- •1.Какие силы действуют на судно при криволинейном движении?
- •2.Классификация средств управления.
- •3.Какие силы действуют на перо руля.
- •4.Какие силы возникают и как они действуют при взаимодействии руль-винт-корпус.
- •5.Что входит в состав маневренных элементов судна?
- •5.Что входит в состав маневренных элементов судна? Дайте их определения.
- •6.Что отображается на таблице маневренных элементов.
- •7. Чем характеризуется управляемость судна?
- •8. Что входит в элементы циркуляции судна?
- •9. Чем характеризуется инерция судна?
- •10. Почему управляемость судна на заднем ходу хуже, чем на переднем?
2.Классификация средств управления.
С точки зрения управления судном для нас главным образом представляют интерес главные средства управления (ГСУ), а конкретно движительные устройства и рули
Движительные устройства.
На морских судах чаще всего используют виты фиксированного шага (ВФШ) или виты регулируемого шага (ВРШ).
Гребной винт (ВФШ) представляет собой систему лопастей (от 2 до 8), каждая из которых является участком винтовой поверхности. Поверхность лопастей, обращенная в нос, называется засасывающей,.Поверхность, обращенная в корму – нагнетающей. Передняя кромка лопастей называется входящей, задняя – выходящей. ВФШ бывают цельнолитые и со съемными лопастями. Они делятся на винты левого и правого вращения. Винт правого вращения на переднем ходу, если смотреть с кормы, вращается по часовой стрелке, винт левого вращения – наоборот.
Сила упора, создаваемая винтом при его вращении с заданной частотой, зависит от его основных геометрических характеристик,
DВдиаметр винта - диаметр окружности, описываемой наиболее удаленными точками лопастей (до 5 метров);
H геометрический шаг винта – линейное расстояние по оси винта, которое проходила бы ступица за один полный оборот при вращении в плотной среде. (величина шагового отношения H/D колеблется 0.8 – 1.8)
Θ дисковое отношение Θ= А/Аd - для тихоходных судов ≈0.35
Для быстроходных ≈ 1.2
А – суммарная площадь спрямленной поверхности всех лопастей винта;
Аd – площадь круга, ометаемого гребным винтом при его вращении.
Z число лопастей.
а так же от скорости самого судна.
Существенное влияние на силу упора винта оказывает взаимодействие винта с корпусом судна. Силу упора без учета такого взаимодействия называют упором изолированного винта. С учетом такого взаимодействия – полезным упором или тягой. Для ВФШ изменение направления упора достигается реверсированием двигателя. ВФШ имеет максимальный коэффициент полезного действия только при одном режиме движения (как правило, полный передний ход).
В отличии от гребных винтов фиксированного шага, винты регулиру-емого шага (ВРШ) имеют в ступице приводной механизм, с помощью которого осуществляется разворот лопастей от положения «ППХ» до положения «ПЗХ». Таким образом, без изменения направления вращения ГД, осуществляется изменение не только величины, но и направление упора винта. ВРШ могут быть трехлопастными и четырехлопастными. В последнем случае лопасти располагаются по парно и смещены вдоль оси винта (ВРШ типа «тендем»). Угол разворота лопастей при переходе с ППХ на ПЗХ составляет 40 – 500. Время разворота лопастей ВРШ составляет 10 – 15 сек.. Использование ВРШ позволяет получить полную мощность ГД на режимах, отличных от расчетных, обеспечивает увеличение скорости судна и экономичность работы его двигательной установки.. ВРШ развивает значительно большую тягу на малых ходах и на 40 – 50% сокращает время и длину тормозного пути. Установка ВРШ позволяет осуществлять дистанционное управление судном и использовать на реверсивные двигатели, что значительно повышает их моторесурс. К недостаткам ВРШ следует отнести сложность конструкции как самого винта, так и валопровода, их большую, по сравнению с ВФШ, чувствительность к ударным нагрузкам.
Рули и подруливающие устройства.
Судовой руль представляет собой крыло симметричного профиля. Как уже говорилось ранее, рули подразделяются: по способу соединения пера руля с корпусом судна на простые, полуподвесные и подвесные; по положению оси вращения относительно пера руля – не балансирные и балансирные. На управление судном оказывают значительное влияние геометрические характеристики пера руля:
SР – площадь пера руля. В общем случаи составляет 2% от подводной площади судна ( L*dСР)
λР – относительное удлинение руля. (; гдеhР высота пера руля.
δР – относительная толщина профиля поперечного сечения руля.
δР= lР/bР где lР – наибольшая толщина профиля,
bР– средняя ширина руля.
На одновинтовых судах устанавливается один руль, который располагается за винтом в диаметральной плоскости судна. Двухвинтовые и трех винтовые суда могут иметь один или два руля. В первом случае руль устанавливается в ДП, а во втором случае – симметрично за бортовыми винтами.
Положение руля относительно набегающего потока характеризуется углом перекладки руля aРи углом атаки a.
aР - - угол перекладки руля – называется угол поворота руля, измеренной в плоскости, перпендикулярной к оси баллера (до 350)
a – угол атаки руля – называется угол, образованный плоскостью симметрии руля и плоскостью, проходящей через ось баллера руля и совпадающей с направлением набегающего потока.
К подруливающим устройствам относятся:
поворотные насадки;
активный руль;
подруливающее устройство;
выдвижная движительно-рулевая колонка;
поворотная колонка.
Действия этих устройств разбирались в первой части курса.