- •Введение
- •1 Особенности судовых устройств судов-прототипов
- •1.1 Рулевые устройства
- •1.2 Якорное устройство
- •1.3 Швартовные устройства
- •1.4 Спасательные и шлюпочные устройства
- •1.5 Грузовые устройства
- •1.6 Судовые устройства прототипа проекта 00130
- •1.7 Выводы
- •2 Расчёт характеристики снабжения судна
- •3 Комплектация судна изделиями якорного, швартового и буксирного устройств
- •3.1 Выбор стандартных изделий якорного устройства
- •3.2 Конструирование нестандартных изделий якорного устройства
- •3.2.1 Якорные клюзы
- •3.2.2 Цепные ящики
- •3.3 Швартовное устройство
- •3.3.1 Канаты
- •3.3.2 Кнехты
- •3.3.3 Киповые планки
- •3.3.4 Роульсы
- •3.3.5 Клюзы
- •3.3.6 Стопоры для швартовных канатов
- •3.3.7 Швартовные механизмы
- •3.3.8Вьюшки
- •3.4 Буксирное устройство
- •4 Комплектация судна судовыми спасательными устройствами
- •2)Спасательные плоты.
- •3)Дежурная шлюпка.
- •4) Спасательные надувные жилеты.
- •5.2 Определение расчётных нагрузок и крутящих моментов
- •5.3 Определение диаметра циркуляции судна
- •5.4 Выбор рулевой машины
- •5.5 Расчет изгибающих моментов и реакций опор руля
- •5.6 Баллер руля
- •5.7 Расчет прочности баллера
- •5.8 Соединение баллера с пером руля
- •5.9 Перо руля
- •5.10 Рулевые приводы
- •5.11 Эффективность рулей
- •5.12 Гидродинамический расчёт рулей
- •5.11 Подруливающее устройство
- •Заключение
- •Список литературы
5.9 Перо руля
Толщина обшивки пера профильного руля S, мм должна быть не менее определяемого по формуле:
, (5.13)
где Т – осадка судна,
а= 0,6 – расстояние между горизонтальными рёбрами или вертикальными диафрагмами,
,
где в= 0,6 – расстояние между горизонтальными рёбрами или вертикальными диафрагмами,
k12– коэффициент равный 18,6 – для участка обшивки расположенного в пределах 0,35 длины пера руля от его передней кромки; 8 – для участка обшивки расположенного в пределах 0,65 длины пера руля от его задней кромки,
k13– коэффициент равный 1 для участка обшивки расположенного в струе винта; 0 – участка обшивки расположенного вне струи винта.
Таким образом, толщину обшивки пера руля необходимо определить для двух участков.
В любом случае толщина пера руля должна быть не менее:
мм.
Принимаем минимальную толщину пера руля S= 11 мм.
мм.
Принимаем S1= 13мм.
мм.
Принимаем S2= 11мм.
Принимаем толщину обшивки пера руля 13 мм, торцевые листы толщиной 16 и 26 мм. Обшивка пера руля изнутри должна быть подкреплена горизонтальными рёбрами и вертикальными диафрагмами. В торцевых листах предусмотрены спусковые пробки из нержавеющего металла.
5.10 Рулевые приводы
Судно должно быть снабжено главным и вспомогательным рулевым приводом. Главный привод обеспечивает перекладку полностью погруженного руля с 47,5º одного борта на 47,5º другого при полной скорости хода. Вспомогательный рулевой привод обеспечивает перекладку полностью погруженного руля с 15º одного борта на 15º другого борта. Главный и вспомогательный приводы работают отдельно друг от друга. Управление главным приводом должно осуществляться с ходового мостика и из румпельного отделения. Управление вспомогательным приводом предусматривается из румпельного отделения, а также ходового мостика. Оно не зависит от системы управления главного рулевого привода.
5.11 Эффективность рулей
Эффективность выбранного руля Ер определяется по формуле[1]
, (5.14)
где
А2 = LT•0,96 = 98,466,240,96 = 590 м2 ,
для руля вне ДП за винтом коэффициент .
Тогда
Суммарная эффективность: (х - число рулей)
Сумма эффективностей всех установленных рулей должна быть не менее большего из значений эффективности Е1, Е2 или Е3.
Е1 определяется по графикам [1] в зависимости от величин:
и ,
где f= 0,04LT= 0,04∙98,46∙6,24 = 24,6 м2 – площадь боковой поверхности кормового подзора,
f0 = 0.
Получаем Е1 = 0,057.
Е2 определяется по формуле [1]:
,
где х0 = – 15 м – центр парусности,
υ – скорость в узлах,
А3 – площадь парусности,
А4 = LT•0,96 = 98,46•6,24•0,96 = 590 м2,
.
Е3 определяется по формуле [1]:
,
где А5 – площадь парусности,
А2 = LT•0,96 = 98,46•6,24•0,96 = 590 м2.
.
Выбранный руль считается эффективным так как Ер > Е1, Е2, Е3.
5.12 Гидродинамический расчёт рулей
Гидродинамический расчёт рулей заключается в определении гидродинамических характеристик (сил и моментов на баллере) для различных углов перекладки руля на переднем и заднем ходу судна.
Гидродинамическая сила и момент на баллере на переднем ходу определяются:
,
,
где ,Сn– гидродинамические коэффициенты,
rк – коэффициент влияния корпуса,
где – коэффициент попутного потока,
– коэффициент влияния винта,
– отношение осевой скорости потока вызванное винтомυа к скорости потока надвигающегося на движительυр,
где k= 0,25 – учитывает удаление руля от диска винта,
– коэффициент нагрузки по упору,
м/с – скорость потока надвигающегося на движитель.
Тогда
,
.
Сделав предварительные вычисления можно записать:
Гидродинамическая сила и момент на баллере на заднем ходу определяются:
,
,
где rк= 1, так как,
, тогда .
Сделав предварительные вычисления можно записать:
Расчёт гидродинамических сил и моментов ведём в таблице 5.2 для переднего хода и в 5.3 для заднего хода.
Таблица 5.2 – Гидродинамические силы и моменты на переднем ходу
Угол перекладки, α, град. |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
0,438 |
0,672 |
0,969 |
1,142 |
1,26 | |
, кН |
37,95 |
58,22 |
83,95 |
98,94 |
109,17 |
0,232 |
0,25 |
0,264 |
0,285 |
0,365 | |
, кН |
2,6 |
6,23 |
11,5 |
18 |
38,55 |
Таблица 5.3 – Гидродинамические силы и моменты на заднем ходу
Угол перекладки, α, град. |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
0,372 |
0,553 |
0,655 |
0,557 |
- | |
, кН |
17,1 |
24,5 |
30,1 |
26,5 |
- |
0,16 |
0,189 |
0,232 |
0,256 |
- | |
, кН |
22,3 |
30,5 |
34,87 |
29,4 |
- |
По результатам расчётов таблиц 5.2 и 5.3 строим зависимости N, М=f(α) (рисунок 5.3).