в какую сторону на заднем ходу при винте правого вращения судно лучше проворачивается кормой
В какую сторону на заднем ходу при винте правого вращения судно лучше проворачивается кормой
При маневрах в гавани эффект заброса кормы винтом заметен практически на любой яхте, хотя и отличается от судна к судну. Этот эффект может быть использован опытным яхтсменом на пользу себе, но может и навредить неопытному рулевому. Отчего он возникает и как его грамотно использовать?
В се суда, у которых гребной винт расположен внизу под корпусом, сталкиваются с так называемым эффектом заброса кормы (реактивным моментом). В зависимости от типа привода и формы корпуса он может проявляться по-разному, но заметен будет всегда. Проявляется этот эффект следующим образом: при начале движения судна (особенно на заднем ходу) его корма отчетливо смещается в поперечном направлении. Подобное поведение судна можно использовать при маневрах подхода и отхода, делая их особенно элегантными. А вот рулевые, которые не обладают опытом использования этого эффекта, зачастую сталкиваются с проблемами.
Понимание принципа эффекта заброса кормы и умение грамотно использовать реактивный момент винта в обязательном порядке должны входить в практический репертуар навыков каждого рулевого. Даже когда он берет в чартер совершенно незнакомую яхту, он должен понимать, как она способна маневрировать в гавани.
Принято называть описываемое явление «забросом кормы» или «реактивным моментом», хотя правильнее называть его «винтовым эффектом», так как вызывается оно исключительно работой гребного винта.
Винт правого вращения (как почти на всех современных яхтах) вращается вправо относительно дна и смещает корму вправо же. На заднем ходу, когда винт вращается влево, он смещает корму влево. На заднем ходу эффект заметно сильнее, чем на переднем, поэтому в основном он используется именно во время маневров, осуществляющихся задним ходом.
Эффект имеет две причины. Первая из них заключается в том, что верхняя и нижняя кромки диска, ометаемого винтом, находятся на разной глубине, в силу чего вода оказывает разное давление на лопасти винта, находящиеся внизу и вверху. При увеличении заглубления винта разность давлений падает, величина эффекта уменьшается. Вторая причина заключается в том, что подводная часть корпуса судна, находящаяся над винтом, мешает движению поперечного потока воды, увлекаемой вращением винта. Таким образом получается, что ближняя к днищу судна часть винта отбрасывает вбок меньший поток, чем более заглубленная часть диска винта. Возникает реактивный момент, который и смещает корму. При увеличении расстояния между днищем и лопастями винта эффект ослабевает. Кроме того, вертикальный поток воды (смотри рисунок вверху) дополнительно оказывает и влияние на сам корпус – со стороны левого борта возникает некоторое разрежение, в то время как правый борт испытывает повышенное давление.
Легко заметить, что в этом случае чем более килеватой является лодка, тем сильнее выражено подобное воздействие винта на нее (например, в случае S-образных обводов). Поскольку в данном случае поток набегает на поверхность корпуса под углом, оказывая более сильное воздействие. Если же взять для примера яхту с длинным килем, у которой винт работает в прорези киля, то у нее эффект подобного воздействия вращения винта будет еще более сильно выражен.
Влияние и сила этого эффекта на судно различны в зависимости от типа и расположения привода. Чем дальше удалена плоскость вращения винта от вертикальной оси поворота яхты, тем сильнее будет выражен эффект заброса кормы. Поэтому яхта с валопроводом имеет всегда бОльший забрасывающий эффект, чем аналогичная яхта, но с приводом типа Saildrive, поскольку последний находится много ближе к вертикальной оси вращения яхты (которая располагается обычно вблизи ЦБС).
Дополнительно нужно отметить, что у приводов типа Saildriveплоскость вращения винта расположена вертикально, в то время как винт на валопроводе обычно отклонен от вертикали примерно на 15°, что дополнительно усиливает заброс кормы.
По этой причине современные яхты с плоскими U-образными обводами и приводами типа Saildriveимеют обычно заметно меньший забрасывающий эффект, чем старые яхты с S-образными обводами и длинными килями. У последних забрасывающий эффект может быть столь сильным, что движение задним ходом будет практически невозможным. Винт при движении задним ходом будет настолько сильно сносить корму в сторону, что небольшое перо руля, типичное для таких судов, просто не сможет удержать яхту на курсе. В этом случае возможен лишь один вариант (на рисунке) – двигаясь задним ходом, периодически делать короткие рывки вперед, корректируя курс.
То, что эффект заброса кормы сильнее заметен на заднем ходу, чем на переднем, имеет свое обоснование.
Во-первых, на переднем ходу сразу же позади винта стоит руль, на который набегает сильно ускоренный поток, что повышает подъемную силу на пере руля, позволяя последнему стабилизировать курс яхты. Во-вторых, на переднем ходу потоком от винта омывается лишь малая (кормовая) часть корпуса, что оказывает сравнительно небольшое боковое влияние на яхту.
На переднем ходу тип привода тоже оказывает некоторое влияние на силу эффекта заброса, но следует оговориться. Момент, создаваемый приводом типа Saildrive, сравнительно невелик, потому что плечо, равное расстоянию между плоскостью вращения винта и осью поворота яхты, тоже относительно мало. Винт на валопроводе создает бОльший по величине момент, но зато он генерирует поток, набегающий на перо руля, что стабилизирует яхту на курсе. В общем, можно говорить, что на переднем ходу (в отличие от заднего) заброс кормы незначителен и практически не зависит от типа привода.
Эти особенности опытные моряки зачастую используют интуитивно, и надо отметить, что научиться использовать эффект заброса кормы не так и сложно. Приведенные на рисунках схемы должны позволить понять сам принцип использования заброса кормы для облегчения маневров в гавани. Однако следует учитывать и то, что в ряде случаев это явление, напротив, может затруднить выполнение нужного маневра, а то и сделать его вовсе невозможным. Поэтому – ничего нового! – каждый рулевой должен хорошо знать особенности своего судна и заранее планировать любой маневр.
Поэтому совет: в безветренный день потренируйтесь на свободной акватории, используя плавающий кранец для оценки реакции яхты, выполняя следующие задачи: разгон назад из положения «полный останов», а также циркуляцию на переднем и заднем ходах.
Сокращенный вариант. Опубликовано в Yacht Russia №4 (73), 2015 г.
Управление маневрами катера
Большое значение имеет направление вращения гребного винта. Если смотреть в корму судна, идущего передним ходом, то винт «правого вращения» вращается по часовой стрелке, а «левого»— против. В любом случае лопасти работающего гребного винта отбрасывают назад большие массы воды, что дает дополнительную скорость потоку, обтекающему перо руля. Поэтому-то даже при равной скорости хода моторное судно всегда лучше слушается руля, чем парусное или буксируемое.
Необходимо учитывать и другой эффект от работы винта—поперечную реакцию потока, отбрасывающую корму катера в сторону в зависимости от направления вращения винта. Корма одновинтового судна с винтом левого вращения на переднем ходу, даже если руль поставлен прямо, всегда немного уклоняется вправо, а нос влево. Происходит это потому, что часть закручиваемого против часовой стрелки («влево») потока попадает на нижнюю часть левой плоскости стоящего в ДП руля; это и создает усилие, заносящее корму вправо.
На заднем же ходу, поток отбрасываемый винтом, заставляет корму отклоняться влево, а нос идет вправо; это является следствием того, что поток более интенсивно действует на левый борт корпуса судна.
При винте правого вращения отклонение кормы будет происходить в обратных направлениях—на переднем ходу влево, на заднем — вправо.
Следует помнить, что на заднем ходу моторные суда, как правило, руля не слушаются и разворачиваются в основном под воздействием винта, как описано выше. Чем больше диаметр винта и меньше его число оборотов, тем сильнее сказывается это влияние.
Необходимо учитывать также и влияние крена и дифферента. При крене борт, уходящий в воду, встречает большее сопротивление воды, поэтому катер (без вмешательства рулевого) стремится повернуть в сторону накрененного борта.
Дифферент на нос (посадка «свиньей») не только увеличивает сопротивление воды и уменьшает скорость, но и делает судно неустойчивым на курсе. Наилучшая управляемость обычно бывает при небольшом дифференте катера на корму (порядка 5—8 см); чрезмерный дифферент на корму так же нежелателен, как и на нос.
34 шага, или об особенностях мореплавания на ПВХ-лодках
Почему разговор предстоит о каких то особенностях? Да потому, что они, эти особенности, есть для судов каждого класса, каждой категории. А лодки из ПВХ в последнее время стали самым динамично развивающимся классом. И имеют ряд конструктивных черт, которые нужно обязательно учитывать, чтобы не попасть в неприятные ситуации на воде. Но если все же довелось попасть в эти самые ситуации, то следует знать и алгоритмы действий, чтобы из таковых выбраться. Об этом и пойдет речь в данной статье.
автор Владимир Соколов, г.Санкт-Петербург журнал Спортивное рыболовство №8 2010
Шаг 3. После всего этого привязываем якорный трос к рыму на носовом баллоне лодки. В лодке готовим место для якоря, где он будет надежно зафиксирован и застрахован от самопроизвольного выпадения за борт.
Шаг 5. Теперь лодку можно спускать на воду и укладывать в нее остальные вещи. Желательно, чтобы нахождение и состояние всех уложенных в лодку вещей можно было визуально контролировать либо шкиперу, либо матросу. То, что находится вне поля зрения, должно быть зафиксировано при помощи устройств дополнительного оснащения лодки, о чем шла речь в «СР» №7 за 2010 г.
Шаг 9. В незнакомых местах отчаливайте от берега только на веслах (фото 5) и лишь при выходе на глубину опускайте двигатель и производите его запуск.
Шаг 11. После запуска мотора убедитесь, что у вас, как шкипера, хороший обзор, вам удобно сидеть и полному повороту румпеля мотора ничего не препятствует. Бейсболка с большим козырьком и удобные поляризационные очки сумеют защитить вас не только от солнца и неприятных бликов от воды, но и ваше лицо и глаза от летающих над водой различных насекомых, начиная от мелких мошек и до крупных жуков.
И удостоверьтесь, что пассажиры расселись по своим местам и удерживаются за специальные ручки и элементы леерного ограждения.
Шаг 12. Первый старт и разгон лодки должны быть плавными, чтобы команда сумела адаптироваться к непривычным условиям водного путешествия. В начале пути старайтесь избегать резких маневров. Почувствуйте поведение лодки во всех режимах движения, как по гладкой воде, так и по волне.
Шаг 15. Всегда учитывайте направление вращения винта на вашем моторе. Винт правого вращения заставляет судно лучше поворачиваться вправо, диаметр циркуляции вправо будет меньше, чем влево. На заднем ходу поворотливость судна обычно хуже. Судно с винтом правого вращения на заднем ходу лучше поворачивается кормой влево, чем вправо. Поэтому-то на судах с винтом правого вращения к причалу стремятся подойти на переднем ходу левым бортом, поскольку с переменой хода на задний корма будет поджиматься к стенке.
Шаг 17. Об управлении на течении. При ходе против течения судно хорошо слушается руля, уменьшается инерция судна и его легче остановить. Сложнее управлять рулем на поворотах при попутном течении, при котором судно хуже слушается руля, удлиняется и искажается кривая циркуляции.
Лучшими условиями управления судном и, в частности, его остановкой при движении против течения следует пользоваться при подходе к причалу и швартовке, т.е. судно, идущее по течению, подходит к причалу или берегу после разворота ниже причала на обратный курс.
Особенно внимательным надо быть на свальных течениях, проходящих под углом к основному потоку, поскольку они вызывают резкое смещение судна с избранного курса (так называемый «снос с курса»). Чтобы предупредить снос судна течением с курса, можно переложить руль и уклониться по направлению на это течение.
Шаг 18. Управление на фарватерах и в узостях: влияние ширины фарватера при управлении судном определяется изменением характера потока, условиями волнообразования, возникновением дополнительного сопротивления. Поэтому в узостях может быть много причин, сбивающих судно с курса и затрудняющих управление им.
Шаг 23. О расположении пассажиров в лодке. Пассажиры должны занимать места на деревянных банках не по центру, а возможно ближе к краю (фото 13), к баллону, чтобы весом тела не сломать банку на волне, и при этом удерживаться руками за специальные рукоятки или элементы леерного ограждения внутри кокпита или снаружи. Если разыгралась достаточно сильная волна, следует с банок спуститься на пайол. Наиболее удобными для сидения в этом случае будут либо специальные надувные подушки и пуфики, либо гермомешки, в которых удобно перевозить требующие сухости вещи.
В какую сторону на заднем ходу при винте правого вращения судно лучше проворачивается кормой
§ 46. Факторы, влияющие на управляемость.
1. Влияние гребного винта.
Управление судном во многом зависит не только от руля, но и от конструкции винта, скорости его вращения и обводов кормовой части судна.
Гребные винты изготовляются из чугуна, стали и бронзы. Наилучшими винтами для катеров следует считать винты из бронзы, так как они легки, хорошо шлифуются и стойки против коррозии в воде.
Винты характеризуются диаметром, шагом и коэффициентом полезного действия.
Диаметром винта называют диаметр окружности, описываемой крайними точками лопастей.
Шагом винта называют расстояние вдоль оси винта, на которое перемещается за один полный оборот любая точка винта.
Рис. 103. Образование потоков винтов
Коэффициент полезного действия (к. п. д) винта определяется отношением мощности, развиваемой гребным винтом, к мощности, затрачиваемой на его вращение.
В основе работы гребного винта лежит гидродинамическая сила, создаваемая разрежением на одной и давлением на другой поверхности лопасти.
Современные судовые движители еще очень несовершенны. Так, гребные винты в среднем около половины мощности, отдаваемой им двигателем, тратят бесполезно, например, на винто-образное закручивание частиц воды в струе.
На катерах применяются двух-, трех- и реже четырехлопастные винты. На промысловых катерах иногда ставятся винты с поворотными лопастями или так называемые винты с регулируемым шагом, которые позволяют плавно изменять скорость или направление хода судна при постоянном одностороннем вращении гребного вала. При этом отпадает необходимость в реверсировании двигателя.
Винты различаются по направлению их вращения. Винт, вращающийся по часовой стрелке (если смотреть на него с кормы в нос), называется винтом правого вращения, против часовой стрелки — левого вращения.
При движении вперед под кормовым подзором корпуса суд-па впереди и позади руля образуется попутный (рис. 103) поток воды и возникают силы, которые действуют па руль и влияют на поворотливость судна. Скорость попутного потока тем больше, чем полнее и тупее обводы кормы.
Разрежение на выпуклой стороне лопасти, называемой стороной засасывания, подсасывает воду к винту, а давление на плоской стороне, называемой нагнетающей, отбрасывает воду от винта. Скорость отбрасываемой струи примерно вдвое больше подсасываемой.
Реакция отбрасываемой воды воспринимается лопастями, которые через ступицу и гребной вал передают ее судну. Эта сила, приводящая судно в движение, называется упором.
В потоке воды, отбрасываемой винтом, частицы движутся не прямолинейно, а винтообразно. Попутный поток как бы тянется за судном и величина его зависит от формы кормовой части судка.
Поток несколько изменяет давление на руль, отведенный из диаметральной плоскости судна.
Совокупное действие всех потоков оказывает заметное влияние на управляемость судна; оно зависит от положения руля, величины и изменения скорости хода, формы корпуса, конструкции и режима работы винта.
Поэтому каждое судно имеет свои индивидуальные особенности действия винта на руль, которые судоводитель должен внимательно изучать на практике (таблица 4).
Влияние взаимодействия винта правого вращения руля на поведение судна.
Положение судна относительно воды
Режим работы винта
Направление работы винта
Нос покатится влево (корма отбрасывается вправо)
Нос отклоняется вправо (корма отбрасывается влево)
Нос судна покатится в сторону отклонения руля
Корма отбрасывается влево. Нос покатится вправо
Для каждого судна индивидуально. Обычно корма идет в сторону переложенного руля
Нос судна покатится вправо, корма влево
Винт левого вращения при равных прочих условиях даст противоположные приведенным в таблице результаты.
Если на судне установлен винт правого вращения, то судно будет лучше поворачиваться вправо, диаметр циркуляции вправо будет меньше, чем влево.
На заднем ходу поворотливость судна обычно хуже. Судно с винтом правого вращения на заднем ходу лучше поворачивается кормой влево, чем вправо.
Поэтому на переднем ходу на судне с винтом правого шага к причалу стремятся подойти левым бортом, так как при этом с переменой хода на задний корма будет поджиматься к стенке.
На некоторых моторных яхтах и катерах устанавливаются по два мотора, имеющих каждый свои вал и винт. В этом случае винты обычно вращаются в разные стороны.
Они могут быть установлены или с вращением наружу, т. е. в верхней ч. ста лопасти идут от середины к борту, или с вращением внутрь, когда лопасти в верхней части идут от борта к середине.
То или другое направление вращения винтов, а также наклон осей винтов и валов к горизонтальной и диаметральной плоскостям имеют большое значение в отношении поворотливости.
Суда с винтом фиксированного шага
Для этого необходимо создать движущую силу, преодолевающую сопротивление движению.
Движущая сила создается работающим винтом, который, как и всякий механизм, часть энергии тратит непроизводительно.
Полезная мощность, необходимая для преодоления сопротивления, определяется формулой:
Рис. 1.21. Четырехлопастной гребной винт
Работа гребного винта
При вращении гребной винт образует за кормой струю воды, закрученную в сторону его вращения. Совершенно очевидно, что этот спиральный вихревой поток воды действует на перо руля и корпус, оказывая влияние на управляемость судна.
Рассмотрим качественную сторону этого влияния при совместной работе винта и руля при различных ходах и положениях пера руля (рис. 1.22).
Гребной винт левого шага
Судно неподвижно относительно воды. Перо руля находится в диаметральной плоскости. Как только машине будет дан ход вперед и винт начнет вращаться, нос судна вначале будет незначительно уклоняться влево.
Объяснить это можно тем, что при малых оборотах винт своими развернутыми лопастями как бы загребает воду и забрасывает корму вправо, а нос идет влево.
По мере увеличения оборотов винта нос судна установится на первоначальный курс и затем уклонится вправо.
Следовательно, при работе винта правого шага вперед, при положении «прямо руль», нос судна в конечном итоге уклоняется в сторону вращения винта.
Судно имеет ход назад, винт работает назад. До тех пор, пока судно не приобретет достаточную скорость заднего хода, положение пера руля на поворотливость судна влияния не оказывает.
Как отмечалось ранее, на поведение судна оказывает влияние струя воды от винта, направленная в правую часть обводов корпуса, вследствие чего нос судна идет вправо. Как только судно разовьет определенную скорость заднего хода и перо руля будет находиться в массе встречного потока воды, образованного движением судна, положение пера может заставить судно пойти кормой в сторону переложенного руля.
В этом случае на руль будут действовать две силы: сила встречной воды, возникающая от движения судна назад, и сила всасываемой струи, порождаемая засасывающим действием винта при его работе на задний ход.
Одновинтовые суда слушаются руля на заднем ходу лучше, когда винт не работает и судно движется назад с наибольшей скоростью. Однако рассчитывать на непогрешимость работы руля одновинтового судна на заднем ходу (особенно для поворота носа судна влево) можно только в штилевую погоду при достаточной осадке.
Судно имеет ход назад, винт работает вперед. При положении «прямо руль» нос судна может уклоняться или вправо, или влево (обычно вправо). При положении «право на борт» нос судна уклоняется вправо.
При положении «лево на борт» нос судна уклоняется влево. Струя воды от гребного винта создает гидродинамическое давление на перо руля значительно большей силы, чем от встречного потока при движении судна назад.
Рис. 1.22. Поведение одновинтового судна при работе гребного винта правого вращения
Из всего сказанного можно сделать следующий вывод, что судно, двигающееся передним или задним ходом, круче и быстрее разворачивается в сторону шага винта.
Таблица поведения одновинтовых судов при комбинированной работе руля и винта правого вращения
Поведение одновинтовых судов при комбинированной работе руля и винта правого вращения в штилевую погоду приведены в табл. 1.1.