Поворотливость и устойчивость.

Поворотливость. Способность судна изменять направление движения и двигаться по криволинейному пути. Применяемое в этом смысле некоторыми туристами понятие «маневренность» в действительности включает в себя еще скорость хода, инерцию судна, время реверса и др. На спокойной воде туристские гребные суда поворачивают, как обычно, перекладкой руля, а на бурных горных реках байдарками, катамаранами и плотами управляют веслами и гребями. При повороте судно одновременно вращается вокруг вертикальной оси и движется по криволинейной траектории. При этом сопротивление воды повороту будет тем значительнее, чем больше длина судна L, площадь сечения корпуса S_ДП и коэффициент его полноты у_дп. Худшее сочетание этих показателей обычно бывает у катамаранов и плотов этого же типа, их поворотливость падает также с увеличением расстояния между поплавками В₀, а уменьшение длины L и ширины В₀ ограничено падением остойчивости.

Поворотливость двухкорпусных судов улучшают уменьшением коэффициента полноты у_дп, т. е. усилением подрезки поплавков или увеличением относительной ширины последних В_k /_T, что, в свою очередь, приводит к сокращению их сечения S_ДП. Последнее достигается различными способами (рис. 1,г). Для этого, во-первых, увеличивают диаметр поплавков круглого сечения. Во-вторых, делают так называемые плоские поплавки, для чего в одной оболочке поплавка размещают рядом в горизонтальной плоскости две продольные камеры. В-третьих, применяют каркасно-надувные поплавки, имеющие поперечное сечение, например в виде сегмента, что достигается растяжением оболочки на раме, которая состоит из двух привальных брусьев и нескольких бимсов. Следует обратить внимание на то, что хотя этот вариант дает несколько меньший выигрыш в осадке, чем предыдущий, но зато он позволяет получить более высокие гидродинамические характеристики поплавков. Наконец, немного повысить поворотливость можно при любой форме поплавков — для этого достаточно их надуть слабее, чтобы они сплющились под собственным весом судна.

При угловых ускорениях повороту противодействует момент инерции судна — чем больше момент инерции, тем медленнее будет осуществляться поворот. Это заметно у двухместных байдарок и четырехместных катамаранов, особенно на соревнованиях, когда суда идут без груза. Смещение гребцов в крайние положения к носу и корме уменьшает поворотливость, поскольку вращающий момент при повороте возрастает пропорционально первой степени длины плеча силы, а момент инерции — второй степени. Сосредоточение груза на периферии судна влияет аналогичным образом.

Очевидно, легче управлять малыми легкими судами с короткой подводной частью и небольшой осадкой, особенно в оконечностях корпуса, быстро же разворачивать четырехместный катамаран весом около 500 кг и с диагональю более 5м — дело совсем не простое. Поэтому заслуживает внимания способ посадки гребцов московского клуба «Вольный ветер» на четырехместном катамаране по вершинам квадрата, а также конструкция ленинградцев (расположение поперечных балок), которая позволяет всем гребцам при той же посадке свободно работать капойными веслами по обе стороны каждого поплавка.

Устойчивость. От устойчивости (и от поворотливости) зависит управляемость судна — при слабой устойчивости судно считается плохо управляемым. При этом устойчивость на курсе и поворотливость — два взаимоисключающих качества: все, что повышает устойчивость, снижает поворотливость, и наоборот. О судах с малой устойчивостью говорят, что они рыскливы. Это отнюдь не безобидное свойство. Во-первых, нейтрализуя рыскание, экипаж вынужден непрерывно работать рулем, веслами пли гребями, а у парусников еще и шкотами. Это не только утомляет людей и притупляет их реакцию, но и снижает скорость судна. Во-вторых, в сложных условиях неожиданный непроизвольный поворот может привести к тяжелой аварии. Очевидно также, что разумный компромисс между поворотливостью и устойчивостью на курсе будет различным для озера и бурной горной реки.

Плоты с поперечным расположением поплавков более рыскливы, чем плоты других конструкций. Здесь могут сказаться по крайней мере два обстоятельства. Во-первых, при большой ширине (ниже будет показано, что плот этого типа должен иметь значительно большую ширину, чем катамаран, при одинаковой с ним поперечной остойчивости) левые и правые оконечности поплавков скорее могут оказаться в струях с разной скоростью воды, что может привести к непроизвольному повороту плота. Во-вторых, при «соскальзывании с горки» плот приобретает заметную поступательную скорость, которая может сказаться на устойчивости следующим образом.

Дело в том, что, как хорошо известно яхтсменам, у судна, идущего строго по ветру, на подветренной стороне паруса образуются и отрываются вихри Кармана, периодически то у левой, то у правой кромки паруса (рис. 4, а).

При этом попеременно возникают силы, направленные поперек яхты и в противоположные стороны, которые вызывают сильную бортовую качку и даже опрокидывают шверботы. Нечто подобное должно происходить, когда длинный поплавок располагается поперек линии своего движения, и неожиданные развороты могут вызываться подобными водяными вихрями.

Предыдущая страница        К оглавлению      Следующая страница