При оценке управляемости судна в зависимости от ветра принято считать его управляемым, если оно имеет заданный угол αр перекладки руля может двигаться прямым курсом с необходимой скоростью при наиболее неблагоприятном ветре.

Угол ветрового дрейфа αв определяется по формуле [1]:

αв = – А + ,(3)

гдеA = ;(4)

Б = ,(5)

где W – скорость кажущегося ветра, м/c;

Vв – скорость движения судна при действии ветра, м/с;

Сув – коэффициент боковой составляющей аэродинамической силы;

– относительное отстоящие точки приложения силы Rву от ЦТ судна.

= 0,25 + (ℓп / L) – (gw / 2 π),(6)

где ℓп – отстояние центра парусности от ЦТ судна, ℓп = + 1,1 м;

gw – угол кажущегося ветра;

– относительное отстояние руля от ЦТ судна.

= ℓк / L = 45 / 90 = 0,5 , (7)

где ℓк – отстоящие руля от ЦТ судна, ℓк = 45 м;

ρв – плотность воздуха, ρв = 0,00122 т/м3;

ρ – плотность воды, ρ = 1,0 т/м3;

Sо – площадь погруженной части диаметрального батокса.

Sо = L • T • бg = 90 • 2,2 • 0,9 = 178,2 м2, (8)

где Т – осадка судна расчетная, Т = 2,2 м;

бg – коэффициент диаметрального батокса, бg = 0,9.

С21, С23, С31 – безразмерные коэффициенты гидродинамических сил на корпусе судна определяются по формулам [1]:

С21 = 3,14 (Т / L) (0,63 / )5/2 (L / 6 B)1/3 – 0,032; (9)

С23 = 1,35 (Т / В)1/2 (0,63 / )3/2 – 0,029;(10)

С31 = 1,67 (Т / L) – 0,56 + 0,43 ,(11)

где – коэффициент продольной остроты судна.

= δ / β = 0,57 / 0,86 = 0,66.

Определим величину коэффициентов:

С21 = 3,14 (2,2 / 90) (0,63 / 0,66)5/2 (90 / 6 • 12)1/3 – 0,032 = 3,14 • 0,024 • 0,890 • 1,077 – 0,032 = 0,04;

С23 = 1,35 (2,2 / 12)1/2 (0,63 / 0,66)3/2 – 0,029 = 1,35 • 0,428 • 0,933 – 0,029 = 0,51;

С31 = 1,67 (2,2 / 90) – 0,56 • 0,66 + 0,43 = 1,67 • 0,024 – 0,37 + 0,43 = 0,1;

А = = 0,235;

Б = = 0,023.

Рассчитаем угол ветрового дрейфа для gw = 30° и соотношение W / Vв = 1:

= 0,25 + (1,1 / 90) – (30 / 360) = 0,179;

Сув = 1,1 sin 30° = 0,55;

αв = – 0,235 + = – 0,235 + = 0,018;

αв = 1,0°.

Расчеты угла ветрового дрейфа для gw = 30°; 60°; 90°; 120°; 150° и соотношение скоростей W / Vв = 1; 2; 3; 4; 5 сводим в табл. 1.

Таблица 1 - Расчет угла ветрового дрейфа при различных gw и W / Vв