OMiUP t2 Gorski'7

v

v

b

C

—    prędkość wody względem statku,

—    szerokość płetwy sterowej,

—    wysokość płetwy sterowej.

Ster omywany jest podczas ruchu statku strumieniem zaśrubowym wody (rys. 7.19), a więc powstające na wychylonym sterze siły zależą do pracy śruby, od odległości zamocowania płetwy steru od śruby, od kształtu stewy tylnej itp. Inne też jest działanie płetwy sterowej przy pracy śruby i inne w czasie poruszania się statku z pewną prędkością przy zatrzymanym napędzie, gdyż wtedy płetwę steru omywa strumień nadążający wody.

Zagadnienie powstawania sił na płetwie sterowej związane jest również z różnymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi części rufowej statku.

Dodatkowo należy zwrócić uwagę na fakt, że wartość siły hydrodynamicznej zależy od prędkości przepływu wody wokół płetwy steru, a nie od prędkości statku. Wynika stąd bardzo znaczny wpływ prędkości strumienia zaśrubowego na tę siłę, a więc na statku płynącym z niewielką prędkością można wytworzyć dużą siłę hydrodynamiczną na sterze, stosując chwilowe znaczne zwiększenie prędkości obrotowej śruby napędowej statku.

Dla określonej płetwy sterowej i stałej prędkości statku (prędkości opływu wody wzdłuż kadłuba statku) wartość siły hydrodynamicznej zależy wyłącznie od kąta wychylenia płetwy sterowej. Jest ona równa zeru przy kącie wychylenia a = 0 i osiąga wartość maksymalną dla kąta a = 90°.

Ponieważ sterowność statku zależy od siły nośnej L_s, należy rozpatrzyć zmienność tej siły w zależności od kąta wychylenia płetwy. Na rys. 7.20 przedstawiono zależność sił składowych L_s oraz R_s od kąta a wychylenia steru. Jak wynika z wykresu, dla kąta a = 0° składowa L_s i R_s = 0, następnie ich wartości rosną wraz ze wzrostem wartości kąta a, z tym, że wartość siły L_s rośnie szybciej niż siła oporu oraz R_s. Przy kącie a = 45° obie składowe są sobie równe, a przy dalszym wzroście kąta składowa nośna maleje, rośnie natomiast siła oporu. Przy kącie 90° siła hydrodynamiczna P w całości hamuje ruch statku do przodu.

Z wykresu na rys. 7.20 wynika, że maksymalną siłę nośną uzyskuje się przy wychyleniu płetwy sterowej o kąt a = 45°, jednakże w rzeczywistości przebieg zjawisk zachodzących przy wychylaniu steru odbiega od przedstawionych na wykresie. Przy większych kątach wychyleń steru następują bardzo silne zawirowania wody, odrywanie strug wody od profilu płetwy oraz inne zjawiska zmniejszające działanie siły nośnej.

Z tego względu w praktyce maksymalne i najkorzystniejsze kąty wychylenia płetwy sterowej mieszczą się w granicach 30-f40°, a tylko w szczególnych wypadkach stosuje się tzw. stery szerokokątne o wychyleniu na burtę wynoszącym ok. 70°.

Istotnym zagadnieniem jest miejsce przyłożenia siły hydrodynamicznej naporu wody na płetwę sterową. Siła hydrodynamiczna P jest wypadkową wszystkich sił działających na płetwę sterową i jest przyłożona w środku ciśnienia A, zwanym środkiem naporu.

277