Діаметр циркуляції на повному ходу і кермі, перекладення на борт, прямо пропорційний плечу управління ¾ (L - B) і назад - пропорційний плечу поперечного опору 1/8 (L + 3B).
Величина усталеного діаметра циркуляції великотоннажного судна наближено дорівнюватиме:
де L і В - довжина між перпендикулярами і ширина судна, м .;
Довжина циркуляції С = πD. кут дрейфу # 946; при центрі повороту буде дорівнює V = L / C. 180 °. Наведені залежності дозволяють знаходити елементи циркуляції в залежності від ставлення L / B. Це відношення є причиною різних діаметрів циркуляції судів приблизно одного і того ж дедвейту. Результати розрахунку представлені в табл. 2.
Елементи циркуляції в залежності від L / B
Центр обертання судна (Ц.В.), як поняття - точка, навколо якої обертається судно, розглядається в роботі Генрі Х. Хойера [3]. На передньому ходу судна Ц.В. перебувати приблизно на ¼ довжини судна від носа. На задньому ходу він розташовується приблизно в ¼ довжини від корми. На циркуляції Ц.В. розташовується в носовій частині на значеннях довжини судна, зазначених у другій колонці табл. 2.
При управлінні судном більш важливим є знання найбільшого діаметра циркуляції судна (Dт), званого тактичним. Його величина для судна в баласті може бути визначена за емпіричною формулою:
для судна в вантажу за формулою:
де Св - коефіцієнт повноти водотоннажності.
В роботі на підставі обробки натурних випробувань для наближеної оцінки величини Dт отримана наступна формула:
де е - основа натуральних логарифмів.
В роботі [25] для визначення елементів сталої циркуляції великотоннажного судна наведені такі формули.
Кутова швидкість обертання:
де: V - лінійна швидкість на сталої циркуляції, уз;
DЦ - діаметр сталої циркуляції, м.
Час повороту судна на заданий кут # 966; ° визначається з виразу:
Залежність діаметра циркуляції D від кута перекладки керма може бути виражена формулою:
де Dт - тактичний діаметр циркуляції при вугіллі перекладки керма # 945; р = 35 ° «на борт».
Ширина смуги руху корпуса судна при повороті визначається за формулою:
DSц = L sin # 946; + B cos # 946; (1.10)
де: # 946; - кут дрейфу судна на циркуляції;
Sц - ширина смуги руху, м.
Кут дрейфу судна на циркуляції можна визначити за наближеною формулою:
Для великотоннажних суден зворотне зміщення на циркуляції може мати значну величину.
З деяким наближенням цю величину знайдемо за формулою:
де l3 - зворотне зміщення центру ваги судна,.
Тоді крайня точка корми з урахуванням l3 може відхилитися від кривої циркуляції на відстань, що визначається за формулою:
Висуваючи судна lп за первісним курсом, при повороті на кут менш 90 ° (l1 - висуваючи судна при повороті на 90 ° наведено в таблиці маневрених елементів) наближено може бути визначений за формулою:
де: V0 - швидкість судна в момент початку повороту;
Rср - радіус кривизни циркуляції на ділянці повороту, Rср = 1,2 Dт / 2 під час перекладання керма на кут не більше 20 °;
DК - кут повороту судна (ІК2 -ІК1 = DК);
tМП - час реакції судна на перекладений кермо (мертвий проміжок).
Значення відносної швидкості на сталої циркуляції для великотоннажного судна можна визначити за такою емпіричною формулою:
Для розвороту судна на зворотний курс ширина фарватеру (акваторії розвороту судна) повинна бути не менше:
Розрахунки елементів циркуляції «в ручну», за наведеними формулами в умовах роботи судноводія на містку займуть багато часу, тому необхідно, щоб інформація про повороткості була в комп'ютері або на плакаті у вигляді спеціального планшета (рис. 1.6).
Мал. 1.6. Виконання поворотів з використанням планшета циркуляцій
Планшет циркуляцій є сіткою напрямків (радіуси) і дистанцій (концентричні кола), на яку нанесені криві циркуляції при різних кутах перекладки керма. Для великотоннажних суден ці криві наносять з урахуванням руху на циркуляції країв судна (на рис. 1.4) це показано для циркуляції лівого борту під час перекладання керма на 10 °.
Планшетом можна користуватися наступним чином. На кальці в масштабі планшета наносять схему фарватеру (каналу) в районі повороту з відмітками старого ІК1 і нового ІК2. а також один - два найбільш зручних орієнтира. Потім кальку накладають на планшет так, щоб лінія ІК, збігалася з радіусом планшета ГО. Переміщаючи кальку уздовж цього радіусу, вибирають необхідну циркуляцію і поворот на новий курс при вугіллі перекладки керма обраної циркуляції.