Что такое Pivot Point судна?

Что такое Pivot Point судна?

Pivot Point судна — это теоретическая точка, которую можно определить  на осевой линии судна, вокруг которой судно вращается при циркуляции. Эта точка не является статической и может меняться в зависимости от скорости и курса судна, а также от приложенных к нему внешних сил.

Pivot Point судна используется для описания маневренности и управляемости судна на поворотных движнениях в море. Это не действительный центр вращения судна, а кажущийся на плоскости. Геометрически точку поворота можно определить как точку круговой траектории, вокруг которой движется судно во время маневра.

Точка поворота служит полезным инструментом для судоводителей при определении сил, действующих на судно во время маневрирования и расчета площади, которое судно проходит при повороте.

Если точка поворота не расположена на миделе, а расположена либо в носовой, либо в кормовой части судна, площадь во время маневра по кругу будет в четыре раза больше, чем по сравнению с точками поворота, расположенными на миделе.

Точки поворота обычно располагаются на расстоянии одной четверти общей длины судна от передних перпендикуляров при движении вперед; на миделе, когда судно стоит на месте; и в непосредственной близости от кормы при движении назад. Точки поворота могут смещаться при приложении эффективной боковой силы.

Как найти?

Точка поворота перемещается в зависимости от гидродинамических сил, действующих на корпус судна. Рассмотрим следующие случаи:

Судно не имеет ход

Рассмотрим судно в покое и на ровном киле в условиях штилевой погоды, при которой на судно не действуют внешние силы — точка поворота совпадает с центром тяжести судна и может располагаться на половине длины судна

Судно движется вперед

Давайте рассмотрим судно, движущееся вперед с ровным килем в условиях штиля. На судно действуют две основные силы: поступательный импульс судна, который нарастает с течением времени по мере движения судна вперед, и вторая сила, это гидродинамическое сопротивление, создаваемое водой корпусу, пытающемуся противостоять движению вперед.

В этом сценарии точка поворота смещается вперед от миделя судна, и примерно можно предположить, что она сдвинута на 25% от исходного положения, или на ¼ длины судна, измеренной от носовой части судна.

Судно движется кормой

Учитывая, что судно движется назад, двумя основными действующими силами являются инерция судна, направленная в сторону кормы, а также гидродинамические силы. Гидродинамические силы будут преобладать в кормовой части судна. Точка поворота смещается назад от миделя примерно на 25% или ¼ длины судна, измеренной от кормовой части.

Всегда следует помнить, что такие факторы, как ускорение, геометрия судна и скорость, могут играть жизненно важную роль в определении положения точек поворота. Кроме того, Pivot Point судна обычно имеет тенденцию смещаться от места приложения сил и перемещаться к центру тяжести судна во время таких операций, как запуск носовых подруливающих устройств (Bow Thruster), или при буксировки судна.

Связь между Pivot Point судна и внешними силами (буксировка)?

Во время маневирования на судно действуют многочисленные силы, такие как работа пера руля (момент крыла), центробежная сила и т. д., которые могут сместить положение точки поворота.

Случай 1: Равные боковые силы

Рассмотрим судно длиной 200 м с ровным килем ; спокойная вода ; работают буксиры, по одному, как в кормовой, так и в носовой части судна. Допустим, оба этих буксира способны создать тяговое усилие около 20 тонн каждый. На начальном этапе, прежде чем судно будет развернуто, точка поворота находится около миделя, то есть примерно в 100 метрах от носа судна.

Поскольку сила, приложенная от обоих буксиров, одинакова, имеется два равных поворотных рычага (плечевой момент), что приводит к равномерному боковому движению и не приводит к смещению положения Pivot Point судна.

Случай 2: Судно движется вперед

Давайте рассмотрим судно, движущееся вперед с ровным килем и в спокойной обстановке, поскольку, как обсуждалось ранее, Pivot Point судна будет расположено на ¼ от носовой части судна.

Если мы рассмотрим одни и те же буксиры, тянущие судно, передний буксир будет обеспечивать гораздо меньший рычаг поворота по сравнению с кормовым буксиром, поскольку Pivot Point судна смещена вперед от миделя корабля. Это связано с тем, что кормовой буксир имеет большую длину судна по сравнению с носовым буксиром.

Случай 3: Движение судна назад

Давайте рассмотрим судно, движущееся в кормовую часть с ровным килем и спокойной обстановкой, поскольку, как обсуждалось ранее, точка поворота будет расположена на ¼ от кормы судна.

Если мы рассмотрим одни и те же буксиры, тянущие судно, буксир, направленный назад, обеспечит гораздо меньший рычаг поворота по сравнению с буксиром, расположенным вперед, поскольку точка поворота смещается назад от миделя, что приводит к гораздо большей длине работы носового буксира по сравнению с ним. Это приводит к повороту носовой части в правый борт.

Заключение

Pivot Point судна играет огромную роль в определении маневренности и управляемости .

Чтобы найти точное положение точки поворота, мы просто сравниваем силы, которые влияют на управляемость судна, с механической физикой, а также учитываем, что гидродинамические эффекты имеют первостепенное значение по сравнению с другими внешними силами.

В зависимости от курса, скорости, геометрии, дифферента и крена точка приложения Pivot Point судна будет находиться в различных точках вдоль судна, постоянно меняясь при сложных движениях.