Пример расчета элементов циркуляции.

Диаметр установившейся циркуляции с некоторыми допущениями рассчитывается по эмпирической формуле Шенхера:

в грузу (15º)  Д₀ = 1214,84(м)

в грузу (35º)  Д₀ = 613,93 (м)

 

в балласте (15º) Д₀ = 1735,26 (м)

в балласте (35º) Д₀ = 876,94(м)

где К₁ – эмпирический коэффициент, зависящий от отношения

где А_д = С_д∙L∙d_ср

в грузу           А_д = 1746,53(м²)

в балласте А_д = 911,9 (м²)   

Таблица значений коэффициента К₁:

	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,11	0,12	0,13	0,14	0,15
К1	1,41	1,10	0,85	0,67	0,55	0,46	0,40	0,37	0,36	0,35	0,34

 

в грузу  К₁ = 0,35   

в балласте К₁ = 0,34

Площадь пера руля определяется по формуле:

в грузу  А_р = 29,87 (м²)

в балласте А_р = 15,6 (м²)

где А – эмпирический коэффициент, определяемый по формуле:

А = 60,9

Коэффициент подъемной силы пера руля С_у может быть найден по формуле:

в грузу (15º)  С_у = 0,79

в грузу (35º)  С_у = 1,84

в балласте (15º) С_у = 0,60

в балласте (35º) С_у = 1,396

где

в грузу  l_р = 2,09

в балласте l_р = 1,09

        

h_р = (0,75 – 0,65) ∙ d_ср (в расчете принимать h_р= 0,7 ∙ d_ср)

в грузу           h_р= 7,91 (м)

в балласте      h_р= 4,13 (м)

Тактический диаметр циркуляции можно определить по формулам:

В грузу              

Д_т = 434,15 (м)

в балласте   

 Д_т = 515,54 (м)

где Д_т – тактический диаметр циркуляции при перекладке руля “на борт”.

Зависимость тактического диаметра циркуляции от угла перекладки руля выражается формулой:

в грузу (15º)  Д_i = 667,33(м)

в грузу (35º)  Д_i = 433,55 (м)

в балласте (15º) Д_i = 792,43 (м)

в балласте (35º) Д_i = 524,82 (м)

 

Выдвиг и прямое смещение рассчитываются по формулам:

в грузу (15º)      l₁ = 635,9 (м)

в грузу (35º)      l₁ = 364,58 (м)

в балласте (15º)      l₁ = 789,5 (м)

в балласте (35º)   l₁ = 473,45 (м)

 в грузу (15º)        l₂ = 389,61 (м)

 в грузу (35º)     l₂ = 122,43 (м)

в балласте (15º) l₂ =511,01 (м)

в балласте (35º) l₂ = 223,1 (м)

 

где К₂ – эмпирический коэффициент, определяемый по формуле:

в грузу  К₂ = 2,95

в балласте К₂ = 3,43

где - относительная площадь пера руля, выраженная в процентах от площади погруженной части ДП.

в грузу  А_р = 1,71

в балласте А_р = 1,71

Угол дифферента определяется по формуле:

в грузу           y = 0º

в балласте      y = 0,21º

Диаметр циркуляции кормовой оконечности судна можно определить по формуле:

в грузу (15º)  Д_к = 443,73 (м)

в грузу (35º)  Д_к = 452,98 (м)

в балласте (15º) Д_к = 522,25 (м)

в балласте (35º)   Д_к =528,78 (м)

где

в грузу (15º)  b = 6,8º

в грузу (35º)  b = 13,5º

в балласте (15º) b = 4,7º

в балласте (35º) b = 9,5º

Поступательная скорость на установившейся циркуляции определяется по приближенным формулам:

при перекладке руля “на борт”             V_ц = 0,58∙V₀

при перекладке руля “пол борта”         V_ц = 0,79∙V₀

в грузу (15º)  V_ц = 5,73 (м/с)

в грузу (35º)  V_ц = 4,21 (м/с)

 

в балласте (15º)     V_ц = 6,30 (м/с)

в балласте (35º)         V_ц= 4,62 (м/с)

Период установившейся циркуляции определяется по формуле:

в грузу (15º)  Т_ц = 11,1

в грузу (35º)  Т_ц = 7,64

в балласте (15º) Т_ц = 14,42

в балласте (35º)    Т_ц = 9,93

        

Ширина полосы движения судна на циркуляции определяется по формуле:

в грузу (15º)  DS = 44,78 (м)

в грузу (35º)  DS = 62,73 (м)

в балласте (15º)   DS = 39,14 (м)

в балласте (35º)    DS = 51,93 (м)

Результаты расчетов сведены в следующую таблицу:

	В грузу		В балласте
	15°	35°	15°	35°
До	1214,8	613,9	1735,3	876,9
Дт	667,3	434,2	792,4	515,5
l1	635,9	364,6	789,5	473,5
l2	369,6	122,4	511,0	223,1
b°	6,8	13,5	4,8	9,5
Дк	443,7	453,0	522,3	528,8
Тц	11,1	7,6	14,4	9,9
 S	44,8	62,7	39,1	51,9

    3.2 Методика построения циркуляции судна

Кривую эволюционного периода циркуляции можно построить из дуг окружностей переменных радиусов. После поворота судна на угол 180° радиус циркуляции считается постоянной величиной.

Величина радиуса циркуляции постоянно уменьшается от наибольшего значения в начале поворота до значения поворота радиуса установившейся циркуляции.

Относительные значения радиусов неустановившейся циркуляции в зависимости от угла поворота судна и угла перекладки руля показаны в таблице:

                       Таблица значений R_н/R_ц

Угол перекладки руля, град.	Угол поворота судна, град.
	5	10	30	60	90	120–160
35	2,20	1,80	1,30	1,15	1,10	1,06
15	4,40	3,20	1,90	1,60	1,40	1,30

где R_н – радиус неустановившейся циркуляции;

R₀ – радиус установившейся циркуляции.

Порядок построения циркуляции:

1. Проводим линию первоначального курса и откладываем на ней в выбранном масштабе отрезок пути судна, пройденного за маневренный период:

.

2. Рассчитываем средний радиус поворота судна на угол 10° по данным таблицы. Для этого, например, выбираем из таблицы от ношение радиусов R_н/R_ц при углах поворота на 5° и 10° при р = 35. Эти значения будут равны 4,4 и 3,2.

Отсюда: .

Затем рассчитываем средние радиусы поворота судна в интервалах от 10° до 30° и т.д.

3. Кривую циркуляции судна строим (аппроксимируем) из ряда дуг окружностей различных радиусов до угла поворота на 180°.

4. Построив кривую циркуляции в эволюционном периоде завершаем построение, описав окружность радиусом установившейся циркуляции до угла поворота на 360° (рис. 1)

Рис. 1. Схема построения циркуляции судна

Пример построения циркуляции:

Отрезок пути судна, пройденного за маневренный период:

S_м = V₀ ∙ Т_р

в грузу  S_м = 145,07 (м)

в балласте S_м = 159,48 (м)

	В грузу		В балласте
	R(15°)	R(35°)	R(15°)	R(35°)
10°	1214,84	1166,47	1735,26	1666,18
30°	941,50	782,76	1344,83	1118,09
60°	744,09	537,19	1062,85	767,32
90°	683,35	460,45	976,09	657,70
120°	656,01	414,40	937,04	591,93
180°	643,86	399,06	919,69	570,01
Sм,м	145,07		159,48