Расчет гидродинамических сил и моментов на баллере руля

1. Коэффициент попутного потока определяется из ряда (0,22...0,26)

2. Коэффициент влияния корпуса на руль K _к вычисляется по формуле:

3. Площадь руля, омываемая потоком винта F _в вычисляется по формуле:

b D, м²

где D - диаметр гребного винта, м.

4. Скорость судна υ_s вычисляется по зависимости:

1856 υ/3600, м/с

где υ - скорость судна, уз.

5. Осевая скорость винта относительно воды υ_p вычисляется по формуле:

(1- ) υ_s, м/с

6. Мощность, затрачиваемая на вращение винта N _р вычисляется по зависимости:

0,98Ne, кВт

где Ne – мощность ГД, кВт.

7. Упор винта Р вычисляется по формуле:

N_рh_р / υ_p, кН

где h_р определяется из ряда (0.6... 0.7).

8. Коэффициент нагрузки винта по упору S _р определяется по табличным данным.

9. Коэффициент влияния винта на руль K _в определяется из ряда (2,15...2,75).

10. Плотность забортной воды принимается равной = 1025 кг/м³.

Все расчеты вносятся в таблицу 2.

Таблица 2

№ п/п	Наименование, обозначение, единицы измерения	Числовое значение
	Коэффициент попутного потока	0,24
	Коэффициент влияния корпуса на руль K к	0,578
	Площадь руля, омываемая потоком винта F в	17,99
	Скорость судна υs, м/с	8,25
	Осевая скорость винта относительно воды υp, м/с	6,27
	Мощность, затрачиваемая на вращение винта N р, кВт
	Упор винта Р, кН	939,75
	Коэффициент нагрузки винта по упору S р	1,96
	Коэффициент влияния винта на руль K в	2,65

Далее определяют величины для различных углов поворота руля от среднего положения α и вносят в таблицу 3:

1. Коэффициенты C _x, С _у, С _D определяют по табличным данным [1, табл.10].

2. Коэффициент нормальной силы С _n вычисляется по формуле:

cosa+ sina

3. Отстояние центра от передней кромки руля S вычисляется по формуле:

C_D b, м

4. Коэффициент гидродинамического момента C _m вычисляется по формуле:

( S)/b

5. Нормальная сила N вычисляется по формуле:

C _m K _k K _B F

6. Гидродинамический момент относительно передней кромки руля М определяется из зависимости:

C _m K _k K _B F

7. Гидродинамический момент относительно оси руля М_а определяется из зависимости:

C _n K _k K _B F (b C _D - z) 10^-3

8. Коэффициент нормальной силы на заднем ходу С _n з.х. определяем по табличным данным.

9. Отстояние центра давления от задней кромки руля на заднем ходу S з.х. определяется из зависимости:

(0,3...0,35) b

10. Гидродинамический момент на заднем ходу судна М _а з.х. вычисляется по формуле:

C_n з.х. F [b-(Sз.х.+z)] 10^-3

11. Гидродинамический момент для расчета М _р принимаем равным М_а.

12. Момент на баллере руля с учетом трения в боковых опорах баллера и пяте руля М _б определяется из зависимости:

(1,15...1,2) М _р.

13. Крутящий момент на баллере с учетом дополнительных внешних нагрузок М_кр определяется из зависимости:

(1...1,2) М _б

Таблица 3

Продолжение таблицы 3