Сделай Сам Свою Работу на 5

Расчет рулевой силы (полезной составляющей гидродинамического давления воды на руль)





МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

 

По выполнению лабораторных работ

по дисциплине:

«Маневрирование и управление судном»

 

 

Новороссийск


СОДЕРЖАНИЕ

Расчет рулевой силы и элементов циркуляции судна. 3

Влияние работы винто-рулевого комплекса на управляемость судна. 8

Взаимодействие сил, возникающих при работе движительно-рулевого комплекса 15

Плавание на мелководье и в узкостях. 23

Аварийная буксировка судов морем. 30

Выбор оптимальных условий плавания судна в шторм. 450

Расчет инерционных характеристик судна. 516

Расчет швартовки крупнотоннажных судов. 549

Расчет швартовки судна к причалу лагом с отданным якорем. 54

Плавание судна в ледовых условиях. 648

Снятие судна с мели. 70

Расчет якорной стоянки. 78

Выбор курса и скорости судна при плавании на волнении с помощью диаграммы Ю.В. Ремеза. 83

Курсовая работа по дисциплине «управление судном». расчет элементов циркуляции и инерционных характеристик судна (составление типовой таблицы маневренных элементов судна) 88


РАСЧЕТ РУЛЕВОЙ СИЛЫ И ЭЛЕМЕНТОВ ЦИРКУЛЯЦИИ СУДНА

 

При отклонении руля от диаметральной плоскости возникает сила, вызванная набеганием потока воды на руль, которую можно разложить по составляющим: продольной, увеличивающей сопротивление движению судна и поперечной, вызывающей уход судна на циркуляцию. Эта составляющая носит название рулевой силы.



Целью занятия является расчет рулевой силы и элементов циркуляции для конкретного типа судна, для водоизмещения в грузу и в балласте.

Для решения задач подобного типа необходимо знать:

- гидродинамическое воздействие воды на руль, движущийся в потоке;

- изменение сил при набегании потока на него под определенным углом;

- влияние относительного удлинения руля;

- зависимость изменения сил при увеличении скорости судна.

Уметь рассчитывать упор винта судна на швартовах.

 

Расчет элементов циркуляции

Элементы циркуляции включают в себя: диаметр тактический и установившейся циркуляции, угол дрейфа на циркуляции (его зависимость по длине судна), выдвиг по первоначальному курсу, прямое и обратное смещение, ширину полосы движения, период циркуляции по времени и угловую скорость судна.



 

Расчет рулевой силы (полезной составляющей гидродинамического давления воды на руль)

Рулевая сила переложенного руля определяется по формуле:

(1.1)

где α – угол перекладки руля (для расчетов принимать 35˚ в радианах)

Ср – коэффициент руля, определяемый по выражению:

(1.2)

где l – относительное удлинение пера руля, находим по формулам:

или ,

где Fp – площадь пера руля, м2;

hp – высота руля, м;

lp – длина руля, м;

r – массовая плотность воды, 0,104 тс/м4.

Скорость набегания потока воды на руль Vp зависит от скорости судна, скорости попутного потока и скорости винтовой струи. Она может быть определена по выражению:

,

где V0 – скорость судна, м/с;

Vпп – скорость попутного потока, м/с;

Va – скорость винтовой струи (аксиальная составляющая винтовой струи), м/с.

Противодействие попутного потока скоростному напору воды на руль учитывается через коэффициент попутного потока – y. Его величину можно найти по формуле:

(расчетная) или (1.3)

где d – коэффициент общей полноты судна.

Тогда скорость набегания воды на руль найдем по формуле:

(1.3.1)

Значение скорости Va определяется по формуле:

(1.4)

где s – коэффициент нагрузки винта по упору Ре, определяемый по выражению:

(1.5)

где DB – диаметр винта, м;

– скорость набегания воды на руль с учетом попутного потока, м/с;

Ре – упор винта на швартовах, определяемый по формуле:

(1.6)

Приблизительно величину упора можно определить по формуле Регистра:

(тс),

где Ni – индикаторная мощность двигателя, л.с.;

Nэ – эффективная мощность, определяемая по формуле:



,

где Н – шаг винта в метрах;

n – частота вращения винта, об/мин;

Порядок расчета рулевой силы заключается в следующем:

- находим по формуле (1.2) величину Ср, предварительно рассчитав l (исходные данные приведены в табл.1);

- находим величину коэффициента попутного потока ψ по формуле (1.3) и затем величину V0 (1 – ψ);

- рассчитываем по формуле (1.5) коэффициент σ, предварительно для этого вычислив Ре по формуле (1.6);

- находим по формуле (1.4) значение Va;

- рассчитаем скорость набегания воды на руль Vр (по формуле 1.3.1);

- вычислим искомую рулевую силу Р по формуле (1.1);

Варианты заданий для расчета рулевой силы судов, различных типов представлены в таблице 1.

Таблица 1

Задание для расчета рулевой силы

Наименование судна Мощ-ность Ni, л.с. Ско-рость V0, узлы Dв, м Коэф. общей полно-ты, d Fp, м2 hp, м n об/ мин. Н, м
1. «Б. Бутома» ОБО 14,5 7,0 0,83 64,2 9,6 4,3
2. Танкер № 1 17,1 5,3 0,755 25,3 8,8 4,2
3. Танкер № 2 15,6 7,5 0,83 81,6 12,2 7,5
4 Танкер № 3 11,5 1,8 0,68 5,1 3,2 1,3
5. «Туполев» 17,0 4,2 0,69 11,1 3,9 3,8
6. «Худ. Моор» 15,0 5,3 0,78 24,6 7,0 5,0
7. «Атлантик» 13,0 3,12 0,59 8,0 3,5 3,05
8. «Каверзнев» 14,3 4,5 0,69 18,3 4,9 4,08

 

9. Танкер № 4 17,5 6,2 0,79 30,2 7,3 4,8
10 .Сухогруз № 1 15,0 4,4 0,69 15,0 4,1 3,7
11. Сухогруз № 2 16,0 5,2 0,69 20,5 5,2 4,8
12. Сухогруз № 3 16,7 4,3 0,62 19,0 5,0 3,8
13. Танкер № 4 15,5 8,3 0,87 65,7 10,0 5,0
14. Контейнеровоз 21,2 9,0 0,80 50,2 11,3 5,2
15. Судно Ро-Ро 13,0 6,3 0,84 30,5 8,2 4,9

 

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.