Лекція № 7

Тема: Взаємодія гребного гвинта і корпусу корабля

1. Явище попутного потоку.

2. Явище засмоктування.

3. Пропульсивний коефіцієнт.

Навчальна література:

1. В.П.Шостак та ін.; за ред. В.П.Шостака. Проектування пропульсивної установки суден з прямою передачею потужності на гвинт. Навчальний посібник. - Миколаїв; УДМТУ, 2003. - 500 с. іл.

2. Ф.М.Кацман, Д.В. Дорогостайский. Теория судна и движители. - Л.: Судостроение. 1979. – 279 с. §§ 10 ÷ 16.

3. В.К.Ломоть та ін., Теория корабля.–Л.: ЛВВМИУ, 1983. – 453 с.

4. Методичні вказівки щодо самостійної підготовки та самоконтролю курсантів по засвоєнню навчального матеріалу з дисципліни «Корабельні газотурбінні, дизель-газотурбінні і дизельні енергетичні установки». –С.: СВМІ, 2007 р.

Вступ

Актуальність теми лекції визначається складністю явищ взаємодії гребного гвинта і корпуса корабля. При русі корабля його корпус і гребний гвинт перебувають у складній гідродинамічній взаємодії.

Корпус корабля при своєму русі створює попутний потік. Тому у гребного гвинта, що працює за корпусом корабля, змінюються гідродинамічні характеристики в порівнянні з роботою у вільній воді.

Обертовий гребний гвинт засмоктує перед собою воду, тим самим, змінює умови обтікання кормового краю корпуса й відповідно опір води руху корабля.

Тому в даний час при проектуванні гребних гвинтів для обліку взаємодії гвинта з корпусом корабля застосовують умовний прийом, сутність якого полягає в наступному: гребний гвинт розглядається як ізольований, але працюючий у потоці, який змінений присутністю корпусу. Корпус же корабля розглядається, як буксируємий у потоці, зміненому дією гребного гвинта.

1. Явище попутного потоку

При русі ізольованого корпуса (без гвинтів) у рідині з деякою швидкістю V за його кормою виникає потік, у середньому спрямований убік його переміщення. Цей потік називається попутним потоком. Його прийнято називати номінальним, якщо він викликаний ізольованим корпусом корабля, і визначається в місці, де повинен бути розташований рушій.

У результаті впливу попутного потоку абсолютна величина швидкості води в місці розташування диска гвинта змінюється в порівнянні зі швидкістю незбуреного потоку (V_p ). V_p = V₀  U.

Різниця швидкостей U = V₀ V_p називається швидкістю попутного потоку,

де V₀  швидкість руху ізольованого корпусу (без гвинтів);

V_p  швидкість незбуреного потоку через диск гвинта (без впливу корпусу корабля).

Звичайно швидкість попутного потоку виражають у частках від швидкості руху корабля і це відношення називається коефіцієнтом попутного потоку.

Величина w вважається позитивною, якщо попутний потік у середньому спрямований убік переміщення корабля, що характерно для країв корпуса (особливо кормовий). У середній частині корпуса, де утвориться потік, в основному спрямований убік, протилежний переміщенню корабля, величина w являється негативною і є коефіцієнтом зустрічного потоку.

Розрахунок елементів і гідродинамічних характеристик гребного гвинта, що працює за корпусом корабля, відбувається по діаграмах серійних випробувань моделей гребних гвинтів у вільній воді. При виборі елементів гвинта за розрахункову приймають не швидкість поступального руху корабля, а швидкість корабля, виправлену на величину розрахункової швидкості попутного потоку:

V_p = V₀ (1 w)

де w  коефіцієнт розрахункового попутного потоку.

Під коефіцієнтом розрахункового попутного потоку розуміють значення попутного потоку, обумовлене з умови еквівалентності роботи гребного гвинта за корпусом і у вільній воді.

Поняття еквівалентності роботи гвинта припускає рівність значень упора і рівності значень споживаної потужності в обох випадках.

Значення коефіцієнтів попутного потоку для деяких типів військових кораблів:

 легкі крейсери  W = 0,030,07

 есмінці  W = 00,05

 СКР  W = 00,03

 торпедні катери  W = 00,04