2. Предварительный выбор конструктивного типа и диаметра гребного винта, ориентировочных значений мощности, частоты вращения двигателя и (или) скорости хода судна.

На первой стадии выполнения расчета оптимальных элементов гребного винта необходимо принять те его геометрические элементы, которые определяются, главным образом, требованиями прочности и вибрации, а также другими общепроeктными соображениями, т.е. выбрать конструктивный тип гребного винта (со съемными лопастями или цельнолитой), относительный диаметр ступицы и ориентировочное значение диаметра.

1. Выбор ориентировочного значения диаметра и частоты

вращения гребного винта.

Правильный выбор на начальной стадии проектирования диаметра гребного винта и частоты вращения гребного вала, согласующихся с размерами корпуса, заданной скоростью хода или мощностью силовой установки, играет важную роль в достижении высоких ходовых качеств судна и исключении его повышенной вибрации.

При решении этого вопроса может быть использована номограмма для предварительного определения диаметра гребного винта и оптимальной частоты вращения в зависимости от мощности силовой установки и скорости обтекания гребного винта (рис. 1)[3].

При решении проектно-эксплуатационной задачи (дипломный проект), когда задана скорость хода судна номограмма используется для определения ориентировочных значений частоты вращения вала, мощности двигателя и диаметра гребного винта.

В этом случае для входа в номограмму в первом приближении находят:

1. - скорость обтекания гребного винта, уз.;

(2.1)

Где - коэффициент попутного потока в первом приближении.

Для определения значения на этой стадии расчета может быть использована приближенная формула Тейлора:

для одновинтовых судов (2.2)

для двух винтовых судов (2.3)

2. N_{e oр} - ориентировочное значение мощности силовой установки, кВт, определяется по соотношению:

(2.4)

где EPS – буксировочная мощность, определенная в расчете ходкости при (снимается с графика ); η - пропульсивный коэффициент, значение которого на данной стадии расчета выбирается исходя из следующих рекомендаций: Для судов, у которых коэффициент общей полноты δ ≥ 0,74, Для судов с δ ≤ 0,74 --

На номограмме соответствующей найденному значению , по точке пересечения кривой n со значением N_{e oр} находят значение оптимальной частоты вращения n_op . Таким же путем по кривым D определяется диаметр гребного винта.

Найденные значения n_op, D _{op ,} N_{e oр} являются приближенными и подлежат уточнению при окончательном расчете оптимальных элементов гребного винта.

Рис.1. Номограмма для предварительного определения оптимальной частоты вращения и диаметра гребного винта в зависимости от мощности судовой установки и скорости обтекания гребного винта.

Определенная по номограмме частота вращения n_op гребного винта заданного диаметра для одновинтовых судов является предельно большой. На последующих стадиях расчета при окончательном выборе N_{e ном} и n _ном силовой установки рекомендуется уменьшать частоту вращения по сравнению с n_op на 5 – 15%. Для двухвинтовых быстроходных судов n _ном рекомендуется выбирать из диапазона (1,0÷1,15) n_op.

При решении эксплуатационной задачи (курсовая, контрольная работа) при заданных N_{e ном} и n _ном номограмма используется только для определения ориентировочного значения диаметра гребного винта. В этом случае для входа в диаграмму находят ориентировочное значение скорости хода судна , которое снимают с графика по значению , где η- пропульсивный коэффициент, который на данном этапе расчета выбирается в соответствии с рекомендациями к формуле (2.4). Далее по формуле (2.1) находят значение и с номограммы рис.1 по значениям и N_{e ном} на кривых D определяют значение D_op.

2. Размещение гребного винта за корпусом судна.

Полученное в соответствии с рис.1 значение диаметра D_op гребного винта необходимо сравнить с осадкой судна и оценить возможность его размещения за корпусом. При отсутствии теоретического чертежа можно воспользоваться следующими рекомендациями для установления предельного (максимально допустимого по уровням расположения винта в кормовом подзоре судна) диаметра гребного винта:

- для одновинтовых судов ;

- для двухвинтовых судов .

По технологическим соображениям не следует принимать диаметр гребного винта более 11 м.

В случае, если , окончательное значение диаметра гребного винта подлежит уточнению на последующих стадиях расчета. Если , то в дальнейшем диаметр гребного винта следует принять равным D_пред и считать заданным, а значения n_{op ,} N_{e oр} или (в зависимости от типа задачи) нужно уточнить по номограмме (рис.1) при D = D_пред.