Расчет пера руля. Определение площади смоченной поверхности. Расчет судового руля. Выбор рулевой машины, страница 2

№№ п.п.	Величина и расчетные формулы	Размерность	Расчетная скорость, м/с
			V1 = 4,5	V2 = 5	V3 = 5,5	V4 = 6
1	Расчетная скорость гребного винта Va = (1 – WT) ∙ Vi	м/с	2,99	3,33	3,66	3,99
2	Полезный упор одного движителя	кН	18	26	32	44
3	Полный упор гребного винта	кН	25,2	36,5	44,9	61,7
4	Коэффициент задания nc – частота вращения i – передаточное число редуктора	-	0,51	0,52	0,54	0,55
5	Относительная поступь гребного винта (по диаграмме)	кН	0,34	0,35	0,37	0,38
6	Шаговое отношение гребного винта PP/D = f (по диаграмме)	кН	0,58	0,60	0,61	0,62
7	КПД гребного винта η = f(kNT) (по диаграмме)	-	0,44	0,45	0,47	0,48
8	Оптимальный диаметр гребного винта nc – частота вращения	-	1,33	1,44	1,49	1,59
9	Пропульсивный КПД движителя	-	0,46	0,47	0,48	0,50
10	Минимально необходимая мощность силовой установки   КПД механической передачи = 0,97	кВт	181,5	285,1	378	544,3

3. Расчет судового руля

1. Определяем высоту руля:

2. Определяем суммарную площадь рулей:

3. Определяем относительное удлинение пера руля:

4. Определяем среднюю ширину руля:

5. Скорость оптикания руля жидкостью, вне струи винта:

α – угол поворота руля

Таблица 3

α	5º	10º	15º	20º	25º	30º	35º
sin α	0,087	0,173	0,258	0,342	0,422	0,5	0,573
cos α	0,996	0,984	0,965	0,939	0,906	0,866	0,819
Cx	0,01	0,03	0,05	0,12	0,2	0,33	0,47
Cy	0,1	0,22	0,38	0,5	0,67	0,8	0,95
Cm	-0,03	-0,05	-0,1	-0,13	-0,19	-0,26	-0,37
Cn = Cx ∙ sin α + Cy ∙ cos α	0,1	0,22	0,37	0,51	0,69	0,85	1,04
	0,84	1,85	3,11	4,29	5,81	7,16	8,76
	-2,76	-4,61	-9,2	-11,9	-17,5	-23,9	-34,1
Png = kx ∙ kk ∙ kb ∙ Pn	x	x	x	x	x	14,2	17,3
Mg = kx ∙ kk ∙ kb ∙ M	x	x	x	x	x	-47,4	-67,6

Коэффициент влияния попутного потока:

Ψ_к = (0,5 ∙ δ – 0,08) ∙ μ_i = (0,5 ∙ 0,795 – 0,08) ∙ 0,945 = 0,3

μ_i = δ + 0,15 = 0,795 + 0,15 = 0,945

k_k = (1 - Ψ_к)² = (1 – 0,3)² = 0,423

Коэффициент влияния корпуса: kx = 1

Коэффициент влияния гребного винта:

F_дв = D_в ∙ b_ср = 1,49 ∙ 3,6 = 5,36

                                                                                

R – полное сопротивление движению судна; R = 108 кН

Dв – диаметр гребного винта; Dв = 1,49 м

bр – средняя ширина руля; bр = 3,6

4. Выбор рулевой машины

Определяем диаметр баллера руля

k = 2,5 – тип судна «М» с = f(λ) = 5 (при λ = 0,5)

ξ = 1 – руль за винтом

A = F_p = 6,58

V = V₀ = 5,53 м/с

h_p = 1,83 м

l = 0,4 м

γ = 1,57 ∙ 10^-6 = 0,00000157 м²/с²

 

Толщина обшивки

5. Литература

1. Анфимов В.Н., Ваганов Г.И., Павленко В.Г. «Судовые тяговые расчеты», 1970г.
2. Павленко В.Г. «Ходкость и управляемость судов», 1991г.
3. «Руководство по расчету и проектированию гребных винтов судов внутреннего плавания», под. ред. А.М. Басина, Е.И. Степанюка, 1977