Падение скорости и крен судна на циркуляции.

Сопротивле­ние движению судна на криволинейной траектории возрастает, а скорость при неизменной мощности механической установки падает. Теоретические и экспериментальные исследования по­казали, что уменьшение скорости в основном определяется от­ношением диаметра установившейся циркуляции к длине судна. С достаточной степенью точности найти скорость на циркуля­ции можно, используя формулу Г. В. Соболева:

(4)

Движение на установившейся циркуляции сопровождается креном судна. На него при этом действуют следующие силы ( рис.4): приложенная в ЦТ и направленная наружу циркуляции центробежная сила инерции :

(5)

а также гидродинамические реакции на корпусе Y_H и на руле Y_R. Последняя невелика, и ею можно пренебречь. Цент тяжести расположен выше точки приложения силы Y_H, поэтому водоизмещающие суда обычно кренятся наружу циркуляции.

Рис.4 Крен на циркуляции

Наличие крена немедленно вызывает появление восстанавливающего момента, величина которого может быть найдена по формуле

(6)

Приведем все моменты к точке приложения силы Y_H и запишем :

, (7)

Где z_g,z_н-аппликаты ЦТ судна и точки приложения силы Y_H

Сопоставляя формулы (5) и (7) и полагая , что z_н-T/2, запишем выражение для определения угла крена:

(8)

Практическое использование формулы (8) затруднено тем, что в нее входит скорость v на установившейся циркуляции, которая также подлежит определению. С учетом зависимости (4), а также того факта, что относительное падение скорости для судов различных типов отличается мало, получена удобная для оценки угла крена в градусах, формула

(9)

где v₀ — скорость судна перед выходом на циркуляцию; L — его длина.

В процессе циркуляции угол крена изменяется, причем не только по величине, но и по знаку. Так, в маневренном периоде, когда руль уже отклонен, а сила на корпусе практически отсутствует, возникает небольшой крен на тот же борт, куда переложен руль. Затем крен меняет свой знак и достигает максимального значения в эволюционном периоде , когда скорость еще мало отличается от v₀, а радиус циркуляции уже мало отличается от R_c. На основании натурных экспериментов найдено, что

Обычно крен не велик, он редко превышает 1,5-2⁰. Однако для быстроходных вооизмещающих судов , которые обладают пониженной остойчивостью , этот крен может представлять опасность. Известны случаи опрокидывания судов от чрезмерного крена на циркуляции.