Проектирование и техническая эксплуатация судового вспомогательного энергетического оборудования. СВМC яковлев. Общая характеристика судна прототипа.

• Название: Общая характеристика судна прототипа.
• Анкор: Проектирование и техническая эксплуатация судового вспомогательного энергетического оборудования
• Дата: 27.09.2022
• Размер: 0.68 Mb.
• Имя файла: СВМC яковлев.docx
• Тип: Курсовой проект; #700778
• страница: 2 из 5

Рулевое устройство

Согласно 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.

1. Определение геометрических характеристик
   
   
   

Суммарная площадь рулей:

, м² ([2], с. 122)

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:

, м²

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:

(см. рис.1)

2. 
   Расчет гидродинамических характеристик рулей.
   

Нормальная составляющая (P_n, Н) силы давления воды на перо руля:

P_n = [1]

Cn – коэффициент нормальной составляющей силы давления воды на перо руля.

Cn = C_y cos +C_x sin ,

где - угол перекладки руля, градусы, C_x и C_y - коэффициенты подъемной силы.


Берем их из ([3], стр. 102)

		5о	10о	15о	20о	25о	30о
Cy		0,165	0,33	0,515	0,695	0,845	0,92
Cx		0,045	0,07	0,115	0,195	0,33	0,44

Видим, что наибольшее значение коэффициента C_y имеет при = 30⁰.

При = 30⁰ , определим

C_n: C_n =0,92*cos30⁰+0,44*sin30⁰=1,09

К_в – коэффициент, учитывающий влияние винта ([2], с194)

К_в=1+(0,25G_e+0,5 )F_в/F_p

где G_e – коэффициент нагрузки гребного винта



P_у – сила упора гребного винта, Н



η_в – КПД гребного винта η_в=0,55

η_вал=0,97 – КПД валопровода

υ=7.1 м/с – скорость судна

N – мощность дизеля N=736 кВт



υ_е – 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

F_r>0,2, то Δψ=0,3δ(F_r-0,2)
Δψ=0,3*0,675(0,202-0,2) =0,0004
Ψ=0,203
υ_е=5,56


F_в – часть площади руля находящегося в потоке гребного винта

F_в=bD_в=1,74*1,8=1,91 м³


К_к – коэффициент влияния корпуса на расчетную скорость

К_к=(1-ψ)²= (1-0,203)²=0,64

К_пов – коэффициент влияния поверхности воды К_пов=1

К_пр – коэффициент Преториуса К_пр=1
Вычисляем нормальную составляющую:

Н

Плечо силы давления воды на перо руля

у_с=(С_d-K) b
C_d=0,315 из [3]
у_с=(0,315-0,2)4,5=0,52 м

Момент на баллере:

М_б=Р_nУ_с=193237*0,52=100483 Н_*м
М=К_тр*М_б =1,1*100483=110531 Н_*м

3. 
   Расчет для заднего хода
   

Нормальная составляющая:

P_n = 193273 H [1]
Cn = C_y cos +C_x sin =

Cn при =30⁰ для заднего хода:

Сn=0,92*cos30⁰+0,44*cos30⁰=1,09

При движении задним ходом потока винта на работу руля не учитывают К_в=1

F_p – площадь одного руля F_p=1,92 м²

ρ=1000 кг/м³ – плотность воды

υ_зх – скорость судна задним ходом

υ_зх=0,6υ=0,6*7,1=4,26 м/с

К_пов=1 – коэффициент влияния поверхности воды

К_пр=1 – коэффициент Преториуса

Ψ_зх=0,5 ψ [1] – коэффициент путного потока при движении задним ходом

Ψ_зх=0,5*0,209=0,1015

Кк – коэффициент влияния корпуса на расчетную скорость

Кк=(1-ψ_зх)²= (1-0,1015)²=0,807

Рn_зх= Н

Момент на баллере при движении задним ходом:

М_б=Рn_зх(Cd_зх-1+К)b

М_б=13115(0,315-1+0,2)4,5= -28623,5 Н_*м

4. 
   Расчет для запасного привода.
   

Вычислим максимальное значение момента на баллере руля для запасного привода

P_n = [1]

Вычислим Сn для запасного привода при α=20⁰ из ([3], 102) для α=20⁰

Сх=0,195

Су=0,695

Сd=0,27
Cn = C_y cos +C_x sin
Сn=0,695cos20⁰+0,195cos20⁰sin20⁰=0,65+0,07=0,71

Для расчетов по запасному приводу принимаем

υ_з.п.=0,6υ=0,6*7,1=4,26 м/с

К_в – коэффициент учитывающий влияние винта ([2], с194)

К_в=1,57

г де

P_у – сила упора гребного винта, Н
кВт

P_y = = 55.3×10³Н

υ_е – скорость набегающего на винт потока

υ_е= υ_зап(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 F_r<=00,2, то

ψ_зап= 0.11+ 0.675² = 0,2034
υ_е=4,26(1-0,203)=3,4

вычислим Ge:



вычислим Кв:

Кв=1,57

К_пов=1 – коэффициент влияния поверхности воды

К_пр=1 – коэффициент Преториуса

К_к – коэффициент влияния корпуса на расчетную скорость

К_к=(1-ψ_зап)²=(1-0,2034)²=0,6
Р_n=193237 Н

Плечо силы давления воды на перо руля:

у₀=(С_d-0,2)b
у_{0 зх}=(0,27-0,2)1,74=0,12 м

Моменты на баллере:

М_б= Р_n* у_{0 зх}
М_б=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 ЦМ_max – 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

5. 
   Подруливающее устройство
   

Площадь боковой проекции корпуса:

S_к=L_к*B_к=74,6*3,6=268,6 м²

Площадь боковой проекции первой палубы:

S_п1=L_п1*B_п1=63,6*2,1=133,5 м²

Площадь боковой проекции второй палубы:

S_п2=L_п2*B_п1=58,2*2,1=122,2 м²

Площадь боковой проекции рубки:

S_р=L_р*B_р=17,1*2,1=35,9 м²

Площадь боковой проекции судна:

S_с=S_к+S_п1+S_п2+S_р=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.