3. Определение коэффициентов взаимодействия гребного винта с корпусом судна.

Трудности гидродинамического и математического характера исключают в настоящее время возможность точного определения коэффициентов взаимодействия гребного винта с корпусом аналитическим путем.

В реальном проектировании эти коэффициенты, зависящие от размеров, формы обводов корпуса, условий расположения гребного винта за корпусом, режима движения судна и т.п., определяются экспериментально по данным модельных испытаний в опытном бассейне.

Для приближенной оценки коэффициентов взаимодействия в настоящее время имеет ряд эмпирических формул, полученных в результате систематизации данных модельных испытаний при использовании статических методов.

1. Коэффициент попутного потока.

Для определения коэффициента расчетным путем одновинтовых транспортных судов может быть рекомендована формула Холтропа, которая обеспечивает достаточно хорошее совпадение с экспериментальными данными:

, (3.1)

где Ω - смоченная поверхность корпуса судна, принимается из расчета сопротивления;

D - диаметр гребного винта; если D_op ≤ D_пред, то D = D_op

если D_op > D_пред, то D = D_пред

C_Ѵ - вязкостная составляющая коэффициента полного сопротивления корпуса, приближенно C_v = 1,04 (ζ _f + ζ _n), значение (ζ _f + ζ _n) находят из расчета сопротивления при скорости или подразд. 2.1;

- коэффициент продольной полноты корпуса.

.

Для контроля целесообразно также использовать формулу Э.Э.Папмеля

, (3.2)

где m = 1 для одновинтовых судов;

m = 2 для двухвинтовых судов;

- водоизмещение судна; если не задано, то его значение можно найти по формуле:

- поправка на влияние числа Фруда; если

При

Для определения коэффициента попутного потока двухвинтовых судов могут быть рекомендованы формулы Шенхерра:

При наличии выкружек гребных валов и вращении винтов наружу -

(3.3)

С кронштейнами гребных валов –

, (3.4)

где - угол наклона выкружек к горизонту; если не известно, то рекомендуется принять = 20 ÷ 40 ^o для контроля, как и для одновинтовых судов, целесообразно использовать формулу Э.Э. Папмеля.

2. Коэффициент засасывания

Для определения коэффициента засасывания t одновинтовых судов рекомендуется использовать формулу Холтропа:

(3.5)

Для двухвинтовых судов - формулы Шенхерра:

с выкружками гребных валов – t = 0,25 ω_t+ 0,14 (3.6)

с кронштейнами – t = 0,7 ω_t+ 0,06 (3.7)

Для контроля полученных по формуле (3.5) значений целесообразно использовать следующие соотношения: t = (0,5 ÷ 0,7 )ω_t - при обтекаемом руле и профилированном рудерпосте; t = (0,7 ÷ 0,9)ω_t - при обтекаемом руле и рудерпосте с прямоугольным сечением.

3. Коэффициент неравномерности потока в диске винта.

Для современных транспортных судов значение коэффициентов влияния неравномерности потока в диске винта изменяются обычно в следующих пределах.

1. Коэффициент влияния на упор:

Для одновинтовых судов – =0,95÷1,05 (3.8)

Для двухвинтовых судов – =0,95÷0,99 (3.9)

2. Коэффициент влияния на момент – =0,99÷1,01

3. Влияние неравномерности потока на кпд гребного винта определяется соотношением: (3.10)

4. Коэффициент влияния корпуса

Коэффициент влияния корпуса может быть найден по формуле:

(3.11)