Волнение затрудняет плавание, вызывает качку, сильная волна осложняет работу гребного винта, который вместе с кормой может периодически оголяться. Это понижает упор винта, уменьшает скорость движения судна, снижает действие винта на перо руля. В момент оголения носа и особенно винта судно сразу же становится сильно подверженным действию ветра, сбивается с курса; для судов с подвесными моторами это имеет место даже при небольшом волнении. Сильные удары волн могут повредить корпус, механизмы, смыть людей за борт и причинить другие неприятности. Выход винта из воды вредно отражается на двигателе, а также на корпусе судна. Удары волн мешают своевременно и быстро перекладывать руль. На волне труднее выбрать и удержать заданный курс.
При встречных волнах, если они не останавливают судно, управлять им несколько легче, чем при попутных и бортовых При встречных волнах судно лучше держится на курсе.
На мелководье волнение не только мешает управлять судном, но может вызвать повреждение днища корпуса от удара о дно или поломку руля и винта.
5. Влияние течения
Течение оказывает большое влияние на управление и маневренные элементы судна относительно грунта (берегов)
При ходе против течения судно хорошо слушается руля, уменьшается инерция судна и его легче остановить. Сложнее управлять рулем на поворотах судна при попутном течении, при котором судно хуже слушается руля. Следовательно, при движении вниз по течению труднее выполнять различные маневры. С увеличением скорости течения увеличивается расстояние, необходимое для поворота судна, идущего вниз, так как удлиняется и искажается кривая циркуляции, если ее рисовать относительно берега.
Лучшие условия управления судном и, в частности, его остановкой при движении против течения используются судоводителями при подходе к причалу и швартовке, т. е. судно, идущее по течению, подходит к причалу или берегу после разворота ниже причала на обратный курс.
Особенно неприятны свальные течения, проходящие под углом к основному потоку, так как они вызывают резкое смещение судна с избранного курса (снос с курса). Подобно свальному течению действует поток (течение) в относительно спокойной реке, водохранилище, озере, в море, например в местах впадения притоков, речек, при сгонно-нагонных явлениях. Наибольший снос испытывает судно при следовании бортом к течению. Направление и скорость течения могут непрерывно меняться от действия приливов, отливов, ветра, особенно в устьях и на берегах рек, а также за различными мысами и островами.
Чтобы предупредить снос судна течением с курса, можно переложить руль и уклониться по направлению на это течение. Тогда судно пойдет по направлению равнодействующей скорости течения и своего хода. Угол поправки на течение определяют глазомерно по наблюдению за береговыми и плавучими знаками.
6. Влияние узкостей
На широком водном пространстве вытесняемая судном вода расходится при его движении во все стороны. Влияние ширины фарватера при управлении судном определяется изменением характера потока, условиями волнообразования, возникновением дополнительного сопротивления. Поэтому в узкостях может быть много причин, сбивающих судно с курса и затрудняющих управление им.
7. Влияние глубин и осадка движущегося судна
При переходе судна из глубоководного фарватера на мелководье возрастает волнообразование, увеличивается сопротивление и уменьшается скорость хода. На мелководье при достаточно большой скорости хода судно получит дифферент на корму, а около середины судна заметно понизится уровень воды- образуется большая впадина, где уменьшится сила поддержания. Поэтому судно может увеличить осадку по сравнению с осадкой на глубокой воде. Чем больше осадка судна, тем меньше зазор между корпусом и дном, а следовательно, относительно больше скорость потока воды под корпусом. Поэтому судно во время движения на мелководье будет подсасываться ко дну (как правило, кормой). Это явление особенно характерно для судов с плоскими днищами. Дополнительная осадка судна растет с увеличением скорости хода и может быть причиной повреждения корпуса или винтов при проходе через участок с малыми глубинами. Увеличение осадки во время движения по мелководью у некоторых типов судов доходит до 0,5 м.
В случае неожиданного подхода к мелкому месту носовая часть судна может резко «оттолкнуться» от него из-за внезапно возросшего сопротивления воды, а также потому, что перед носовой частью вода будет вытесняться на мелкое место, сталкивая судно на большую глубину.
Если судно идет по мелководью с переменной глубиной, то правильное направление движения судна приходится удерживать частым вращением штурвального колеса. Чем уже и мельче фарватер и чем быстрее движется судно, тем быстрее и беспорядочнее кормовые волны будут догонять судно, действуя на его корму неравномерно, то с одной, то с другой стороны. При этом все время меняется давление воды на перо руля. Описанные явления вызывают рыскливость судна, особенно при подходе о: глубокого места к мелкому. Это опаснее всего при расхождении со встречными судами, так как может вызвать постановку судна на мель, повреждение корпуса, столкновение судов.
Следовательно, на мелководном фарватере следует уменьшать ход, чтобы уменьшить дополнительную осадку и рыскливость судна и тем самым обеспечить большую безопасность движения и улучшить управляемость.
Глава XII . ВОЛНООБРАЗОВАНИЕ И ПРИСАСЫВАНИЕ ДВИЖУЩИХСЯ СУДОВ
§ 47. ВОЛНООБРАЗОВАНИЕ
Судно при движении вытесняет воду, раздвигая ее перед собой. После прохода судна вода заполняет объем, освобождающийся за кормой. Преодолевая сопротивление воды, судно приводит ее частицы в колебательное движение, которое благодаря упругим свойствам поверхности воды распространяется в виде волн. Волнообразование различно и зависит в основном от размеров судна, обводов его корпуса, осадки, ширины и глубины фарватера. С ростом скорости движения судна размеры воли растут по закону квадрата скорости. На волнообразование, как уже говорилось, расходуется энергия движения.
С увеличением скорости движения водоизмещающегося судна уровень воды у носа заметно повышается, образуя систему носовых волн. Схема образования волн при движении водоизмещающегося небыстроходного судна на спокойной воде приведена на рис. 105. Вдоль бортов в средней части судна, следуемого в режиме плавания, уровень воды понижается, образуя впадину. В кормовой части судна уровень воды снова повышается, образуя систему кормовых волн.
Рис. 105. Схема образования волн при движении судна на спокойной воде А – носовые расходящиеся волны; Б – кормовые расходящиеся волны; В – кормовые поперечные волны
Носовые волны подразделяются на носовые расходящиеся и носовые поперечные волны.
Носовые расходящиеся волны, подобно усам, простираются от форштевня судна с обоих бортов. Фронт их расположен под углом около 40° к направлению движения, а середины находятся на прямых, составляющих угол около 20° с диаметральной плоскостью. Волны по длине являются короткими.
Носовые поперечные волны, перпендикулярные к направлению движения судна, зарождаются вместе с носовыми расходящимися волнами и распространяются между ними. Поперечные носовые волны движутся в направлении движения судна, постепенно увеличиваются по длине от носа к корме и уменьшаются по высоте.
Кормовые расходящиеся волны начинаются несколько впереди ахтерштевня с обоих бортов судна. Они меньше по размерам, чем носовые, и имеют такие же углы с направлением движения судна, как и носовые расходящиеся волны.
Кормовые поперечные или так называемые «спутные» волны начинаются там же, где и кормовые расходящиеся, но они более интенсивны, так как расположены за гребными винтами. По мере удаления от кормы, где они равны ширине судна, волны уменьшаются по высоте, но увеличиваются по длине.
С увеличением скорости движения увеличивается волнообразование. На мелководье длина расходящихся волн и угол между ними увеличивается и может составлять угол в 90° с диаметральной плоскостью судна. В зависимости от глубины фарватера с достижением судном определенной большой скорости расходящиеся волны совместно с поперечными волнами образуют мощную систему волн. Движущуюся вместе с судном в районе скулового образования или в районе кормы малых быстроходных судов и катеров волну называют одиночной волной или волной перемещения. Волна перемещения характерна для судов с тупыми скуловыми образованиями, а также буксирных судов, идущих без караванов.
Волнообразование зависит не только от скорости, но и от отношения между скоростью и длиной судна. Короткое судно вызывает большие волны при небольшой скорости, а длинному судну потребуется очень большая скорость, чтобы вызвать такие же волны. Между местами образования носовой и кормовой систем волн у оконечностей корпуса, в средней части бортов судна, образуются пониженные горизонты воды (впадина). По сравнению с нормальным горизонт воды во впадине понижается с увеличением волнообразования и уменьшением глубины фарватера. Таким образом, при движении судна полным ходом по всей длине корпуса располагаются три основные зоны влияния гидродинамических полей: две зоны повышенного давления, где действуют отталкивающие силы в носу и непосредственно около кормы, и зона пониженного давления по борту судна. Центром зоны пониженного давления у колесных судов являются впадины колес судна. У винтовых паротеплоходов зона пониженного давления несколько смещена к корме. Эта картина особенно хорошо видна при движении судна по фарватеру с малыми скоростями течения.
