между бортами скорость V воды увеличивается, давление будет меньше, чем со стороны наружных бортов. Суда будут стремиться сблизиться бортами.

IV. В этой ситуации кормовые части будут находиться напротив областей пониженного давления и будут стремиться друг к другу.

V. Повышенное давление в кормовых оконечностях обоих судов будет их взаимно отталкивать, стремясь отвести друг от друга.

Такое взаимодействие судов проявляется сильнее при расхождении судов на больших скоростях и на малых расстояниях между ними. Большему влиянию подвергается меньшее из встречных судов.

Рис. 10.9 Взаимодействие судов при встречном движении

Взаимодействие судов при обгоне схематически выглядит так:

I. Судно А приближается к судну Б. Когда носовая часть судна А приблизится к корме судна Б, тогда за счет разности давлений в оконечностях нос судна А и корма судна Б будут сближаться.

II. В этом случае наблюдается боковое смещение судов или присасывание вследствие того, что гидродинамические силы сохраняют свое направление, а точки их приложения смещаются ближе к миделю.

III. Судно А кормовой частью приблизилось к носовой части судна Б, за счет разности давлений в оконечностях нос судна Б и корма судна А будут стремиться сблизиться.

В целях безопасности расхождения судов на малых (траверзных) расстояниях рекомендуется снижать скорость движения, она должна быть не более . Необходимо также иметь расстояние между бортами судов не менее 3В меньшего из судов (встречное расхождение) и 6В для обгона.

Рис.10.10 Взаимодействие судов при обгоне

В каналах влияние сил отталкивания и присасывания особенно ощутимо, т. к. не только затрудняется перетекание воды под днищем, но и возникает дополнительное сопротивление со стороны обоих берегов свободному обтеканию водой судна.

При увеличении скорости движения судна до определенного предела наступает момент, когда вода не успевает обтекать корпус, отчего ее большие массы в виде волны идут впереди носовой части. Наступает эффект «насыщения». Скорость, при которой наступает этот эффект, называется критической скоростью плавания в канале V_кр, которая зависит от соотношения между площадью поперечного сечения канала и площадью поперечного сечения подводной части мидель-шпангоута:

, где .

Рис.10.11 Влияние берега на положение судна

Взаимодействие судов со стенками каналов при встречном расхождении схематично выглядит следующим образом:

I. Когда до встречного судна остается 2–3 длины корпуса, оба судна уменьшают скорость до минимальной, достаточной для удержания на курсе, кладут руль право на борт и выходят ближе к кромке канала. Приближаться раньше к кромке канала нельзя, т. к. удерживать судно вплотную к бровке длительное время трудно.

II. Когда форштевни судов поравняются, руль перекладывают влево, чтобы отвести корму и увеличивают вращение винта. Суда огибают друг друга, совершая плавный поворот влево.

III. Когда носовая часть подходит к миделю другого судна, руль перекладывают вправо, чтобы нейтрализовать движение кормы к бровке канала. Под влиянием взаимодействия гидродинамических сил между судами, судами и берегом оба судна стремятся развернуться влево. Следует контролировать движение судов, но не препятствовать их плавному развороту влево.

IV. Как только оба судна разойдутся чисто, под действием гидродинамических сил оба судна будут стремиться выйти на ось канала. Движению необходимо помогать рулем и при выходе на ось канала задержать судно на заданном курсе.

Рис.10.12 Влияние стенок канала при встречном движении

V. Если одно из судов (Б) на траверзе судна А заранее задержит движение влево, переложив руль на правый борт, тогда под действием гидродинамических сил от судна А и от берега оно после расхождения окажется слишком близко к берегу и может резко пойти влево, перегородив канал. В этом случае руль перекладывают вправо, чтобы нейтрализовать движение кормы к бровке канала.

Взаимодействие судов между собой и стенками канала при обгоне схематически выглядит так:

I. При приближении обгоняющего судна А к траверзу кормы Б руль на Б перекладывают вправо, чтобы удержать судно Б от разворота в сторону обгоняющего.

II. Когда мидель обгоняющего судна А поравняется с кормой обгоняемого Б, перекладывают руль на Б на левый борт, чтобы удержать его корму от навала.

III. По завершению обгона судно Б может оказаться значительно правее прежнего пути. Для постепенного возвращения к оси канала руль следует поставить в ДП. Если после обгона судно Б будет очень близко к берегу, тогда, чтобы корма не навалилась на берег, руль перекладывают вправо, сохраняя движение к оси канала.

Рис.10.12 Влияние стенок канала при обгоне

Для расчета конкретных значений гидродинамической силы Y_г и момента М_г:

Y_г = c_ykρV²(0,5L)², M_г = c_mkρV²(0,5L)²,

где c_yk и c_mk – коэффициенты гидродинамической поперечной силы и ее момента.