2.2. Характеристики пропульсивного комплекса
Каждый из элементов пропульсивного комплекса имеет собственные характеристики.
Важными характеристиками ПК являются:
2.2.1. Буксировочная мощность (NR) - мощность, используемая непосредственно на движение судна или мощность полезной тяги (EPS), которая определяет работу, совершаемую силой сопротивления в единицу времени при установившемся прямолинейном движении судна.
NR = Rv, (2.4)
где R – сила полного сопротивление движению судна, кН;
v - скорость движения судна, м/с.
Сила полного сопротивления включает в себя сопротивление воды, воздуха и выступающих частей. Сопротивлением воздуха из-за его небольшой по сравнению с сопротивлением воды значением в практических расчетах можно пренебрегать. Но в случае, когда судно движется с большой скоростью хода, а особенно, если судно имеет развитые надстройки, воздушное сопротивление необходимо учитывать, так как оно может составить 5-7 % всей силы сопротивления. Величина силы сопротивления воды движению судна зависит от его размеров и формы корпуса судна, скорости хода судна, глубины фарватера и др.. Характер зависимости между сопротивлением воды и скоростью таков, что при определенных скоростях небольшое увеличение скорости хода судна требует значительного увеличения затрат на преодоление сопротивления воды движению судна, а это экономически не выгодно. Это обстоятельство и не позволяет судам двигаться с большой скоростью. Сопротивление воды - это энергия, которую затрачивает движущееся в воде тело на приведение в движение масс воды. Сила сопротивления воды состоит из сопротивления давления и сопротивления трения. В свою очередь сопротивление давления можно разделить на две составляющие: сопротивление формы и волновое сопротивление. Полное сопротивление воды движению судна определяется, как сумма нескольких составляющих: Rводы = Rтр + Rф + Rв , (2.5)
где Rтр, Rф и Rв – сопротивление трения, формы и волновое соответственно.
Все три составляющие взаимно влияют друг на друга, но при вычислении эти влиянием пренебрегают. И определяют каждую составляющую отдельно. Характеристикой волнового сопротивления является число Фруда – безразмерный коэффициент, определяемый отношением скорости к длине судна:
Fr
=
,
(2.6)
где g - ускорение свободного падения, м/с2; L - длина судна, м
Для судов ледового класса необходимо учитывать значительное увеличение сопротивления при плавании в битом льду.
Для приближенной, ориентировочной оценки необходимой мощности можно воспользоваться так называемой формулой адмиралтейских коэффициентов
,
(2.7)
где D - водоизмещение, т; С - адмиралтейский коэффициент, который может быть определен по данным наиболее близкого прототипа:
, (2.8)
где i - индекс, относится к данным прототипа; р - пропульсивный КПД;
в - КПД валопровода;
2.2.2. Валовая мощность (WPS), которую необходимо подвести к валам гребных винтов для обеспечения движения судна со скоростью V.
Определяется из соотношения:
.
(2.9)
2.2.3. Эффективная мощность СЭУ
NeСЭУ = Nв/в . (2.10)
2.2.4. Эффективная мощность ГД
NeГД = NeСЭУ/п , (2.11)
где п – КПД передачи.