книги из ГПНТБ / Ваганов, Г. И. Эксплуатация секционных составов

Л л- — *ю f 1

г,- ?2) + *13 ?2,

К у — /о-л \j -г k»2 10 т *:g З3 4- k-yj \->~ю,

(4)

К т

— *31 Р - г * 3 > ш "Г * 3 5 i^3 + ^3 7

,^2Ч>- .

В уравнениях

(1) — (4)

обозначено:

? — угол дрейфа по центру тяжести состава, рад;

р — плотность воды, кг-с2/м4;

в воду диаметральной

Fd — приведенная площадь погруженной

плоскости корпусов состава, м2;

Fd —Зд.с LT,

(5)

'2К*

*ю—

(б)

?Fd 1’5

где

Re — сопротивление воды движению состава на прямом кур­

се, кг;

м/с;

ц0 — скорость движения состава на прямом курсе,

*,3 — безразмерный

крэффициент,

учитывающий

увеличение

сопротивления воды движению состава с углом дрейфа

3 и определяемый по формуле

*1 3 _

-

д - Р *

— *21 4

о” *10>

здесь

рК = / ( 4 - , -у-,

?)

— коэффициент, определяемый

по но­

мограмме Р. Я- Першица;

k n , * 22, *%, *27, *зп * 3з, .*3s, *37

безразмерные коэффициенты,

завися-

щие от отношений L

Т

а также

Од.С —

1=1

( 10)

Од •-------------------- Л

_

2 Li Т ,

г=1

где ал — средний приведенный

коэффициент полноты диаметрзль*

ных батоксов судов, входящих

в состав.

П

од/ L.

V

Сд1

П + СД/1 Z.2+ • • -+ад„ кп

(И )

L\ + Z . 2 + . . .

h

2

1=1

где

Зд,- — приведенный коэффициент полноты диаметрального

батокса каждого входящего в состав судна, опре­

деляемый по методу Р. Я. Першица. Для толкае­

мых составов последним членом формулы Р. Я-

Першица, учитывающим влияние на коэффици­

ент полноты сгд начального и ходового дифферен­

та, можно пренебречь;

чиной L 1 обозначается судно, имеющее

наиболь­

шую осадку (рис. 15);

Ть Т3, Т3, Tt — осадки судов, входящих в состав;

п — число судов в составе;

судами по длине со­

I — среднее расстояние

между

става, необходимое

для

размещения

сцепных

устройств.

Коэффициенты гидродинамических сил н моментов /?21, /е22,

/г2е,

^27, & зь &32, /г36 и

к37 в уравнениях

( 4 )

можно

определить

из

двух последних

уравнений этой

же

системы,

воспользовав­

лучены

формулы для

расчета коэффициентов

гидродинамиче­

ских сил и моментов,

а по формулам были выполнены расчеты

с помощью

ЭЦВМ

«Раздан-2»

в

вычислительном

центре

ГИИВТа.

расчетов были построены графики (рис. 16—21),

По результатам

позволяющие

определить коэффициенты

Л210, £220, ^эео.

^270-

^зю>

к320,

^збо и k370 в

зависимости от упомянутых

выше величин и

отношений ц!

т

при

—

где

и -j-

1К= 0,5,

2К(1 +*,)

(12)

Fd L

’

7

- Ь .

’

(13)

1к ~

L

где 1К— расстояние от центра

тяжести состава до

оси баллера ру­

Для

левого органа толкача, м.

ко7,

определения нужных

нам коэффициентов ко\, коп, koQy

k31,

/'32,

k3R и k37 необходимо

значения

коэффициентов

k-2l0,

k22Q,

£260,

/с270, km ,

km , km

и k370 умножить

на соответствующие

по­

1.

Силы инерции,

проекции которых на оси Gx и

Gy соот

ветственно равны:

Я ,-,=

- Р1 /( 1 + ^ ) 5 '.

<14>

dv

(15)

Piy = - 9 V{\-'rk2) ^ -

2.

Момент сил инерции относительно вертикальной оси

Mi =

— (1+Л3)/* £ ,

(16)

TV

1( “вл12

,

В=

(17)

g

1 14,6

'

12

где а — средний

коэффициент полноты действующей

ватер­

линии судов состава.

инерционных сил,

обуслов­

3.

Момент

гидродинамических

ленных удлиненной формой корпусов состава,

Л1;к = — pV (/г2 — ^i) vx vy,

(18)

Рис. 22. Зависимость поправочных коэффициентов

, k , k/,1С и /г;.., от

где vx и v y — проекции скорости v движения состава

на оси Gx и

Gy, равные

Vx = ‘H CO sP,

)

(19)

vy = — v sin |3.

J

4. Центробежные силы инерции, проекции которых

на

оси Gx

и Gу соответственно равняются:

Рпх = - (1 + k.2) pVvy со,

(20)

Pny = - ( l + k 1) p W x m.

(21)

5. Дополнительный присоединенный статический

момент

ларева.

Согласно этой

методике

упор,

развиваемый гребным

винтом

при его работе на разных режимах, можно представить

в виде следующего полинома второй степени:

Т =

= a n ti- + b n n v + c n v - ,

(22)

где

Т0 — упор винта при номинальном

числе его

оборотов

и

соответствующей скорости движения состава

перед­

ним ходом;

п — относительное число

оборотов винта толкача;

п =

п

(23а)

по

v — относительная скорость движения состава;

V

(236)

ои, Ьп,

сп — коэффициенты, определяемые методом

точечной

ап­

проксимации по графическим характеристикам

рабо­

ты гребного винта на разных режимах.

Ру = - ^ - ( P u r f + pnv п+ Pizn2)v. — (p-2lv2+p22vn)(?j+ ш/к),

(24)

Уо

жения

v0, т. е.

Ру. = / (г>= 1; «=

1);

Ру — то же,

при режиме работы

винта, отличающемся от

pn, pv>, рхз, рп

и р-ю — безразмерные коэффициенты,

определяемые

по формулам,

рекомендуемым А. В. Васильевым1.

определить

Формула

(24) ценна тем, что она позволяет

щие дифференциальные уравнения криволинейного

состава,

несимметричного относительно плоскости мидель-шпангоута:

dv

Qx,

(1 +^i) ?У —У1---- (1 т ko) pVVy 0) -f- /.2gco~ =

dt

dv.

dt«

■ (25)

(1 +£o)

+ 0 +£i) ?VVx w—^'26 -pp — Qy,

did

dt

(k*— kx)p v Vx Vy -|-A'fiV -"jT —

^26 'VW = A/IZ.

(1+ £3)/ —гг +

dt

dt

действующих

на судно, включены и гидродинамические силы

Х к

и Г к, а в главный момент—суммарный момент этих

сил относи­

тельно оси Gz.

сил Qx и Qy входят:

Без учета

ветра и течения в состав

гидродинамические силы, обусловленные

вязкостью

воды;

си­

винта, но и от режима

работы двигателя.

Поскольку

измене­

ние режима работы

системы гребной винт — двигатель носит

1 А. В. В а с и л ь е в ,

В.

И. Б е л о г л а з о в .

Управляемость

винтового

судна. М., «Транспорт», 1966,

168 с.

динамический характер, то

к системе

уравнений

(25)

для

исследования особенно­

стей

криволинейного

не-

установившегося

циркуля­

ционного

движения

со­

става

нужно

добавить

еще одно дифференциальное

уравнение

системы

греб­

ной винт •— двигатель. Сле­

дуя

рекомендациям

проф.

В. И. Небеснова и полагая,

что относительный

момент

.Мд на валу гребного винта

при

любом

режиме работы

равен

относительному

упо­

ру Т,

можно записать это

дифференциальное

уравне­

Рис. 24. К определению гидродинамиче­

ние в

следующем

виде:

ских

сил, действующих

на состав на

2"/„ по dn

= /Ид — (anti2-

криволинейном фарватере при отсутст­

Mr

dt

вии течения

+

bn n v + cuv2),

(26)

масс,

вра­

где /„ — момент инерции относительно оси винта всех

щающихся непосредственно на передаче двигатель—винт;

М0— номинальный момент винта (при номинальном числе

обо-

_

. ротов «о);

/Ид — относительный момент двигателя (с учетом потерь на тре­

ние в редукторе и опорах гребного валопровода).

Проекции всех внешних сил, действующих на состав, вклю­

чая и гидродинамические, могут быть теперь выражены как

Qx = Т — Rz — Рх,

(27)

■Qy = Y k

Ру,

(28)

где

Niz — -44k-YPy Ik,

(29)

Рх — продольная составляющая сил давления воды на руле­

вой орган;

противлением воды Rc движению состава очень мала.

Кроме

того, полагаем

Rc = kw^ - F dv \

(30)