загрузка...
загрузка...
На головну

Визначення сил і моментів опору на Баллер керма

Мd= F (a)?

Мd= Nbd;

де bd - Відстань від осі баллера до центру тиску;

N - сила нормального тиску;

N і bd залежать від типу керма (рис.21);

b - ширина керма.

R - сила, що діє на перо керма. Це результуюча сила від дії нормальної сили N і сили тертя Т. Силу R можна представити у вигляді підйомної сили Y і сили опору Х. Силу N можна представити у вигляді гальмівної сили Nх і активної сили повороту судна Ny.

При розрахунку N для пластинчастих рулів використовують формулу Жосселя:

, (2.32)

де К - коефіцієнт, що враховує явища оптеканія і щільність повітря, має розмірність щільності ,

де ,

bd= 0.5 - для простих пластинчастих рулів (рис.22); (Див. Хомяков стор. 165);

bd = Хd Х - для балансирних пластинчастих рулів Хd= 0.5b.

Розрахунок N для профільних рулів є досить складним завданням. Необхідно враховувати, що різні майданчики лобовій поверхні профільного керма атакують потоком, що набігає води під різними кутами (рис.23).

Відповідно до закону Ньютона:

,

де r = 1025кг / м3 - Щільність морської води;

r = 1000кг / м3 - Щільність прісної води.

Для знаходження результуючого значення N складові Ni повинні бути проссуміровани по всій лобовій поверхні керма:

. (2.33)

Існують певні типи профілів, відпрацьовані теоретично і експериментально. У вітчизняному суднобудуванні найбільш поширені профілі: неж, ЦАГІ, NАСА.

· Неж для швидкохідних судів;

· ЦАГІ для двохвальним судів з кермом в ДП;

· NАСА (національний консультативний комітет з аеронавтики) для рулів за гребними гвинтами з помірними швидкостями руху.

Гідродинамічні характеристики профільних рулів визначаються експериментальним шляхом продувкою їх в аеродинамічних трубах. В результаті продування визначають гальмівну силу Х = f (a); підйомну силу Y = f (a).

Mпк= F (a) - момент щодо осі закріплення керма, що збігається з його передньою кромкою (рис.24).

За знайденим значенням сил визначаються безрозмірні коефіцієнти:

.

Внаслідок повороту осей на кут a: N = Ycosa + Хsina (див. Довідник з математики).

тоді

.

Аналогічно встановлюється безрозмірний коефіцієнт моменту, який відносять ще до середньої ширині керма bср, І коефіцієнт центру тиску (рис.25)

.

Залежно отриманих коефіцієнтів наводяться в довідниках у вигляді таблиць або графіків.

Гідродинамічні характеристики профілю неж-20 показані на ріс.26,27.

Відносна товщина 20%: d% = dmax/ B'100%,

де b - ширина при dmax; зазвичай це bmax.

l = h / bср - відносне подовження.

Використовуючи безрозмірні коефіцієнти визначають сили і моменти навантаження на Баллер керма:

1 метод(Виходячи з ЗN, ЗМ):

(2.34)

2 метод(Виходячи з Зх, Зу, Зм):

Х = СхrV2/ 2Ар; Y; N = Ycosa + Xsina;

, (2.35)

де К = Х / bпор.

3 метод. (Виходячи з ЗN, Зd) Хd= Сdbср; bd= ХdХ; Мd= Nbd.

Профільні рулі в більшості випадків виконуються прямокутними. Для рулів інший довільної форми необхідні продувки. Можна в найпростіших випадках, наприклад, момент на Баллер визначають: Мd= Мd1+ Мd2.

Необхідну площу пера керма можна обчислити за формулою:

Ар= MLТ,

де L - довжина судна між перпендикулярами, м;

Т - осаду керма, м;

m - коефіцієнт, що залежить від типу судна (табл.2.3)

Таблиця 2.3

 суду m
 трансатлантичні швидкохідні  0.0142-0.02
 Вантажні далекого плавання  0.0166-0.025
 каботажного плавання  0.02-0.025
 морські буксири  0.025-0.0335

Для судів середньої водотоннажності часто буває справедливо співвідношення для висоти пера керма: h = Т (0.5-1) м. (Матеріал взято з: Чекунов К. А., 1976, стор.138).

Багатий матеріал з цього питання є в [6] (Довідник по судновим пристроїв, том1. Авт .: А. Н. Гурович і ін. Суднобудування, 1975, стор.58)

Зразкові форми залежностей Мd= F (a) мають вигляд, показаний на ріс.28,29.

Керуючий комплекс судноводіння «-- попередня | наступна --» На роботу рульового електроприводу
загрузка...
© om.net.ua