Действие руля и гидродинамические силы, возникающие на нем
При перекладке руля на угол aР, на передней его плоскости, по закону Бернули, в следствии уменьшения скорости потока возникает область повышенного давления. На задней плоскости, где скорость потока увеличивается, давление понижается. Разность давлений приводит к
РРX
РР
РРY
возникновению результирующей гидродинамической силе РР, нап-равленной почти перпендикулярно к плоскости пера руля и приложен-ной в центре его давления. Величина РР зависит от площади пера руля, угла атаки a и примерно пропорциональна квадрату скорости набегающему на руль потоку воды. Для рассмотрения действия руля РР раскладывают на две составляющие в осях координат, неизмен-но связанных с судном: РРY – поперечная гидродинамическая сила (подъемная сила), РРX –продольная гидродинамичес-кая сила (сила лобового сопротивления).
Гидродинамические силы связанные с равнодействующей следующим отношением:
Действие руля на переднем ходу.
G
M
ℓ
L/2
RY
РРY
РРY
РРY
Рис.6.3 Действие руля на переднем ходу.
Перекладка руля на переднем ходу сопровождается появлением боковой гидродинамической силы «РРY». Прикладывая к центру тяжести судна «G» две равные и противоположно направленные силы (РРY) получаем момент РРY*L/2. Действие момента РРY*L/2 сопровождается обратным смещением судна и появлением угла дрейфа «a». Наличие угла дрейфа приводит к изменению направления потока обтекающего подводную часть корпуса судна и появлению поперечной гидродинамической силы на корпусе судна «RY», приложенной к центру сопротивления судна и обратной по направлению силе (РРY). Таким образом, разворачивающий момент при движении судна на переднем ходу определяется как сумма моментов от сил РРY и RY.
M= РРY*L/2 + RY*ℓ
Действие руля на заднем ходу.
На заднем ходу перекладка руля также вызывает появление силы РРY и действие момента РРY*L/2 и возникновение дрейфа судна. Появление дрейфа сопровождается возникновением силы RY и действием момента RY*ℓ. Однако действие момента RY*ℓ противоположно по направлению действию момента РРY*L/2.
Таким образом, разворот судна на заднем ходу будет происходить под действием разности моментов:
RY
M= РРY*L/2 - RY*ℓ.
ℓ
РРY
M
G
L/2
РРY
РРY
Рис.6.4. Действие руля на заднем ходу.
Поэтому управляемость судна под действием руля на заднем ходу значительно хуже, чем на переднем. Выход из установившейся циркуляции заднего хода с помощью одного руля практически невозможен.
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав!Последнее добавление
возникновению результирующей гидродинамической силе РР, нап-равленной почти перпендикулярно к плоскости пера руля и приложен-ной в центре его давления. Величина РР зависит от площади пера руля, угла атаки a и примерно пропорциональна квадрату скорости набегающему на руль потоку воды. Для рассмотрения действия руля РР раскладывают на две составляющие в осях координат, неизмен-но связанных с судном: РРY – поперечная гидродинамическая сила (подъемная сила), РРX –продольная гидродинамичес-кая сила (сила лобового сопротивления).
