Почему носовой подруль теряет свою эффективность на переднем ходу?

Добрый день.

Думаю, все слышали, что носовой подруль теряет свою эффективность на переднем ходу. Точной формулы, по которой можно было бы рассчитать процентное соотношение потери мощности подруля в зависимости от скорости судна, нет. Однако, принято считать, что при скорости 2 – 2,5 узла, носовой подруль теряет примерно 50 % своей эффективности. А на скорости 5 – 6 узлов, его эффективность стремиться к «0». Причем мощность подруля хоть и является важным фактором, но в данном случае не решающим.

Давайте разберемся почему так происходит. Для начала, рассмотрим работу носового подруля, когда судно не имеет хода относительно воды.

Поскольку судно не имеет хода относительно воды, поток воды от работающего носового подруля не сбивает поток воды, вызванный движением судна вперед. Следовательно, поток воды от носового подруля направлен под прямым углом к ДП. А это самое эффективное направление для создания поперечной силы тяги.

Следующий аспект. Поскольку судно не имеет хода относительно воды, полюс его поворота приблизительно совпадает с центром тяжести судна и находится примерно в районе миделя, а значит плечом вращательного момента носового подруля будет половина длины судна. Это создаст эффективный вращательный момент.

Теперь давайте дадим ход вперед. Теперь поток воды, вызванный движением судна относительно воды, будет сбивать поток воды от носового подруля. И он уже не будет идти под прямым углом к ДП. Значит, его эффективность будет ниже.

Более того, поскольку судно имеет ход вперед, полюс его поворота сместится внос, то есть ближе к носовому подрулю. В таком случае плечо вращательного момента от работы носового подруля уменьшится (чем ближе полюс поворота к носовому подрулю, тем меньше плечо носового подруля, тем меньше эффективность носового подруля).

Теперь давайте еще больше начнем работать вперед. В таком случае поток воды, вызванный движением судна относительно воды, будет еще быстрее, а значит, он еще больше будет сбивать поток воды от носового подруля. Поток воды от носового подруля будет идти не перпендикулярно к ДП, а почти вдоль судна. Как мы понимаем, это крайне снизит его эффективность. Согласитесь, в таком случае не имеет значения с какой мощностью “молотит” носовой подруль, если его поток не идет перпендикулярно к ДП, а практически вдоль судна.

А также второй момент, который существенно снижает эффективность работы носового подруля, это еще большее смещение полюса поворота судна (Pivot Point) внос. То есть полюс поворота смещается еще ближе к носовому подрулю, а значит плечо вращательного момента от работы носового подруля, существенно уменьшается. А чем меньше плечо – тем меньше момент – тем меньше эффективность подруля.

А как повлияет небольшой ход назад на эффективность работы носового подруля?

Если нам нужно развернуться на месте на судне с фиксированным винтом правого шага или с винтом регулируемого левого шага, используя носовой подруль, мы можем это сделать особенно эффективно если дадим небольшой ход назад.

В таком случае, поскольку скорость относительно воды будет совсем незначительная, это практически никак не повлияет на направление потока воды от работы носового подруля, однако, благодаря тому, что судно имеет инерцию заднего хода, полюс поворота сместится в корму от миделя, а значит плечо вращательного момента носового подруля увеличится.

Особенно такой разворот эффективно выполнять через правый борт, поскольку в таком случае, нам будет помогать разворачиваться еще и Propeller transverse force (направленная влево).

Если вы хотите узнать больше об управлении судном, разобраться как на судно действуют все возможные силы, регистрируйтесь для участия в курсе «Ships Handling».

Я надеюсь, что этот курс ответит на все вопросы по управлению судном. Это, наверное, та тема о которой написано очень много, но понимают ее далеко не все. Мы работали 3 года, чтобы это исправить.

👉 Переходите, чтобы зарегистрироваться и получить курс: https://educationmarine.com/courses/ships-handling/

Артур Соколов