Проектирование и техническая эксплуатация судового вспомогательного энергетического оборудования. СВМC яковлев. Общая характеристика судна прототипа.
![]()
|
Рулевое устройствоСогласно заданию, мы имеем пассажирское судно. Для него большую роль играет устойчивость на курсе, а не повышенная маневренность. Следовательно, на пассажирское судно нужно устанавливать рули, которые обеспечат достаточную маневренность и устойчивость на курсе. Расчет рулевого устройства начинается с определения наибольшего момента на баллере рулевого органа. Рулевые органы размещены за винтами, где они находятся в потоке от винта. Число рулей выбирается равным числу винтов. Определение геометрических характеристик Суммарная площадь рулей: ![]() где- L – длинна судна L=129,1 м Т – наибольшая осадка Т=2,94 м А=27 – коэффициент, принимаемый из ([2] табл.3) ![]() Площадь одного руля: ![]() Определим высоту руля: ![]() Где h2=0,05-0,25 м - минимальное расстояние между нижней кромкой руля и килевой линией, т.к. дифферент на корму небольшой, принимаем h2=0,15 м. ![]() т.к. руль прямоугольной формы, его длина ![]() Относительное удлинение ![]() Коэффициент компенсации К=0,2 ([1], с. 16) Площадь балансирной части ([1], c 17) ![]() Длина балансирной части ![]() Для судовых рулей, установленных за винтами, принимают профиль NASA ([1], с 17) Максимальная толщина профиля находится в пределах (0,12—0,25) принимаем t=0,2b ![]() Максимальная толщина для профиля NASA находится на расстоянии 0,3 от передней кромки, т.е. на расстоянии: ![]() Расчет гидродинамических характеристик рулей. Нормальная составляющая (Pn, Н) силы давления воды на перо руля: Pn = ![]() Cn – коэффициент нормальной составляющей силы давления воды на перо руля. Cn = Cy cos ![]() ![]() где ![]() Берем их из ([3], стр. 102)
Видим, что наибольшее значение коэффициента Cy имеет при ![]() При ![]() Cn: Cn =0,92*cos300+0,44*sin300=1,09 Кв – коэффициент, учитывающий влияние винта ([2], с194) Кв=1+(0,25Ge+0,5 ![]() где Ge – коэффициент нагрузки гребного винта ![]() Pу – сила упора гребного винта, Н ![]() ηв – КПД гребного винта ηв=0,55 ηвал=0,97 – КПД валопровода υ=7.1 м/с – скорость судна N – мощность дизеля N=736 кВт ![]() υе – скорость набегающего на винт потока, м/с ![]() ψ – коэффициент попутного потока ([2], с193) ![]() Х – коэффициент, учитывающий расположение руля Х=2 – для бортовых рулей V=δLBT – общее водоизмещение V=0,675*129,1*16,7*2,94=4280 м3 Δψ – поправка на влияние волны Число Фруда ![]() Δψ=0,3*0,675(0,202-0,2) =0,0004 Ψ=0,203 υе=5,56 ![]() Fв – часть площади руля находящегося в потоке гребного винта Fв=bDв=1,74*1,8=1,91 м3 ![]() Кк – коэффициент влияния корпуса на расчетную скорость Кк=(1-ψ)2= (1-0,203)2=0,64 Кпов – коэффициент влияния поверхности воды Кпов=1 Кпр – коэффициент Преториуса Кпр=1 Вычисляем нормальную составляющую: ![]() Плечо силы давления воды на перо руля ус=(Сd-K) b Cd=0,315 из [3] ус=(0,315-0,2)4,5=0,52 м Момент на баллере: Мб=РnУс=193237*0,52=100483 Н*м М=Ктр*Мб =1,1*100483=110531 Н*м Расчет для заднего хода Нормальная составляющая: Pn = 193273 H [1] Cn = Cy cos ![]() ![]() Cn при ![]() Сn=0,92*cos300+0,44*cos300=1,09 При движении задним ходом потока винта на работу руля не учитывают Кв=1 Fp – площадь одного руля Fp=1,92 м2 ρ=1000 кг/м3 – плотность воды υзх – скорость судна задним ходом υзх=0,6υ=0,6*7,1=4,26 м/с Кпов=1 – коэффициент влияния поверхности воды Кпр=1 – коэффициент Преториуса Ψзх=0,5 ψ [1] – коэффициент путного потока при движении задним ходом Ψзх=0,5*0,209=0,1015 Кк – коэффициент влияния корпуса на расчетную скорость Кк=(1-ψзх)2= (1-0,1015)2=0,807 Рnзх= ![]() Момент на баллере при движении задним ходом: Мб=Рnзх(Cdзх-1+К)b Мб=13115(0,315-1+0,2)4,5= -28623,5 Н*м Расчет для запасного привода. Вычислим максимальное значение момента на баллере руля для запасного привода Pn = ![]() Вычислим Сn для запасного привода при α=200 из ([3], 102) для α=200 Сх=0,195 Су=0,695 Сd=0,27 Cn = Cy cos ![]() ![]() Сn=0,695cos200+0,195cos200sin200=0,65+0,07=0,71 Для расчетов по запасному приводу принимаем υз.п.=0,6υ=0,6*7,1=4,26 м/с Кв – коэффициент учитывающий влияние винта ([2], с194) Кв=1,57 г ![]() ![]() Pу – сила упора гребного винта, Н ![]() Py = ![]() υе – скорость набегающего на винт потока υе= υзап(1-ψ) ψ – коэффициент попутного потока ([2], с193) ![]() Х – коэффициент, учитывающий расположение руля Х=2 – для бортовых рулей V=δLBT – общее водоизмещение V = 0,675×129.1×16.7×2.94 = 4280 м3 Δψ – поправка на влияние волны Число Фруда: ![]() если Fr<=00,2, то ψзап= 0.11+ ![]() ![]() ![]() ![]() υе=4,26(1-0,203)=3,4 вычислим Ge: ![]() вычислим Кв: Кв=1,57 Кпов=1 – коэффициент влияния поверхности воды Кпр=1 – коэффициент Преториуса Кк – коэффициент влияния корпуса на расчетную скорость Кк=(1-ψзап)2=(1-0,2034)2=0,6 Рn=193237 Н Плечо силы давления воды на перо руля: у0=(Сd-0,2)b у0 зх=(0,27-0,2)1,74=0,12 м Моменты на баллере: Мб= Рn* у0 зх Мб=193237×0,12=23188 Н*м Выбираем из [6] Машина рулевая гидравлическая РГ-1,6, обозначение – ТУ212 РСФСР 318-10-78 Момент крутящий на корпусе ЦМ – 16,0 кН*м Угол поворота шестерни от ДП до срабатывания ограничителя поворота – 2*350 град. Угол поворота шестерни от ДП до срабатывания ограничителя поворота max – 2*370 град. Давление, МПа – в ЦМ – 6,5; в ЦМmax – 7,5; у насоса номинальный – 3…8; у насоса максимальный – 9+1; Время поворота шестерни на номинальный угол – 16…26 сек. Электроприводы насосов – основного – механический запасного – 220В. Направление вращения вала насоса – левое Подруливающее устройство Площадь боковой проекции корпуса: Sк=Lк*Bк=74,6*3,6=268,6 м2 Площадь боковой проекции первой палубы: Sп1=Lп1*Bп1=63,6*2,1=133,5 м2 Площадь боковой проекции второй палубы: Sп2=Lп2*Bп1=58,2*2,1=122,2 м2 Площадь боковой проекции рубки: Sр=Lр*Bр=17,1*2,1=35,9 м2 Площадь боковой проекции судна: Sс=Sк+Sп1+Sп2+Sр=268,6+133,5+122,2+35,9=560,2 м2 В соответствии с Правилами РРР [4] 4.3 п.2.6, подруливающее устройство устанавливается на судах, у которых площадь боковой проекции на ДП превышает 800 м2, т.к. площадь боковой проекции пр.305 меньше 800м2, а именно 546,8м2 , то подруливающее устройство не устанавливается. |