Как разворачивает судно из-за вращения винта

Добрый день.

Давайте разберемся с вопросом, с которым вы можете столкнуться как став капитаном, так и на своей первой вахте третьим помощником или даже на интервью. Просто вариация вопроса будет разной. В первом случае вас спросит лоцман: «Какого шага у вас винт? Куда идет нос при работе на задний ход?», а во втором случае, при заступлении на первую навигационную вахту вам может задать вопрос капитан: “Вы ознакомились с маневренными характеристиками судна? А какого шага у нас винт? Ну, и куда пойдет нос если отработать на задний ход?”

Первый вопрос — какие бывают винты? Существуют винты фиксированного шага (fixed pitch propellers) и регулируемого шага (controllable pitch propellers). В первом случае больше или меньше ход регулируется за счет скорости вращения вала (shaft), а направление тяги вперед или назад — за счет направления вращения винта по часовой стрелке или против часовой стрелки. Если винт при работе на передний ход вращается по часовой стрелке — это винт правого шага (если смотреть с кормы). Если винт при работе на передний ход вращается против часовой стрелки — это винт левого шага (если смотреть с кормы).

Если судно требует повышенной маневренности, как правило, на таком судне Вы встретите Controllable pitch propeller (CPP), это винт, у которого лопасти меняют угол атаки. Вал вращается всегда с одинаковой скоростью и в одном и том же направлении, а ход и направление тяги регулируется за счет изменения угла атаки лопастей. Чем больше требуется мощности, тем больше должен быть угол атаки (pitch). Как правило, на судах устанавливается Controllable pitch propeller, который вращается против часовой стрелки (влево).

Подведем определенный итог. Если у нас винт фиксированного правого шага, тогда на передний ход он будет вращаться по часовой стрелке (вправо), а на задний ход он будет вращаться против часовой стрелки (влево, если смотреть с кормы). Как правило, на судах большого тоннажа установлен именно один винт фиксированного правого шага.

Если у нас винт фиксированного левого шага, тогда на передний ход он будет вращаться против часовой стрелки (влево), а на задний ход — по часовой стрелке (вправо, если смотреть с кормы).

Если у нас винт регулируемого левого шага (Left-hand CPP), тогда, что на передний, что на задний ход он будет вращаться против часовой стрелки (влево). Как правило, на судах с CPP установлен винт левого шага. Существует мнение, что это связано с тем чтобы при работе на задний ход судно имело такие же свойства как судно с фиксированным винтом правого шага (классический случай).

Если у нас винт регулируемого правого шага (Right-hand CPP), тогда что на передний что на задний ход он будет вращаться по часовой стрелке (вправо).

Почему мы так подробно в этом разбираемся? Для того чтобы понять, куда у нас пойдет нос при работе на задний ход, нам нужно в первую очередь разобраться в какую сторону вращается винт.

А затем, чтобы понять, куда пойдет нос при работе: на задний ход или при начале движения вперед, мы должны запомнить правило: Корма идет в направлении куда вращается винт, а соответственно, нос в противоположном направлении! Это называется Propeller Side-effect.

Не будем углубляться в теорию, а просто рассмотрим практически два самых распространенных варианта винтов: Fixed Pitch Right-hand и CPP Left-hand.

На первом рисунке, эти винты работают на передний ход.

Принимаем, что мы находимся в условиях полного штиля. У нас на судне фиксированный винт правого шага. Мы снимаемся с якоря, руль стоит прямо, и мы даем ход вперед. Куда пойдет нос? На передний ход винт будет вращаться по часовой стрелке, то есть вправо, значит корма пойдет вправо, а если корма пойдет вправо, тогда нос — влево.

Рассмотрим судно с винтом регулируемого левого шага (CPP Left-hand). На передний ход винт вращается против часовой стрелки (влево), соответственно, корма будет смещаться влево (под действием Propeller transverse force), тогда нос пойдет вправо.

Теперь давайте посмотрим на следующем рисунке как будут вращаться винт фиксированного правого шага и винт регулируемого левого шага при работе на задний ход:

После реверса, фиксированный винт правого шага начинает вращаться против часовой стрелки (влево), соответственно, под действием Propeller transverse force, корма пойдет влево, а нос — вправо.

В случае с винтом регулируемого левого шага, при работе на задний ход, винт как вращался против часовой стрелки, так и будет продолжать вращаться (влево), соответственно, под действием Propeller transverse force, корма будет стремиться влево, а значит нос будет уходить вправо.

Более того, следует не забывать, что винт CPP будет вращаться даже при Pitch “Zero”, соответственно, даже когда у вас будет стоять ручка на нуле, вы все равно будете ощущать propeller side effect.

Теперь мы знаем, как работает Propeller side-effect. И помимо вопроса “А куда у нас пойдет нос при работе на задний ход?” мы еще сможем ответить на пару дополнительных вопросов, которые задают на собеседовании, например, “А если вы имеете ход вперед и положите руль на борт, через какой борт у вас будет меньше диаметр циркуляции?”. Сразу следует уточнить, а какой у нас установлен на судне винт? Интервьюер отвечает: фиксированный винт правого шага. Мы понимаем, как устроен Propeller side-effect. Винт вращается по часовой стрелке (вправо), соответственно, поперечная сила, вызванная винтом, будет стремиться “тащить” корму вправо, а значит нос будет отклоняться влево. Выходит, дополнительная сила, вызванная работой винта, будет стремиться повернуть наше судно влево? Тем самым помогая рулю выполнить циркуляцию через левый борт? Да.

Если хотите узнать больше, приходите на курс «Ships Handling»: https://educationmarine.com/courses/ships-handling/.

Над данным курсом я работал 3 года. Мы поговорим на практическом морском языке о реальном управлении судном.

Артур Соколов