Элементы циркуляции и способы их определения

Циркуляция — траектория, описываемая центром тяжести судна, движущегося при выведенном из диаметральной плоскости руле.

Диаметр циркуляции: установившийся — постоянный диаметр окружности. по которой будет перемещаться центр тяжести судна после

поворота на первые 180°;

неустановившийся или тактический — расстояние между линией первоначального курса и параллельной ей прямой, проведенной из точки центра тяжести судна после его по ворота на первые 180°. Тактический диаметр циркуляции представляет наибольший интерес, так как он учитывается при поворотах судна.

Полупериод циркуляции — время, за которое судно совершает поворот на первые 180°.

предварительный период циркуляции, или мертвый промежуток — время от момента подачи команды на руль до начала изменения курса.

Выдвиг l₁ – расстояние, на которое смещается ц.т. судна в направлении, ┴ первоначальному курсу при повороте судна на 90˚.

Прямое смещение 1₂ – расстояние от линии первоначального курса по нормали до ц.т. судна к моменту изменения курса на 90˚.

Угол дрейфа на циркуляции —угол β _ц между касательной к траектории центра тяжести судна и его диаметральной плоскостью на циркуляции.

Вышеприведенные определения относятся к элементам циркуляции, определяемым на маневренных полигонах, для головного судна серии. Однако основные элементы (мертвый промежуток, диаметр и полупериод циркуляции) полезно определить для каждого судна в полном грузу и в балласте.

Определение элементов циркуляции. Элементы циркуляции могут быть приближено получены по формулам:

- диаметр установившейся циркуляции

К₁ – эмпирический коэффициент, А_р – площадь пера руля, С_γ – коэф. подъемной силы

- диаметр тактической циркуляции в грузу

С_в – коэф. общей полноты корпуса судна

- выдвиг

- прямое смещение

ψ – угол дифферента

β _ц=(0, 9L/Д_ц)57, 3 - угол м/д ДП и линией движения

V_ц = 0, 58∙ V₀ – руль «на борт», V_ц = 0, 79∙ V₀ – руль «пол борта»

По створу и горизонтальному углу. При определении скорости хода на мерной линии по створам целесообразно затратить некоторое время на определение диаметра и полупериода циркуляции при двух положениях пера руля — на установленное число градусов и «на борт».

При пересечении створа подается команда «Право руля» или «Лево руля», запускается секундомер, измеряется секстаном горизонтальный угол α ₁ (рис. 2.7) между створом и другим ориентиром. С поворотом судна на 180° останавливается секундомер, а судно удерживается на обратном курсе до пересечения створа. В этот момент берется второй горизонтальный угол α ₂ между створом и тем же ориентиром.

Горизонтальный угол с вершиной на створной лин ии прокладывается на карте в крупном масштабе. Расстояние между полученными точками по створной линии равно диаметру циркуляции. Время по секундомеру между началом поворота и поворотом на 180° равно полупериоду циркуляции.

Аналитически диаметр циркуляции может быть получен из выражения

Д_ц=d(ctg α ₂-ctg α ₁)

где d кратчайшее расстояние от вспомогательного ориентира до линии створа.

Расчет по показаниям лага. В момент начала поворота запускается секундомер, замечается отсчет лага и точный начальный курс. В момент окончания поворота останавливается секундомер, замечается отсчет лага и новый курс. Диаметр циркуляции рассчитывается по рабочей формуле

Д_ц=360S_л/3, 14α =114, 6S_л/α

где S_л – расстояние, пройденное на циркуляции; α – угол поворота (КК₂-КК₁).

Определение элементов циркуляции с помощью радиолокатора. Выполняется путем более частых определений места по пеленгу и расстоянию до РЛС ориентира при траверзном расстоянии не более 10 кбт.

Развив заданную скорость, привести отражатель па КУ, равный 70—80°, приготовиться к началу циркуляции а начать измерение пеленгов и расстояний до него.

В момент траверза подается команда на руль, запускаются три секундомера, замечается курс, отсчет лага, пеленг и расстояние до отражателя. В момент начала поворота останавливается один секундомер (при наблюдениях по одному секундомеру замечается его показание), чем фиксируется величина мертвого промежутка.

В момент поворота на обратный курс останавливается второй секундомер, чем определяется полупериод циркуляции, замечается он. В момент прихода на начальный курс останавливается третий секундомер, замечается он, а замеры пеленгов и расстояний прекращаются.

На чистом листе в произвольном масштабе вычерчивается кривая циркуляции по пеленгам и расстояниям от произвольно выбранной начальной точки.

Элементы циркуляции снимаются с полученной кривой. При этом способе определяется также и угол дрейфа на циркуляции в нужных точках на кривой, как угол между заранее фиксированными курсами и касательными к кривой циркуляции в соответствующие моменты.