M026

u <Jir

' vir

P_7So

4S°

311°

15°

P<?=0

T_s[%]

R,[%J

Kys.2.16. Zależność siły hydrodynamicznej od kąta wychylenia steru; a --rzut siły hydrodynamicznej powstającej przy różnych kątach wychylenia steru, na prostopadłą do osi wzdłużnej statku; b - składowe zatrzymująca i skręcająca siły P\ c - zależność wielkości siły skręcającej i siły zatrzymującej od wielkości kąta wychylenia steru; obie siły wyrażone są w procentach maksymalnej siły zatrzymującej

równoległą do wzdłużnej osi statku, nazywaną silą zatrzymującą R_s, prostopadłą do wzdłużnej osi statku, noszącą nazwę siły skręcającej T_s.

/ ułożywszy jednostajną prędkość statku oraz stałe pole powierzchni steru można przy-|ąi 1/ wielkość powstającej na sterze siły hydrodynamicznej jest zależna tylko od kąta wy-•ln li m.i steru. W związku z tym wzrost siły hydrodynamicznej będzie proporcjonalny do

*    <in»iiii kąta wyłożenia steru. Przebieg wielkości wzrostu dla kolejnych kątów wychylenia •ii hi można przedstawić w postaci rzutu wektora siły na prostą prostopadłą do osi wzdłużnej MmiIiii Na rys. 2.16a wyznaczono rzuty wektora siły Z⁵ dla wychyleń steru co 15° w granicach tul o do 90°. Odpowiednio na rys. 2.16b dokonano rozłożenia kolejnych wielkości sił hy-(llinlymimicznych na składowe zatrzymujące i skręcające. W końcu zaś wyznaczone wielko-ti • nim składowych odłożono w układzie współrzędnych na rys. 2.16c. Na osi poziomej |Uf*uK'<lniono wielkość kąta wychylenia steru w stopniach, podczas gdy na osi pionowej ttt> Ikości sil wyrażono w procentach siły zatrzymującej.

I*i /ebieg zmian obu składowych siły hydrodynamicznej powstającej na sterze przedsta-I inny w postaci dwóch krzywych wskazuje, że:

ula zatrzymująca wzrasta nieprzerwanie wraz ze zwiększaniem kąta wyłożenia steru,

.....ągając 100% swojej wielkości, gdy kąt ten odpowiada 90°;

ula zatrzymująca osiąga 50% swojej wielkości przy kącie wychylenia steru 45°; ula skręcająca rośnie wraz ze zwiększaniem się kąta wyłożenia steru, osiągając maksymalną wielkość, gdy kąt ten wynosi 45°;

n miarę dalszego wzrostu kąta wychylenia steru powyżej 45° siła skręcająca maleje, po czym zanika całkowicie przy kącie odpowiadającym 90°;

maksymalna wielkość siły skręcającej występująca przy kącie wyłożenia steru 45° odpowiada 50% maksymalnej wielkości siły zatrzymującej;

i tłuc siły przyjmująjednakową wielkość przy kącie wyłożenia steru wynoszącym 45°.

I* /oczywisty przebieg zjawisk hydrodynamicznych jest bardziej złożony, niż wynika to Ipim v /szych wyjaśnień. Równomierny ruch cząsteczek wody po obu stronach steru, warun-klil'1- v powstanie różnicy ciśnień, występuje tylko do pewnej wielkości kąta wychylenia •łun l'i/y większych kątach natomiast w miejscu opływu występują zawirowania wody, iimiiiliiiącc całkowity zanik siły skręcającej i wyłączne powstawanie siły zatrzymującej. Hnkis kii wskazuje, iż stery o przekroju opływowym charakteryzuje pewne opóźnienie wy-Hfpim unia tego zjawiska w porównaniu do sterów płaskich. W rzeczywistości więc maksy-Hwlm kąty wyłożenia steru mieszczą się w granicach 30 + 40°, tym samym nie osiągając kąin I ■ . piki można by uznać za optymalny na podstawie poprzednich wyjaśnień. Obecnie Nt *-in.i się, iż pod warunkiem dobrego dopracowania kształtów stery opływowe umożliwiają IIhiii" muc kątów wychylenia wielkości 40°, zanim siła zatrzymująca przewyższy siłę skrę-JM|i|> ą 1176). Jakkolwiek w dotychczasowych rozważaniach przyjmowano stałe pole po-

•    »*• «lun steru i jednostajną prędkość statku, to wielkość siły hydrodynamicznej P można »i ni Mi następującym, bardzo przybliżonym wzorem [80]:

P = cys    (2.53)

w układzie SI    P = 9,81C₁v².S'

65