M026

(I u vii"

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 siłą zatrzymującą R , prostopadłą do wzdłużnej osi statku, noszącą nazwą siły skręcającej T_s.

Założywszy jednostajną prędkość statku oraz stałe pole powierzchni steru można przy-!, i / wielkość powstającej na sterze siły hydrodynamicznej jest zależna tylko od kąta wy-i i,_t leni.i steru. W związku z tym wzrost siły hydrodynamicznej będzie proporcjonalny do oostu kąta wyłożenia steru. Przebieg wielkości wzrostu dla kolejnych kątów wychylenia .1, oi można przedstawić w postaci rzutu wektora siły na prostą prostopadłą do osi wzdłużnej niitoi Na rys. 2.16a wyznaczono rzuty wektora siły Z⁵ dla wychyleń steru co 15° w granicach . .,1 u" do 90°. Odpowiednio na rys. 2.16b dokonano rozłożenia kolejnych wielkości sił hy-iloidynnmicznych na składowe zatrzymujące i skręcające. W końcu zaś wyznaczone wielko-i obu składowych odłożono w układzie współrzędnych na rys. 2.16c. Na osi poziomej /idądniono wielkość kąta wychylenia steru w stopniach, podczas gdy na osi pionowej m i, litości sil wyrażono w procentach siły zatrzymującej.

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

•ilu zatrzymująca wzrasta nieprzerwanie wraz ze zwiększaniem kąta wyłożenia steru, imiągając 100% swojej wielkości, gdy kąt ten odpowiada 90°; min zatrzymująca osiąga 50% swojej wielkości przy kącie wychylenia steru 45°; mlu skręcająca rośnie wraz ze zwiększaniem się kąta wyłożenia steru, osiągając maksymalną wielkość, gdy kąt ten wynosi 45°;

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

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

obie siły przyjmują jednakową wielkość przy kącie wyłożenia steru wynoszącym 45°.

|i m zywisty przebieg zjawisk hydrodynamicznych jest bardziej złożony, niż wynika to . |nm y/szych wyjaśnień. Równomierny ruch cząsteczek wody po obu stronach steru, warun-k<i|.|. y powstanie różnicy ciśnień, występuje tylko do pewnej wielkości kąta wychylenia .••ot 1'iz.y większych kątach natomiast w miejscu opływu występują zawirowania wody, |iinti>du|ącc całkowity zanik siły skręcającej i wyłączne powstawanie siły zatrzymującej. ('• aktyka wskazuje, iż stery o przekroju opływowym charakteryzuje pewne opóźnienie wy-•u |»M\ ania tego zjawiska w porównaniu do sterów płaskich. W rzeczywistości więc maksy-iiialm kąty wyłożenia steru mieszczą się w granicach 30 + 40°, tym samym nie osiągając I ąiu I v, |aki można by uznać za optymalny na podstawie poprzednich wyjaśnień. Obecnie ••• Hitu mę, iż pod warunkiem dobrego dopracowania kształtów stery opływowe umożliwiają

•i....... iinic kątów wychylenia wielkości 40°, zanim siła zatrzymująca przewyższy siłę skrę-

; n|i|i i 1176). Jakkolwiek w dotychczasowych rozważaniach przyjmowano stałe pole po-> ii i /»lim steru i jednostajną prędkość statku, to wielkość siły hydrodynamicznej P można •« liiisii następującym, bardzo przybliżonym wzorem [80]:

P = cys    (2.53)

W układzie SI    P = 9,81C_Jv²S

65