Бортовой ветер скоростью 25 уз прилагает силу в 36 тс.
Ввиду существенного дифферента точка приложения силы находится впереди миделя. Способность буксиров контролировать движение судна, зависит от их мощности и с какого борта они закреплены (рис. 21).
Предположим, что судну помогают два буксира по 2 тыс. л. с. каждый; один — в носовой части, другой— в кормовой. Усилие на гаке буксиров составляет около 35 те, но при работе назад развивается усилие около 13 те.
Если буксиры закреплены с правого борта, то совместными действиями они могут двигать судно против ветра. Работая же задним ходом с левого борта, буксиры не смогут удержать судно. Если буксиры расположены по левому борту, то необходим по меньшей мере один мощный буксир в носовой части судна. Например, буксир мощностью 4 тыс. л. с., имеющий усилие на гаке 65 и 29 те, при работе назад мог бы совместно с буксиром мощностью 2 тыс. л. с. в корме удержать судно, если мы предотвратим чрезмерные динамические нагрузки на носовые швартовы буксиров.
Когда судно не имеет хода относительно воды и уравновесились силы ветра и буксиров, то создается более или менее устойчивое положение; при котором носовой буксир имеет большую нагрузку, чем кормовой.
При движении судна вперед любой дисбаланс сил корректируется рулем.
Предположим, что точка приложения силы ветра находится в 40 фут в нос от миделя и что носовой буксирный трос закреплен на главной палубе в 150 футах от форштевня; кормовой буксирный трос закреплен на главной палубе в 200 футах от кормы. Будем считать, что при движении судна вперед ЦВ находится в 20 футах от форштевня, что обеспечивает эффективность руля с плечом в 600 фут. Пока носовой буксир сохраняет свое положение, мы можем держать судно под контролем (рис. 22).
При движении судна назад (рис. 23), когда ЦВ находится в кормовой части в 200 футах от кормы, на носовой буксир приходится очень большая нагрузка. Вращающий момент, создаваемый бортовым ветром, составляет при этом 8640 т/фут, что требует от носового буксира для контроля ситуации создать усилие в 20 то, поскольку рабочее плечо буксира около 450 фут.
При поперечном смещении судна возникает дополнительная динамическая нагрузка на швартовы буксиров, которая пропорциональна водоизмещению судна и его поперечной скорости.
Возможный разворот вправо должен предупреждаться постоянным наблюдением за поперечным движением. Как только возникает вращательное движение, появляется инерция вращения. Для судна такого размера результирующая нагрузка может значительно превысить мощность носового буксира на заднем ходу и разрывную крепость его концов, если буксир натянет их слишком сильно. Отсюда следует, что буксир имеет преимущество в том случае, если он ошвартуется так далеко по носу, как это безопасно для его работы.
В описанной ситуации границы безопасности почти не ощутимы или вообще отсутствуют. Мы не стали бы намеренно ставить судно в такие условия, особенно если течение не по корме. Однако во время швартовки при 20-узловом ветре может быть внезапное его усиление до 25-узлового, когда судно уже подошло к причалу.
Попутный ветер
На рис. 24 показан танкер дедвейтом 7,0 тыс. т в балласте. Ветер попутный со скоростью 30 уз. Необходимо остановить судно, работая машиной назад. Цифры 1—8 указывают положение судна, через которые оно проходит под воздействием инерции, ветра и двигателя на заднем ходу. Рассмотрим эти позиции.
1.Судно движется вперед относительно воды со скоростью б уз, машина застопорена, телеграф поставлен на “Полный назад”.
- Машина работает полным ходом назад. Поперечная гидродинамическая сила от винта, работающего назад, имеет максимальное значение во время движения вперед и смещает корму влево. Если принять гидродинамическую силу, действующую поперек, равной 5 % эффективной мощности при работе машины назад, это составит около 8 те.
- Курсовой угол ветра 135° правого борта, и мы имеем суммарную силу ветра и поперечную гидродинамическую силу, разворачивающую нос судна вправо.
- Поперечная составляющая силы ветра увеличивается по мере разворота судна. Поперечное гидродинамическое сопротивление в районе левой скулы сместило ЦВ назад.
- Судно не имеет хода относительно воды, поперечная сила ветра максимальная. Судно движется боком влево.
- По мере развития судном заднего хода ЦВ сдвигается по направлению кормы. Судно движется прямо назад до тех пор, пока существует баланс поперечной гидродинамической силы от винта и поперечной силы ветра.
- Когда ЦВ сместится достаточно далеко в корму от миделя, начинается разворот носа судна влево. Произведение силы ветра и расстояния до ЦВ больше произведения поперечной гидродинамической силы от винта и расстояния до ЦВ (рис. 25). Поперечная сила от винта на этой стадии может быть оценена в 10 % мощности используемого заднего хода.
- Чем больше движение назад, тем быстрее разворот носовой части влево. С перемещением ЦВ дальше в корму увеличивается момент силы ветра и уменьшается момент поперечной гидродинамической силы от гребного винта.
