книги из ГПНТБ / Корытов Н.В. Расчеты по динамике корабля учеб. пособие

от значения их к. п. д. т^р, снятого с диаграммы.

Для облегчения определения оптимальных элементов про­ ектируемого винта на каждую диаграмму наносятся линия оп­ тимальных чисел оборотов n o p t и линия оптимальных диамет­ ров D o p t . Линия n o p t представляет собой геометрическое ме­ сто точек касания кривых K^=const и r}p =const и содержит шкалу значений К^.. Эта линия и определяет при заданном диа­

Линия оптимальных диаметров D0 pt представляет собой гео­ метрическое место точек касания кривых Kn=constn Tj^const

на диаграмме в осях Кг-Ар. Эти линии используются для определения элементов оптимального винта при заданных

винтов, в которой величина к. п. д. достигает относитель­ ного максимума (при данных условиях) и изменяется незначи­ тельно. Выбор схемы расчета гребных винтов по диаграммам, построенным в осях К<-Л-Р или Ка -Л.р , определяется условиями задания. В табл. 4 приведены основные варианты радалий на проектирование винтов по таким диаграммам.

50

В , * * - Х р П , Р " vP

Число лопастей и дисковое отношение проектируемого винта принимаются равными указанным на расчетной диаграм­ ме.

51

шение, форма контура лопасти, форма профиля сечения лопа­ сти, толщина лопасти.

При выборе указанных элементов должны учитываться не только требования обеспечения наивысшего к. п. д., но и необходимость удовлетворения требованиям достаточной прочности, умеренной вибрации и устранения кавитапдонной эрозии. Ниже приводятся некоторые рекомендации по пред­ варительному внбору числа лопастей ж дискового отношения винта при использовании диаграмм серийных испытаний моде­ лей для проектировочного расчета гребного винта.

I . Число лопастей. У современных гребных винтов число лопастей z изменяется в весьма широких пределах -

от двух до пяти. Наибольшее применение на быстроходных кораблях получили трех- и четрехлопастные гребные винты. При больших значениях коэффициента нагрузки бр увеличе­ ние числа лопастей приводит к повышению к. п. д. винта за счет уменьшения концевых потерь. Увеличение числа ло­ пастей при сохранении дискового отношения способствует более раннему возникновению кавитации гребного винта вследствие роста разрежения на его лопастях за счет боль­ шей относительной толщины последних. Поэтому для быстро­ ходных кораблей, с точки зрения повышения к. п. д., це­ лесообразно применять гребные винты с меньшим числом ло­

пастей. С другой стороны, увеличение числа лопастей приво­ дит к уменьшению амплитуды пульсирующих давлений, переда­ ваемых гребным винтом на корпус через воду и, следователь­ но, способствует уменьшению вибрации, вызываемой работаю­ щим гребным винтом. Увеличение числа лопастей приводит также к уменьшению переменных гидродинамических сил, пе­ редаваемых гребным винтом на корпус. Исходя мз этогогво многих случаях решающим фактором при выборе числа лопа­ стей является необходимость умерения вибрации корпуса.

Как показывает анализ результатов модельных испыта­ ний, с увеличением числа лопастей оптимальный диаметр винта несколько уменьшается, что имеет практическое зна-

53

Последовательность выполнения расчета указана в табл.5. Входящий в таблицу коэффициент а учитывает различие в величине оптимального диаметра винта, спроектированного для работы в свободной воде и за корпусом. Обычно для винта, расположенного в диаметральной плоскости, принима­ ют а= 1,05, а для бортовых гребных винтов а. = 1,03.

По полученным в табл. 5 .данным строятся кривые

Ne =f (и) и D=f (ri)ч по которым выбирается подходящий по характеристикам двигатель из числа выпускаемых промыш­ ленностью образцов.

В практике расчетов винтов часто встречаются случаи, когда максимальное значение диаметра задано,а его опти­ мальное значение больше предельно допустимого.В этом слу­ чае следует принять оптимальный диаметр,равный предельно допустимому значению,а расчет элементов гребного винта и необходимой мощности двигателя выполнить по схеме, при­ веденной в табл. 6.

Элементы гребного винта для этого варианта задания определяются значениями координат Л Р и К4 , причем выби­ рается число оборотов, обеспечивающее наивысшее значение к. п. д. Указанная задача может быть решена несколько иным путем. Всем гребным винтам, рассмотренным в табли­ це 6, соответствует постоянное значение коэффициента

найти точку с наибольшим значением к. п. д. Эта точка будет соответствовать искомому гребному винту.

57

Л.р=а \р

-g-=-f(*p -ЛЯ по УдиаграМ'

58

Расчет гребного винта на заданную скорость хода при ограниченном диаметре винта

59