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)

С_р – коэффициент руля, определяемый по выражению:

(1.2)

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

или ,

где F_p – площадь пера руля, м²;

h_p – высота руля, м;

l_p – длина руля, м;

r – массовая плотность воды, 0,104 тс²/м⁴.

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

,

где V₀ – скорость судна, м/с;

V_пп – скорость попутного потока, м/с;

V_a – 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 V_a определяется по формуле:

(1.4)

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

(1.5)

где D_B – диаметр винта, м;

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

Р_е – упор винта на швартовах, определяемый по формуле:

(1.6)

Приблизительно величину упора можно определить по формуле Регистра:

(тс),

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

N_э – эффективная мощность, определяемая по формуле:

,

где Н – шаг винта в метрах;

n – частота вращения винта, об/мин;

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, м^2	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

Дата добавления: 2015-07-08