Устройства / ОКСУ
.pdf
5.12 Гидродинамический расчёт рулей
Гидродинамический расчёт рулей заключается в определении гидродинамических характеристик (сил и моментов на баллере) для различных углов перекладки руля на переднем и заднем ходу судна.
Гидродинамическая сила и момент на баллере на переднем ходу определяются:
|
N |
|
С |
2 |
А r r r |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
пх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
nп х |
|
2 |
|
р к |
в |
ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
М пх |
Nпхbр |
хр |
хб , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
пх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
где хр |
, Сn – гидродинамические коэффициенты, |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
п х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rк |
1 2 0.599 – коэффициент влияния корпуса, |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
где 0.50 0,20 0,226 - для бортовых винтов; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 Ав |
|
|
а |
|
|
1 – коэффициент влияния винта, |
|
|
|
||||||||||||
|
|
r |
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
в |
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
р |
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
а |
k 1 0.0125 |
р |
|
|
1 |
р |
1 – |
отношение осевой |
скорости |
потока, |
вызванное |
||||||||||||
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
винтом υа к скорости потока, надвигающегося на движитель υр, |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
где k = 0.25 – учитывает удаление руля от диска винта, |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
р |
|
8P |
|
– коэффициент нагрузки по упору, |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
D2 2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
дата |
|
|
|
|
в |
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
р |
1 6.17 1 0.226 4,78 м/с – |
скорость |
потока, |
надвигающегося на |
||||||||||||||||||||
. и |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Подп |
движитель. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
8 131.0 |
|
2.11 , |
|
|
|
||
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.025 3.14 2,62 |
4,782 |
|
|
|
||||||
Взам. инв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
0.25 1 0.0125 2.11 |
1 2.11 1 0.142 , |
|
|
|
||||||||||
дубл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r 1 3.9 |
1 0.142 2 1 1.316 . |
|
|
|
|||||||
.№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
3,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Инв |
Сделав предварительные вычисления можно записать: |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
датаи |
Nпх |
Сn |
26.3 , кН; |
0.2 , кНм. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
М пх |
Сn |
39.5 хр |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
пх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
пх |
|
|
|
|
|
пх |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Подп |
Гидродинамическая сила и момент на баллере на заднем ходу определяются: |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||
подп |
|
|
|
|
|
|
|
. № |
|
|
|
|
|
|
Лист |
|
|
|
|
|
КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020 |
|
|
Инв |
|
|
|
|
|
40 |
|
Ли |
Изм. |
№ докум. |
Подп. |
Дат |
|
||
|
|
|
|
|
С |
2 |
|
|
N |
|
зх |
А r r r |
, |
|
зх |
|
||||
|
nзх |
2 |
р к в ш |
||
|
|
|
|
|
|
М зх Nзхbр 1 хрзх хб ,
где rк = 1, так как 0 ,
а 0 , тогда r 1.
|
в |
р |
Сделав предварительные вычисления можно записать:
N зх Сnзх 12.0 , кН;
М зх Сnзх 18.1 1 хрзх 0.2 , кНм.
Расчёт гидродинамических сил и моментов ведём в таблице 5.2 для переднего хода и в 5.3
для заднего хода.
Таблица 5.2 – Гидродинамические силы и моменты на переднем ходу
Угол перекладки, |
α, |
|
|
|
|
град. |
0 |
10 |
20 |
30 |
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сnп х |
0,08 |
0,343 |
0,784 |
1,292 |
1,538 |
N пх , кН |
2,10 |
9,02 |
20,62 |
33,98 |
40,45 |
|
|
|
|
|
|
хрп х |
0,17 |
0,201 |
0,228 |
0,251 |
0,322 |
М пх , кНм |
-0,09 |
0,01 |
0,87 |
2,60 |
7,41 |
дата |
Таблица 5.3 – Гидродинамические силы и моменты на заднем ходу |
|
|
|||||
. и |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Подп |
Угол |
перекладки, |
α, |
|
|
|
|
|
град. |
|
0 |
10 |
20 |
30 |
35 |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
№ |
Сnзх |
|
0,08 |
0,31 |
0,705 |
1,11 |
0,997 |
|
инв. |
N зх , кН |
0,96 |
3,72 |
8,46 |
13,32 |
11,964 |
||
Взам. |
||||||||
хрзх |
|
0,052 |
0,13 |
0,186 |
0,222 |
0,215 |
||
дубл. |
|
|||||||
М зх , кНм |
1,08 |
3,76 |
7,83 |
11,61 |
10,56 |
|||
|
||||||||
. № |
|
|
|
|
|
|
|
|
Инв |
По результатам расчётов таблиц 5.2 и 5.3 строим зависимости N, М = f(α) (рисунок 5.2 |
|||||||
|
||||||||
|
и 5.3). |
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
подп |
|
|
|
|
|
|
|
. № |
|
|
|
|
|
|
Лист |
|
|
|
|
|
КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020 |
|
|
Инв |
|
|
|
|
|
41 |
|
Ли |
Изм. |
№ докум. |
Подп. |
Дат |
|
||
|
|
|
Рисунок 5.2 – график гидродинамических сил и моментов на переднем ходу
.Подп датаи
Взам. инв. №
№. .дубл
Инв Рисунок 5.3 – график гидродинамических сил и моментов на заднем ходу
.Подп датаи
подп |
|
|
|
|
|
|
|
. № |
|
|
|
|
|
|
Лист |
|
|
|
|
|
КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020 |
|
|
Инв |
|
|
|
|
|
42 |
|
Ли |
Изм. |
№ докум. |
Подп. |
Дат |
|
||
|
|
|
Заключение
В курсовом проекте спроектированы следующие судовые устройства: якорное,
швартовное, буксирное и рулевое; выбраны спасательные средства проектируемого судна.
Судовые устройства в проекте подобраны, спроектированы и размещены в соответствии с Правилами Российского Морского Регистра судоходства [1].
Подп. и дата |
Взам. инв. № |
дубл. |
Инв. № |
Подп. и дата |
подп |
|
|
|
|
|
|
|
. № |
|
|
|
|
|
|
Лист |
|
|
|
|
|
КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020 |
|
|
Инв |
|
|
|
|
|
43 |
|
Ли |
Изм. |
№ докум. |
Подп. |
Дат |
|
||
|
|
|
Список литературы
1 Российский Морской Регистр Судоходства. Правила классификации и постройки морских судов: В 2 т. – СПб, 2019.
2 Российский Морской Регистр Судоходства. Правила по оборудованию морских судов.–
СПб, 2019.
3 Матвеев, А.И., Калинина, Н.В. Основы конструирования общесудовых устройств: учеб.
пособие // А.И. Матвеев, Н.В. Калинина; НГТУ. Н.Новгород, 2011.
4 Проектирование общесудовых устройств: Учебное пособие /В.В.Зайцев и др./ Николаев:
Из-во «Илион», 2004. -300 с.
5 https://referat.co/referat/1162-drugoe-obschaya-harakteristika-sudna
Подп. и дата |
Взам. инв. № |
дубл. |
Инв. № |
Подп. и дата |
подп |
|
|
|
|
|
|
|
. № |
|
|
|
|
|
|
Лист |
|
|
|
|
|
КП-НГТУ-26.03.03-(17-КС-1)-2020 |
|
|
Инв |
|
|
|
|
|
44 |
|
Ли |
Изм. |
№ докум. |
Подп. |
Дат |
|
||
|
|
|