Маневрирование и управление кораблем: что нужно знать?
Маневрирование и управление судном - это непростая задача, с которой могут справиться только профессионалы. Корабль считается устойчивым по направлению, если отклонение от заданного курса увеличивается только тогда, когда действует внешняя сила или момент, вызывающий отклонение. С другой стороны, говорят, что он нестабилен, если отклонение от курса начинается или продолжается даже при отсутствии внешней причины. Судно, неустойчивое по направлениям, легко маневрирует, а устойчивое судно требует меньших затрат энергии рулевым приводом на поддержание заданного курса. Поэтому желателен компромисс между крайностями. В грубом смысле путевую устойчивость или неустойчивость можно определить путем изучения подводного профиля корабля. Если площадь корпуса и его придатков сосредоточена ближе к кормовой оконечности, то судно, вероятно, будет устойчивым по курсу.
Ни устойчивость, ни неустойчивость не устраняют необходимости в устройствах для поддержания курса или его изменения по команде. Почти универсальным механизмом для такого управления направлением является руль (или рули), установленный на корме и приводимый в действие электрогидравлическим рулевым двигателем, установленным внутри корпуса чуть выше. Руль направления представляет собой придаток, который имеет поперечное сечение, очень похожее на аэродинамический профиль, и который развивает подъемную силу при повороте, создавая ненулевой угол атаки по отношению к воде. Подъемная сила создает крутящий момент вокруг точки, расположенной где-то на середине длины корпуса.
Для заданного угла атаки подъемная сила руля пропорциональна квадрату скорости воды относительно руля. Следовательно, предпочтительное положение руля направления находится в пределах высокоскоростного потока, создаваемого гребным винтом. В случае многовинтового судна может быть установлено несколько рулей (по одному за каждым гребным винтом), чтобы использовать преимущества высокой скорости течения. Кроме того, корабль, который должен хорошо маневрировать задним ходом, часто оснащается парой «фланговых рулей» для каждого гребного винта. Они расположены перед гребным винтом, по одному с каждой стороны вала.
Особой проблемой является маневрирование на очень малых скоростях, так как малая скорость воды означает недостаточную подъемную силу, развиваемую рулем. Если руль расположен непосредственно за гребным винтом, то несколько секунд высокой скорости гребного винта могут создать подъемную силу, достаточную для толкания кормы в сторону, прежде чем произойдет значительное движение корпуса вперед. Толкать корму вбок равносильно изменению направления корпуса, но этого средства часто недостаточно для маневрирования на малых скоростях.
По этой причине многие корабли оснащены «носовым подруливающим устройством» — гребным винтом, установленным в поперечном туннеле рядом с носом. Это подруливающее устройство может толкать носовую часть в сторону, не создавая движения вперед. Если подобное подруливающее устройство установлено рядом с кормой, корабль может двигаться боком или даже вращаться на месте, если два подруливающих устройства действуют в противоположных направлениях.
