Циркуляция.

Процесс поворота судна с переложенным рулем называется циркуляцией.

Траектория описываемая судном под влиянием переложенного на определенный угол пера руля, характеризуется радиусом циркуляции Рц. После окончания переходного процесса траектория судна приближается к окружности, а ее радиус приобретает установившееся значение: , т.к. линейная и угловая скорости, отношением которых определяется значение радиуса, становятся приблизительно постоянными

Для сравнения поворотливости различных судов радиус циркуляции выражают в безразмерном виде.

Рис. 2.5. Типичная траектория циркуляции с рулем на борту

Геометрически траектория характеризуется следующими элементами циркуляции: выдвиг — расстояние, на которое смещается ЦТ судна в направлении первоначального курса от начальной точки циркуляции до точки, соответствующей изменению курса на 90°; прямое смещение 1% — расстояние от линии первоначального курса по нормали до ЦТ судна к моменту изменения курса на 90°; обратное смещение — максимальное смещение ЦТ судна от линии первоначального курса в сторону, обратную направлению поворота, происходящее в начале циркуляции под влиянием боковой силы руля, вызывающей дрейф судна (обратное смещение обычно не превышает ширину судна, а на некоторых судах не наблюдается вовсе); тактический диаметр циркуляции - расстояние между положениями ДП судна до поворота и в момент изменения курса на 180 градусов., диаметр установившейся циркуляции - расстояние между положениями ДП судна на двух последовательных курсах, отличающихся на 180° при установившемся движении.

Условно можно считать, что после поворота на 180° от начального курса движение приобретает установившийся характер, а траектория принимает форму, близкую к окружности. Поскольку при выполнении практических маневров обычно не приходится изменять курс более чем на 180°, можно считать, что все маневры выполняются при неустановившемся движении, т. е. в маневренном и эволюционном периодах

При движении ЦТ по криволинейной траектории с радиусом R_a каждая точка по длине судна описывает относительно общего центра циркуляции О свою траекторию радиус кривизны которой отличается от (рис. 2.4). При этом каждая такая точка имеет свой угол дрейфа, значение которого возрастает по мере удаления в сторону кормы В нос от ЦТ углы дрейфа соответственно уменьшаются.

Если из центра циркуляции О опустить перпендикуляр на ДП, то в полученной точке ПП угол дрейфа равен нулю. Эта точка носит название центра вращения или полюса поворота (ПП).

Полюс поворота при циркуляции для большинства судов располагается вблизи носовой оконечности на расстоянии примерно 0, 4 длины судна от ЦТ, принимаемого на мидель-шпангоуте.

Угол дрейфа ЦТ судна на циркуляции:

где пп - расстояние ПП от центра тяжести.

Для произвольной по длине судна точки «а» угол дрейфа:

где /„ - расстояние точки а от ЦТ (в нос знак «+», в корму «-»).

На небольшом участке корпуса от ПП до носового перпендикуляра поток воды набегает на корпус со стороны внутреннего борта, поэтому углы дрейфа на этом участке имеют знак, противоположный углам дрейфа на участке от ПП до кормового перпендикуляра, на котором поток воды набегает со стороны внешнего борта.

Под углом дрейфа на циркуляции подразумевается угол дрейфа ЦТ судна