1.5. Геометрические характеристики винта

D - диаметр гребного винта, м;

R - радиус гребного винта, м;

H - шаг сечения лопасти (шаг винтовой координаты), м;

H/D - шаговое отношение;

h_p - поступь гребного винта, м;

A=0.25D² - площадь диска гребного винта;

A_E - площадь спрямленной поверхности лопасти, м2;

z - число лопастей;

=A_Ez/A - дисковое отношение;

b - ширина лопасти, м;

r_i - длина ступицы гребного винта, м;

l_CT - наибольшая толщина профиля сечения лопасти, м;

e - условная толщина лопасти, измеренная на оси гребного винта, м;

e_o - шаговый угол сечения лопасти;

c - ширина спрямленного контура лопасти (длина хорды профиля

сечения лопасти), м;

- относительная толщина профиля сечения лопасти;

1.6. Кинематические характеристики гребного винта.

X_p - относительная поступь гребного винта;

n - частота вращения гребного винта;

S=(H_n-h_pn)/H_p - относительная скорость проскальзывания гребного винта;

_p - скорость потока в диске гребного винта, м/с;

 - коэффициент номинального попутного потока;

t - коэффициент засасывания.

1.7. Динамические характеристики гребного винта.

P - упор гребного винта, Н;

M_p - крутящий момент на гребном винте, Н*м;

K₁=P/n²D⁴ - коэффициент упора;

K₂=M_p/n²D⁵ - коэффициент момента;

_p=K₁_p/K₂2 - к.п.д. винта на свободной воде (без корпуса судна);

=_p_k - пропульсивный коэффициент;

P_e=R - тяга гребного винта;

i₁ - коэффициент влияния неравномерности потока на упор гребного винта;

i₂- коэффициент влияния неравномерности потока на момент гребного винта;

i - коэффициент влияния неравномерности потока на к.п.д. гребного винта.

2. Расчёт буксировочного сопротивления и буксировочной мощности.

Методы расчета сопротивления основаны на разделении полного сопротивления по традиционной схеме Фруда:

R=R_F+R_R ( 2.1.)

где - R - полное сопротивление;

R_F - сопротивление трения;

R_R - остаточное сопротивление.

Сопротивление трения не может быть пересчитано по результатам модельных испытаний, поэтому оно расчитывается по методу эквивалентной технически гладкой пластины:

R_F = (C_Fo+C_A+C_Ap)0.5² ( 2.2.)

где C_Fo - коэффициент сопротивления трения эквивалентной гладкой пластины;

C_A - надбавка на шероховатость;

C_Ap - коэффициент сопротивления выступающих частей;

 - массовая плотность воды, Н*с²/м⁴;

 - скорость судна, м/с;

 - площадь смоченной поверхности, м².

Коэффициент сопротивления трения эквивалентной технически гладкой пластины расчитывается по формуле Прандтля -Шлихтинга

C_Fo=0.455(lgRe)^-2.58 ( 2.3.)

где Re - число Рейнольдса;

 - коэффициент кинематической вязкoсти, м²/с.

Коэффициент кинематической вязкости принимается равным

= 1.61*10^-6 м²/с при температуре морской воды Т=4С.

Коэффициент C_Fo может быть определен по графикам рис. 2.1.

Надбавка на шероховатость C_A принимается в зависимости от длины судна (см. таблицу 2.1.)

Значения надбавки на шероховатость C_A

Таблица 2.1.

Длина судна L, м	СA
50 - 150	0.4*10-3 0.3*10-3
150 - 210	0.2*10-3
210 - 250	0.1*10-3
250 - 300	0
300 - 350	-0.1*10-3
350 - 450	-0.2*10-3

Коэффициент сопротивления выступающих частей C_Ap определяется в соответствии с данными таблицы 2.2. в зависимости от длины судна для одновинтовых судов и в таблице 2.3. в зависимости от коэффициента общей полноты для двухвинтовых судов.

Значения коэффициента сопротивления выступающих частей C_Ap для одновинтовых судов

Таблица 2.2.

Длина судна, м	CAp
50 – 130	0.15*10-3
130 – 200	0.10*10-3
200 – 400	0.05*10-3

Значения коэффициента сопротивления выступающих частей C_Ap для двухвинтовых судов

Таблица 2.3.

Коэффициент общей полноты, 	Количество рулей	CAp
0.55 - 0.60	1 руль 2 руля	0.45*10-3 0.60*10-3
0.60 - 0.70	1 руль 2 руля	0.40*10-3 0.55*10-3

Площадь смоченной поверхности  подсчитывается для транспортных судов по формуле В.А. Семени:

=LT[2+1.37(-0.274)B/T] ( 2.4.)

где -L, B, T - длина, ширина, осадка судна;

 - коэффициент общей полноты.

Расчет остаточного сопротивления R_R основан на использовании материалов серийных испытаний моделей судов в опытовых бассейнах.

В пособии рассмотрены методы расчета остаточного сопротивления для серии судов умеренной полноты обводов с коэффициентами общей полноты =0.6...0.799 и судов полных обводов с 0.8

K первой серии судов относятся суда со следующими

характеристиками:

- коэффициенты общей полноты =0.6...0.799

- отношение длины к ширине L/B=6.0...8.5

- относительная длина =L/V^1/3=4.96....7.5

- продольное положение центра величины X_c=-0.025L...0.03L

В эту группу входят среднетоннажные танкеры, рудовозы, универсальные сухогрузные суда.

Ко второй серии судов относятся суда со следующими характеристиками:

- коэффициент общей полноты  = 0.8...0.855

- отношение длины к ширине L/B = 5.8...8.3

- относительная длина  = 4.8...6.2

- продольное положение центра величины X_c= -0.95L...+0.999L

В эту группу входят крупнотоннажные танкеры и рудовозы.