Судно на ходу с определенным дифферентом и осадкой под воздействием руля будет встречать поперечное сопротивление. Центр поперечного сопротивления служит рулю и в качестве некой мягкой опоры для разворота. Судно вращается вокруг ЦВ, который находится вблизи центра поперечного сопротивления. Поскольку при развороте возникает угол дрейфа, на борт судна также начинает действовать поперечное сопротивление. В то время как сила от действия руля зависит от угла перекладки руля и упора винта, поперечное сопротивление зависит от угла дрейфа и скорости относительно воды. Большая осадка увеличивает боковую подводную площадь и вследствие этого поперечное сопротивление; различный дифферент изменяет относительную площадь впереди и сзади ЦВ.
FR (боковое сопротивление впереди от ЦВ) вызывает направленный вращательный эффект и является одной из основных сил, которые определяют положение ЦВ на судне, поворачивающемся под действием руля (рис. 121).
Центр FR (R) расположен примерно посередине между носом и ЦВ.
AR (поперечное сопротивление, которое действует позади от ЦВ) работает против силы от действия руля и имеет поэтому обратное влияние на поворот, поскольку оно ограничивает угол дрейфа. Угол дрейфа увеличивается до тех пор, пока AR достигнет определенного соотношения с поперечной силой от действия руля. Это соотношение достигается быстрее на мелководье, где ограниченный запас воды под килем вызывает подъем воды со стороны, в которую движется корма. Получающийся в результате этого меньший угол дрейфа ведет к увеличению диаметра циркуляции.
Когда судно имеет ход, начальный ЦВ под воздействием руля в самом начале поворота, когда угол дрейфа и поперечное сопротивление минимальны, находится примерно посередине между носом и ЦТ. В это время не только относительно большая боковая подводная площадь позади начального ЦВ, но и скорость относительно воды, которая пока также не снижается, создают большую начальную силу AR. Поэтому угол дрейфа увеличивается медленно из-за того, что поперечная сила от действия руля должна преодолеть поперечную инерцию, а также значительную AR, что ведет к медленной начальной скорости поворота при изменении курса на первые 10°. Увеличивающийся угол дрейфа вызывает рост гидродинамической силы FR, которая отталкивает ЦВ назад до тех пор, пока не будет достигнут максимальный угол дрейфа, при котором AR ограничивает силу от действия руля, и установится баланс между поперечным сопротивлением и этой силой.
Широкие суда и суда с дифферентом на нос встречают более сильное гидродинамическое сопротивление. Вследствие этого боковая подводная площадь позади ЦВ будет меньше и угол дрейфа должен увеличиться, чтобы AR достигло определенного соотношения с поперечной силой руля.
Скорость поворота судна максимальная в то время, когда наибольшее сопротивление в носу. Это бывает некоторое время спустя после того, как поворот хорошо установится, т. е. между 10 и 90° угла поворота.
На более поздней стадии полной циркуляции, когда скорость снизится и станет постоянной, а частота вращения машины будет больше, чем та, которая соответствует скорости относительно воды, ЦВ сдвинется вперед, в результате чего снизится и угловая скорость.
Потеря скорости ведет к увеличению угла дрейфа и смещению вперед ЦВ. Баланс сил поперечного сопротивления и руля сохраняется посредством минимальных изменений угла дрейфа и положения ЦВ. Таким образом, между силой от действия руля, углом дрейфа, поперечным сопротивлением и ЦВ имеется неразрывная взаимосвязь (рис. 122).
