Числення дороги КОРАБЛЯ
§ 49. Циркуляція корабля. Способи обліку циркуляції в прокладці
Здатність корабля змінювати напрямок свого руху і рухатися по криволінійній траєкторії під дією керма, виведеного з діаметральноїплощині, або під дією машин, або того й іншого разом називається повороткістю. Криволінійна траєкторія, яку описує центр ваги корабля, що рухається при виведеному з діаметральноїплощині кермі, називається циркуляцією. Розглянемо характер циркуляції корабля, а потім прийоми обліку циркуляції при прокладці.
Припустимо, на кораблі, що прямував прямолінійним курсом, коли він перебував в точці Н (малюнок), була подана команда про перекладання керма. На передачу, репетованіе рульовим і виконання команди буде потрібно якийсь час, протягом якого корабель
продовжує слідувати колишнім курсом. Як тільки кермо буде перекладений, на корабель почнуть діяти гідродинамічні сили, що відхиляють корму в сторону, протилежну стороні перекладки керма; в ту ж сторону зміщується спочатку і центр ваги корабля (ділянка АВ). Курс корабля починає змінюватися в ту сторону, куди покладено кермо; корабель починає повертати (котитися) в потрібну сторону. При цьому виникають гідродинамічні сили, що діють на корпус корабля і викликають зміну напрямку руху. Центр тяжкості корабля описує криву ВСД. носить назву кривої циркуляції або просто циркуляції.
Проміжок часу від моменту подачі команди на кермо до моменту, коли курс корабля починає змінюватися, називається мертвим проміжком або попередніми періодом циркуляції. Відстань ВВ ', на яке центр тяжкості корабля зміщується в бік, протилежний стороні повороту, називається зворотним зміщенням корабля на циркуляції. Зазвичай воно не перевищує половини ширини корабля і при прокладанні їм нехтують.
Тривалість мертвого проміжку у різних кораблів неоднакова і залежить від часу, необхідного на перекладку керма, інерції корабля, впливу вітру і хвилювання і при несприятливих умовах може досягати однієї хвилини.
Тривалість мертвого проміжку циркуляції штурман повинен добре знати і завжди враховувати, з тим щоб початок фактичного повороту корабля можливо точніше збіглося з розрахованої і нанесеною на карту точкою початку повороту.
У початковий період циркуляція дещо відрізняється від кола (дуга A ВС) і не має постійного радіуса, але після повороту на 90-120 ° радіус її стає постійним, і встановилася циркуляція СДЄ практично являє собою дугу окружності. Під час циркуляції діаметральна площину корабля не збігається з дотичною до траєкторії центра ваги корабля, а складає з нею деякий кут Q ц. званий кутом дрейфу на циркуляції; при цьому ніс корабля спрямований всередину циркуляції.
Відстань В 'Д між лінією початкового курсу корабля і точкою Д циркуляції, де знаходиться центр ваги корабля після повороту на перші 180 °, називається тактичним діаметром циркуляції (Д ц). Відстань ДЕ між точками циркуляції, відповідними повороту на наступні 180 °, носить назву діаметра Д у сталої циркуляції. Час, протягом якого корабель здійснює поворот на перші 180 °, носить назву полупериода циркуляції і позначається t 180 °.
Під час циркуляції опір води руху корабля збільшується і фактична швидкість корабля стає меншою, ніж при тому ж числі оборотів гребних гвинтів на прямолінійній курсі. Це явище носить назву втрати швидкості на циркуляції. Вона може досягати 50-60%.
З елементів циркуляції найбільше значення для числення мають тактичний діаметр і період напіввиведення циркуляції. Тактичний діаметр циркуляції зазвичай виражається в кабельтових або в метрах. Він залежить від ряду факторів, до яких відносяться, зокрема, конструктивні особливості корабля (його довжина, ширина, водотоннажність, площа пера керма і т. Д.). Для цього корабля ці фактори можна вважати постійними, а тактичний діаметр-залежних головним чином від кута перекладки керма. Чим більше кут перекладки керма, тим менше діаметр циркуляції. На величину тактичного діаметру циркуляції впливають також хвилювання моря і вітер; крім того, в незначній мірі впливають також швидкість ходу корабля, його дифферент і осаду.
Напівперіод циркуляції залежить головним чином від швидкості ходу корабля і кута перекладки керма. Зі збільшенням швидкості, ходу і кута перекладки керма він зменшується. При графічному обчисленні циркуляція враховується, якщо прокладка ведеться на картах масштабу I. 500 000 і крупніше. Циркуляція може враховуватися графічними способами або, якщо їх точність недостатня, за допомогою спеціальних таблиць.
Графічний облік циркуляції заснований на наближеному поданні циркуляції корабля як дуги окружності з діаметром, рівним тактичного діаметру циркуляції. Величина тактичного діаметру циркуляції при різних кутах перекладки керма визначається на основі спостережень, які виконуються при визначенні маневрених елементів корабля, і заноситься в довідкові таблиці штурмана. При обліку циркуляції можуть зустрічатися дві приватні завдання.
Завдання 1.
Задані курс і лінія початкового курсу; курс, на який потрібно повернути; момент часу і відлік лага початку повороту (вони помічаються в той момент, коли корабель почав котитися).
Знайти точку кінця повороту, через яку повинна бути прокладена лінія нового курсу.
Це завдання вирішується таким чином (рисунок внизу зліва).
На лінії початкового курсу прийомами, розібратися з даною темою н ними в попередньому параграфі, наноситься точка початку повороту В. З неї в сторону повороту корабля перпендикулярно початкового курсу проводиться пряма лінія, через яку відкладається відрізок ВО. рівний в масштабі карти радіусу циркуляції корабля R ц.
З отриманої таким чином точки Про-центру циркуляції-розчином циркуля, рівним (у масштабі карти) радіусу циркуляції, проводиться дуга окружності. Потім паралельна лінійка за допомогою транспортира встановлюється в напрямку нового істинного курсу корабля і підводиться так, щоб зріз лінійки стосувався проведеної раніше окружності. З точки дотику З проводиться пряма, що представляє собою лінію нового курсу корабля. У точці С закінчується циркуляція, починається новий курс. Щоб знайти точку кінця повороту З більш точно, з центру циркуляції опускається перпендикуляр на лінію нового курсу - його підстава і з'явиться точкою кінця повороту.
Завдання 2.
3адани лінія початкового курсу корабля і лінія нового курсу.
Знайти точку, в якій корабель повинен почати поворот, щоб після циркуляції виявитися на заданій лінії курсу, і точку кінця повороту.
Цю задачу доводиться вирішувати при повороті на лінію створу, на вісь фарватеру при плаванні в вузьких проходах і т. Д. Вона виконується в такий спосіб (рис унок зліва внизу).
Паралельно лінії початкового курсу в відстані від неї, що дорівнює радіусу циркуляції R ц. проводиться допоміжна пряма ЕF. На цій лінії підбирається така точка О. щоб окружність, проведена з неї як з центру радіусом, рівним радіусу цир у уляціі (в масштабі карти), стосувалася як лінії початкового, так і лінії заданого курсу. Перша з знайдених таким чином точок дотику А є шукана точка початку повороту; друга В - кінця повороту. Щоб нанести ці точки більш точно, з центру циркуляції Про треба опустити перпендикуляри на лінію початкового курсу і на лінію заданого курсу. Команду на кермо слід подавати, не доходячи до точки А на відстань, яку проходить кораблем за мертвий проміжок часу.
Табличні методи обліку циркуляції.
При всій простоті і наочності графічного обліку циркуляції він має істотний недолік - низькою точністю. Тому у випадках, коли необхідний більш точний облік циркуляції, вдаються до табличних способів. Основні залежності, що лежать в основі табличних способів обліку циркуляції, також базуються на уявленні циркуляції як дуги окружності, радіус якої дорівнює половині тактичного діаметру циркуляції. Для обліку циркуляції цим способом, крім радіусу, необхідно знати наступні елементи циркуляції:
a - кут повороту корабля (кут між лініями старого і нового курсів);
До ср - проміжний курс;
S a - довжина шляху повороту на кут a (плаву н ие на циркуляції);
t a - час повороту на кут a;
q - курсовий кут проміжного курсу;
а - проміжне плавання (довжина лінії проміжного курсу);
d 1 - відстань до лінії нового курсу по лінії старого курсу.
Співвідношення, що зв'язують між собою ці величини, ясні з рис УНКА зліва.