Определение маневренных характеристик судов в натурных условиях

Достоверное знание маневренных характеристик судна в различных условиях плавания имеет большое практическое значение для судоводителей, повышая надежность и безаварийность эксплуатации судна. Современные теоретические способы расчета маневренных качеств судна, основанные на ряде допущений, не обладают достаточно высокой точностью и нуждаются в экспериментальной проверке. По этой причине все суда по окончании строительства подвергаются мореходным натурным испытаниям. Эти испытания в зависимости от типа и назначения судна, в общем случае состоят из скоростных, буксировочных, тягово-динамометрических, мореходных и маневренных испытаний. Ниже будут рассмотрены только маневренные испытания, как имеющие непосредственное отношение к управлению судном.

В наибольшем объеме маневренные испытания проводятся на головном судне (при серийной постройке). На последующих судах серии проводятся в меньшем объеме контрольные испытания с целью проверки маневренных качеств серийного судна в сравнении с головным.

Как в том, так и в другом случае испытания проводятся специальной испытательной партией, состоящей из специалистов проектных организаций, судостроительного завода и научно-исследовательских институтов, принимавших участие в проектировании и строительстве данного судна, при непосредственном участии экипажа судна. Такие испытания называются сдаточными испытаниями и проводятся обычно для двух состояний нагрузки судна - в полном грузу и в балласте, при отсутствии течения и ветре не более 3 баллов. В процессе эксплуатации судна состояние его нагрузки может изменяться в широких пределах, корпус может обрасти ракушками и водорослями, а внешние условия плавания (волнение, ветер, течение) могут быть далеки от условий сдаточных испытаний. По этой причине маневренные испытания периодически проводятся также и в период эксплуатации судна силами его экипажа в целях расширения информации для судоводителя о маневренных качествах судна, без которой невозможна безаварийная эксплуатация.

Кроме того, систематизация и накопление материалов по маневренным качествам судов в различных условиях плавания позволяют произвести их сравнительную оценку, выявить влияние внешних факторов и обосновать требования к маневренным качествам вновь строящихся и проектируемых судов.

Таким образом, каждый судоводитель должен уметь пользоваться различными методами и способами определения маневренных характеристик судна.

Маневренные испытания можно условно разделить на ряд
частных испытаний, имеющих целью опытное определение ряда характеристик и параметров судна, в совокупности дающих достаточно полное представление о его маневренных качествах. i

К ним относятся испытания по определению следующих харак­теристик:

1) рулевого устройства;

2) поворотливости судна в установившемся периоде циркуляции;

3) поворотливости судна в неустановившемся периоде циркуляции;

4) теоретической и эксплуатационной устойчивости судна на курсе;

5) инерционных при свободном выбеге, изменении режима движения и торможения судна.

Достоверность испытаний зависит не только от выбранной методики проведения испытаний, но и от их организации, которая включает подготовку судна к испытаниям, составление четкой программы испытаний, подготовку бланков и таблиц для записи результатов замеров на испытаниях, четкую фиксацию условий проведения испытаний.

Фиксация условий проведения испытаний должна содержать название объекта испытаний (судна), дату и время их проведения, район испытаний, глубину моря, волнение моря в баллах, скорость и курсовой угол ветра, скорость и направление течения, состояние нагрузки судна и параметры его посадки.

Скорость ветра должна быть замерена с помощью анемометра на верхнем открытом мостике с наветренной стороны. В некоторых случаях необходимо замерить как кажущиеся, так и истинные скорость и направление ветра (при дрейфе судна «на стопе»). Скорость и направление течения определяют по лоции или картам течений. Параметрами посадки являются осадка, крен и дифферент судна. Осадку замеряют по маркам углубления в носу, корме и на миделе.

Для полного исключения влияния мелководья на результаты испытаний глубина в месте их проведения, должна быть не менее наибольшего значения, полученного по формуле

(81)

Перечисленные условия испытаний, их результаты и выводы фиксируются в специальном протоколе или акте за подписью лиц, ответственных за проведение испытаний.

Проверка надежности рулевого устройства в соответствии Правилам Регистра проводят в следующей последовательности. При движении судна на полном переднем ходу при максимальных оборотах гребного винта руль перекладывают на правый борт до упора, затем с правого на левый и с левого вновь в нейтральное положение. После восстановления первоначальной скорости движения перекладка руля повторяется в обратной последовательности.

Указанные маневры повторяются с выдержками руля на борту 10, 20 и 30 с. Подобные же испытания проводятся при движении судна на заднем ходу.

В процессе испытания фиксируют время перекладки руля на углы и строят график зависимости . При наличии специальной тензометрической аппаратуры производят замер крутящего момента на баллере руля в зависимости от угла перекладки. Рулевое устройство, считается надежным, если руль не заклинивается, находясь в любом положении, и легко перекладывается из любого положения. Время перекладки руля основным рулевым приводом с 35° одного борта до 30° другого, согласно требованиям Правил Регистра, не должно превышать 28 с. При действии запасного рулевого привода время перекладки руля (при скорости переднего хода, равной половине максимальной скорости судна, но не менее 7 уз) с 20° одного борта на 20° другого не должно превышать 60 с.

Одновременно с указанными испытаниями проверяют надежность работы основного и запасного рулевых приводов, рулевой машины, привода и управления рулевой машины, рулевого тормоза и ограничителя руля.

Кроме того, в процессе этих испытаний проверяют тарировку аксиометра (прибора, расположенного в ходовой рубке и показывающего положение пера руля), что имеет большое значение при выполнении испытаний, описанных ниже.