Если заранее не оговорено, то в каждом примере подразумевается, что судно находится на ровном киле в условиях штилевой погоды и при отсутствии волнения.
При таких обстоятельствах отсутствует воздействие внешних сил и полюс поворота совпадает с центром тяжести судна,который приблизительно находится на мидельшпангоуте.
Рассмотрим теперь воздействие на судно двух сил: продольную силу, создающую движение судна на передний ход, и гидродинамическую силу или силу сопротивления движению судна на переднем ходу.
Эти две силы должны быть сбалансированы, тогда полюс поворота переместится в носовую часть судна. Приближенно можно считать, что при установившемся движении полюс поворота будет находиться в точке, отстоящей от форштевня на ¼ длины судна (рис. 1б).
Изменим теперь ситуацию на обратную. Судно движется задним ходом. Сила движения судна задним ходом должна быть сбалансирована силой сопротивления корпуса. Полюс поворота переместится теперь в кормовую часть и будет находиться в точке, отстоящей от ахтерштевня, приблизительно, на ¼ длины судна (рис. 1в).
В некоторых публикациях имеются сведения о том, что полюс поворота начинает перемещаться в корму сразу же после дачи заднего хода. Такие утверждения не являются корректными и могут ввести судоводителя в заблуждение.
Следует отметить, что на положение полюса поворота может воздействовать инерционные силы, скорость движения судна, форма корпуса и т.п. Однако, изложенное выше и проиллюстрированное на рисунке вполне адекватно для практических целей.
Кроме знания места нахождения полюса поворота, важно знать также характер его перемещения под воздействием сил, разворачивающих судно. Такими силами являются: сила перекладки руля, силы при работе подруливающего устройства и буксиров, интерактивные силы, а также силы ветра и течения.
В качестве примера рассмотрим судно, длиной 160 метров. Оно остановлено относительно воды и с носа и кормы поданы через центральные клюзы буксирные тросы достаточной длины (рис. 2а).
Если буксиры будут работать с одинаковым тяговым усилием, равным 15 тонн, то при равных плечах и моментах, 80 м х 15 т = 1200 тм они создадут равномерное поперечное движение судна при отсутствии угловой скорости поворота.
Если судно будет двигаться установившемся передним ходом, то полюс поворота переместится в носовую часть на расстояние от форштевня, равное 40 м. Носовой буксир теперь будет работать на очень коротком плече и его момент будет равен:
40м х 15 т = 600 тм. Второй буксир будет работать на большом плече с моментом, равным: 120 м х 15 т = 1800 тм, в результате чего корма пойдет влево. (Рис. 2 б).
Эффективность работы буксиров полностью изменится, когда судно будет двигаться задним ходом. В этом случае полюс поворота переместится в корму на расстояние от кормы, равном 40 м.
Носовой буксир будет работать, имея момент поворота, равным: 120 м х 15 т = 1800 тм, а кормовой буксир будет работать с меньшей эффективностью, имея момент, равный: 40 м х 15 т = 600 тм. Теперь нос судна будет разворачиваться влево.
Эту простую методику можно использовать для оценки эффективности перекладки руля, работы гребного винта и подруливающего устройства, а также при расположении буксиров, воздействии ветра, при дифференте и т.п.
а) Судно остановлено. Ровный киль
