2. Явище засмоктування

Не тільки корпус корабля впливає на роботу гребного гвинта, але і гребний гвинт впливає на потік, що обтікає корпус корабля. Рушій, що працює поблизу корпуса корабля, викликає підсмоктування до себе води і тим самим збільшує швидкість обтікання кормового краю. Відповідно до теореми Бернуллі, збільшення швидкості супроводжується падінням тиску, у результаті чого крива розподілу тисків у кормі змінюється в порівнянні з кривою, яка відповідає обтіканню корпуса без гвинта.

Це додаткове зниження тиску в кормовому краї корпуса при практично незмінному тиску в носовій частині приводить до виникнення додаткової сили, що діє на поверхню корабля убік протилежний його переміщенню, тобто супроводжується зростанням опору води руху корабля.

Додатковий опір води руху корабля, обумовлений засмоктуючою дією гребного гвинта при роботі за корпусом, прийнято називати силою засмоктування.

У системі «корпусгвинт» сила засмоктування є внутрішньою силою, що врівноважується додатковим упором Р, що розвивається гвинтом.

Таким чином, повний упор гвинта Р затрачається на подолання буксирувального опору корабля R (без гвинта) та додаткового опору чи сили засмоктування R , тобто

Р = R + R = Р_с +Р

Частина упору, яка йде на подолання буксирувального опору (без гвинта), називають корисною тягою Р_е (чи просто тягою).

Відношення сили засмоктування до упора гребного гвинта називається коефіцієнтом засмоктування t тобто

Оскільки при відомому опорі руху корабля R упор гребного гвинта при одновальній установці визначається в такий спосіб:

при Z_р рушіїв

Величина коефіцієнта засмоктування залежить від форми обводів корпусу корабля, розмірів гребного гвинта і його розташування стосовно корпуса і змінюється зі зміною швидкості ходу і режиму роботи гвинта. У ряді випадків аналогічно коефіцієнту упора в розрахунках ходовості використовується коефіцієнт тяги гвинта.

Коефіцієнти упора і тяги зв'язані наступним співвідношенням:

Значення коефіцієнта засмоктування для деяких типів військових кораблів:

 легкі крейсера  t = 0,050,10

 есмінці  t = 0,030,06

 СКР  t = 0,040,08

 торпедні катери  t = 0,010,03

3. Пропульсивний коефіцієнт

Пропульсивний коефіцієнт комплексу «корпусгвинт» являє собою міру ефективності використання потужності, яка споживається гвинтом. Він дорівнює відношенню буксирувальної потужності N_R до потужності N_p, що підводиться до гвинта

де Z_Р  число гребних валів (рушіїв).

Буксирувальна потужність являє собою потужність, необхідну для буксирування корабля при опорі R зі швидкістю V.

N_R = RV

Потужність, що підводиться до гвинта

де М  крутний момент на гребному валу при роботі гвинта за корпусом корабля (кгсм);

n  число оборотів за секунду.

У наслідок втрат на тертя в підшипниках і передачах потужності, потужність, яка підводиться до гвинта, менше потужність двигуна N_e :

де _в  ККД валопроводу;

_п ККД передачі.

Пропульсивний коефіцієнт комплексу «рушійкорпус» може бути представлений у виді

У результаті взаємодії гвинта і корпуса корабля пропульсивний коефіцієнт звичайно не дорівнює ККД ізольованого рушія.

де М крутний момент на валу рушія, що працює у вільній воді.

Величина М звичайно відрізняється від моменту М на валу у рушія, що працює за корпусом, тому що умови роботи гвинта у вільній воді і за корпусом різні (нерівномірність поля швидкостей, турбулентність потоку, наявність чи відсутність руля й ін.).

Вираз для пропульсивного коефіцієнта можна представити у виді

,

Перший множник у правій частині цього вираження являє собою ККД еквівалентного ізольованого рушія, який, працюючи у вільній воді, розвиває упор Р при розрахунковій швидкості V_p і споживає крутний момент М при числі оборотів n.

Другий множник дорівнює відношенню корисної потужності комплексу «рушійкорпус» Р_еV та еквівалентного ізольованого рушія РV_р. Цей вираз можна представити у виді

= _к_р;

Величина _к називається коефіцієнтом впливу корпуса і визначається значеннями характеристик попутного потоку і засмоктування при роботі рушія за корпусом корабля.

Таким чином, пропульсивний коефіцієнт комплексу «гвинткорпус» можна представити у виді

Висновки:

1. Явище попутного потоку збільшує значення пропульсивного коефіцієнта.

2. Явище засмоктування зменшує значення пропульсивного коефіцієнта.

3. У цілому вплив явищ попутного потоку і засмоктування залежить від розташування гребних гвинтів, форми кормових обводів, конструктивних особливостей і режиму роботи гребного гвинта.