3.3 Управляемость
Относительный радиус установившейся циркуляции определяется по формуле:
,
(3.14)
где L – длина судна
-
диаметр установившейся циркуляции
Для судов с хорошей
управляемостью
=0,6…1,0
Из приведенного выше соотношения получаем
,
(3.15)
=0,8
75=60м
=2
(3.16)
=2
60=120
Скорость ЦТ судна на установившейся циркуляции, значение которой можно определить из выражения
,
(3.17)
где v – скорость судна на прямом курсе до отклонения рулей
Тогда,
м/с.
то
м/с.
Угловая скорость на установившейся циркуляции вычисляется по формуле
м/с2.
(3.18)
Угол дрейфа
имеющий максимальное значение в кормовой
оконечности судна, можно определить по
формуле
,
град. (3.19)
Тогда,
.
Основными временными характеристиками циркуляции судна являются
- период циркуляции
-
это время поворота судна при циркуляции
на 360о
- продолжительность
выдвига
- это время поворота судна при циркуляции
на 90о
от прямого курса.
Значения
и
можно определить по формулам:
,
(3.20)
,
(3.21)
Тогда
с.
с.
Значения величин, характеризующих траекторию движения судна на циркуляции, связаны с радиусом циркуляции следующими соотношениями:
м; (3.22)
м; (3.23)
;
м; (3.24)
м. (3.25)
3.4 Ходкость судна
В качестве
судна-прототипа, для определения
остаточного сопротивления, выбираем
судно, которое по своим технико-эксплуатационным
и геометрическим характеристикам в
большей степени совпадает с моим
проектируемым судном. Для этого
определяем значения величин
;
;
и
для заданного судна:
;
;
и
.
На основании полученных результатов в качестве судна-прототипа в данном случае выбираем сухогрузное судно класса О (проект №573). Для этого судна:
;
;
и.
Смоченную поверхность корпуса заданного судна, м2, определяем по формуле :
, (3.26)
Тогда
м2.
Расчеты выполняем
в табличной форме (таблица 7). Для удобства
построения графика зависимости
сопротивления движению судна от скорости
R(v)
расчеты
производим для четырех значений скорости
v,в
м/с: 2,2; 2,8; 4,2 и 5,6.
Такие значения скорости обусловлены
выбором значений числа
.
С учетом расчетной длины заданного
суднаL
= 75м мы получаем
соответствующие значения числа Фру да
Fr
=
:
0,08; 0,10; 0,15 и 0,21. При таких значенияхFr
удобно пользоваться справочными
таблицами [1] для определения необходимых
данных по судну-прототипу.
Полученные
результаты расчетов справедливы при
движении судна на глубокой воде. На
практике необходимо учитывать реальные
условия эксплуатации и конкретные
характеристики водных путей. Как было
сказано выше, ограниченная глубина
фарватера оказывает влияние на все
составляющие сопротивления воды.
Для количественной оценки влияния
изменения глубины фарватера используем
безразмерную величину отношения
.Зная
глубину фарватера при плавании на
мелководье и отношение расчетной
осадки к глубине фарватера
,
по графику, приведенному на рисунке
109 [1], определяем значения коэффициента,
учитывающего влияние мелководья,
для рассматриваемых скоростей движения.
По полученным
значениям можно построить графики
зависимости сопротивления движению
судна на глубокой воде
и ограниченной
глубине RH(v)
(рисунок 3.4)
Таблица 7 - Расчет сопротивления движению сухогрузного судна
|
Расчетные величины и зависимости |
Результаты расчетов при скоростях движения судна, м/с | |||
|
Число
Фруда Fr
= |
0,08 |
0,10 |
0,15 |
0,21 |
|
Скорость движения судна v, м/с |
2,2 |
2,8 |
4,2 |
5,6 |
|
Квадрат скорости v2 , м2/с2 |
4,84 |
7,84 |
17,64 |
31,36 |
|
Число
Рейнольдса
|
1,2 |
1,5 |
2,3 |
3,1 |
|
Коэффициент
трения
|
2,03 |
1,97 |
1,85 |
1,78 |
|
Добавка
к коэффициенту трения
|
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
|
Общий
коэффициент трения
|
2,63 |
2,57 |
2,45 |
2,38 |
|
Сопротивление
трения, кН
|
14,01 |
22,17 |
47,56 |
82,14 |
|
Коэффициент
остаточного сопротивления судна-прототипа:
|
0,6 |
0,65 |
0,83 |
2,10 |
|
Коэффициенты влияния формы заданного судна и судна-прототипа (по графику 105[1])
(по графику 106[1])
(по графику 107[1])
|
1,13 |
1,12 |
1,1 |
1,09 |
|
1,13 |
1,12 |
1,1 |
1,09 | |
|
1,5 |
1,48 |
1,37 |
1,25 | |
|
1,5 |
1,48 |
1,37 |
1,25 | |
|
1,04 |
1,05 |
1,07 |
1,1 | |
|
1,04 |
1,05 |
1,07 |
1,1 | |
|
Коэффициент
остаточного сопротивления
|
0,60 |
0,65 |
0,83 |
2,10 |
|
Остаточное
сопротивление, кН,
|
3,19 |
5,61 |
16,11 |
72,47 |
|
Коэффициент
сопротивления выступающих частей
|
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|
Сопротивление
выступающих частей, кН,
|
1,07
|
1,73
|
3,88
|
6,9
|
|
Полное
сопротивление движению судна на
глубокой воде, кН,
|
18,27 |
29,51 |
67,55 |
161,51 |
|
KH при T/Hф=0,3(значение T/Hф принимаем с учетом реальных условий эксплуатации при Hф=5м) (на рисунке 109[1]) |
1,5 |
1,6 |
2,2 |
4,0 |
|
|
27,41 |
47,22 |
148,31 |
644,65 |
,
108
10-3
10-3
10-3
10-3
(по таблице 16[1])
(принимаем)
10-3
кН