Расчет рулевого электропривода с механической передачей

– водоизмещение = 5000 т.

– длина = 88 м.

– ширина = 15,4 м.

– осадка = 5,4м.

– тип руля – полубалансирный.

– число полных перекладок = 290

– передаточное число = 2100

– схема управления – генератор-двигатель.

Расчет.

1.Геометрические характеристики руля.

Высоту руля h_р определяем из условия расположения руля в кормовом подзоре

= м;

где Т_ср=5,4 м. – осадка судна

Установить площадь рулей S_p в зависимости от типа и размерений судна

=0,039∙88·5,4=18,533 м²;

где =0,033–0,044 – для судов типа БМРТ, ПСТ, СРТ;

L_вл – длина судна по грузовой ватерлинии.

Площадь руля = м²;

где  =1- количество рулей.

Относительное удлинение = , (для морских судов  = 0,5-2,5).

Средняя ширина руля = м;

Степень компенсации полубалансирных рулей определяют по формуле ;

где S_Х – площадь балансирной части руля, м².

k = 0,15–0,35.

Тогда S_x=k∙S_p=0,2∙18,533 =3,707 м².

2. Гидродинамический расчет руля.

Исходными данными для расчета являются:

 =0,916 - относительное удлинение руля;

Sp=18,533 м² – площадь пера руля;

Vp – скорость обтекания руля при его работе в потоке винта.

=0,515∙15∙(1-0,223)=6,002 м/с;

где V_S=16 уз. – максимальная расчетная скорость движения судна на переднем ход;

 - коэффициент попутного потока, ;

здесь  - коэффициент общей полноты водоизмещения судна,

;

 - объемное водоизмещение судна, м³, = м³;

здесь D_max=5000 т – весовое водоизмещение судна (максимальное);

 = 1,025 – массовая плотность морской воды, т/м³;

h_P =4,12 м – высота руля;

z =1 – показатель степени (для среднего руля z=1, для бортовых рулей z=2).

Сила нормального давления

кН;

где C_n – безразмерный коэффициент нормальной силы.

= ;

где  - относительное удлинение руля;

=0,61 рад - угол перекладки.

Гидродинамический момент относительно передней кромки руля

= кНм;

где C_m – безразмерный коэффициент момента относительно передней кромки руля.

= ;

Момент гидродинамической нагрузки на баллере балансирного руля

М_δ=М_nk–NX= - ∙0,9=479,075 кНм

где Х – ширина компенсационной части руля, м.

= м;

Угол	Cn	Cm	N, кН	Mnk, кНм	Mδ, кНм
0	0,000	0,000	0,000	0,000	0,000
5	0,172	0,048	58,852	73,874	20,907
10	0,345	0,106	118,046	163,139	56,898
15	0,521	0,175	178,266	269,333	108,894
20	0,703	0,256	240,540	393,995	177,509
25	0,897	0,349	306,919	537,126	260,899
30	1,107	0,456	378,773	701,804	360,908
35	1,342	0,580	459,181	892,646	479,383