Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Пособие к КП Рулевое устройство

.pdf
Скачиваний:
389
Добавлен:
15.02.2015
Размер:
3 Мб
Скачать
☆

Раздел1. Общие вопросы курсового проекта

81

где x x — относительное расстояние оси баллера от пе- bср

редней кромки руля; t — относительная толщина профиля пера руля. Нормальное усилие Np , определяемое как проекция равнодейст-

вующей гидродинамических сил на нормаль к хорде руля, выражается зависимостью:

Np 0,515 V 2 Ap 0,5736C1 0,2695C2 0,4386t 1 ,

(10.10)

где 1,025 т/м3.

 

10.2. Определение наибольшего крутящего момента небалансирного руля

Наибольший гидродинамический момент на баллере небалансирного руля, установленного за рудерпостом, определяется зависимостью (10.1), где вместо bср подставляется средняя ширина руля и рудерпо-

ста bкср . Однако некоторые вспомогательные величины и коэффици-

енты отличаются от подобных, описанных в разделе 10.1. Для расчета наибольшего гидродинамического момента на баллере необходимо воспользоваться зависимостями (10.2) – (10.5) с обозначениями (10.6) – (10.7), где вместо , входящего в (10.2) – (10.5), следует подставитьк — относительное удлинение комплекса, и определить:

 

 

 

 

 

 

 

 

1 bрп

 

 

 

 

 

D

C

 

 

 

,

 

 

 

 

2

 

 

2

 

1 b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рп

 

bрп

 

bрп

— относительная

ширина

рудерпоста, представляющая

 

 

 

bк

 

 

 

 

 

 

 

 

собой отношение ширины рудерпоста к суммарной ширине руля и рудерпоста (комплекса). Коэффициенты А1…А3 и В1…В3, входящие в

82

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РУЛЕВЫХ УСТРОЙСТВ

выражения (10.2) – (10.5), для данного типа руля определяются по номограммам, представленным на рис. 10.3 – 10.6.

Коэффициент cm находится по выражению (10.9), относительное отстояние оси баллера до передней кромки руля — по зависимости:

 

 

 

t

р

 

b

 

 

0,02

2

 

 

рп

 

 

 

x

 

 

 

 

 

,

δ

 

 

bр

 

 

 

 

 

где tр — толщина руля, м, в сечении, через которое проходит ось бал-

лера; bр — средняя ширина поворотной части комплекса, м; bрп —

ширина рудерпоста, м. Вместо относительной толщины руля t следует подставлять в (10.9) относительную толщину поворотной части комплекса t tbр ; t — максимальная толщина поворотной части, м.

Нормальное усилие Nр определяется по выражению (10.10), подставляя вместо Aр суммарную площадь руля у рудерпоста Aк . Коэффициенты С1 и С2 рассчитываются по (10.2) и (10.3).

Раздел1. Общие вопросы курсового проекта

83

Рис. 10.3. Коэффициенты A1(b рп , к)...A2 (b рп , D, к) для расчета небалансирного руля, установленного за рудерпостом.

84

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РУЛЕВЫХ УСТРОЙСТВ

Рис. 10.4. Коэффициенты A3 (b рп , к, D) для расчета небалансирного руля, установленного за рудерпостом.

Раздел1. Общие вопросы курсового проекта

85

Рис. 10.5. Коэффициенты B1(b рп , к ), B3 (b рп , к, D) для расчета небалансирного руля, установленного за рудерпостом.

86

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РУЛЕВЫХ УСТРОЙСТВ

Рис. 10.6. Коэффициенты B2 (b рп , к, D) для расчета небалансирного руля, установленного за рудерпостом.

Раздел1. Общие вопросы курсового проекта

87

10.3. Определение наибольшего крутящего момента балансирного полуподвесного руля

Особенность балансирного полуподвесного руля состоит в том, что закручиваемый гребным винтом поток несимметрично и неравномерно обтекает поворотную и неповоротную части руля (неповоротная часть

— кронштейн). Гидродинамический расчет балансирного полуподвесного руля выполняется в соответствии с методикой, изложенной в [6]. Наибольший момент на баллере руля М (на переднем ходу судна)

может быть определена на основании выражения (10.1), где в качестве bср подставляется средняя ширина руля и кронштейна bср. к . Расчету

коэффициента cm предшествует определение коэффициента С1 по

формуле (10.2), коэффициента D1 по формуле (10.4). другие вспомогательные величины можно найти, используя следующие выражения:

C2 0,3 к 1 в 2 A4 A5 'p 'p Hb ;

(10.11)

C3 2,32 1 в 2 a Va 2 ; (10.12)

D2 0,54 2к 1 в 2 B4 B5 'p 'p Hb ;

(10.13)

D3 1,16 1 в 2 a Va 2 ; (10.14)

 

 

 

D4 0,393 1 в 2 a

 

2 t 2hк

 

12ср

 

22ср ;

 

Va

b

b

 

(10.15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Hb V 1 в nDв — относительная

поступь (шаг) гребного

винта;

Dв — диаметр гребного винта,

м; a — коэффициент,

a 1 p 1 в ;

 

1ср ,

 

2 ср — средние

относительные ширины

b

b

поворотной части, расположенной за кронштейном и под кронштейном (отнесены к средней ширине комплекса

88

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РУЛЕВЫХ УСТРОЙСТВ

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ср

 

 

 

 

 

 

b

ср

 

 

 

b

 

 

b 1

ср

, b 2 ср

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b ср.к

b ср.к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначения, представленные выражениями (10.6) и (10.7) справедливы применительно к зависимостям (10.11) – (10.14).

Коэффициент попутного потока в диске гребного винта в — оп-

ределяется выражением (10.8), коэффициент попутного потока в районе руля р — как среднее между частью руля, расположенной за

кронштейном, и частью руля, расположенной ниже кронштейна. Тогда

 

А

 

 

1

 

 

2

А

 

 

1

 

 

2

 

р1

 

р1

 

р2

 

р2

 

 

р 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

Ар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Ар1 — площадь поворотной части руля, расположенная за кронштейном, м2, определяется контуром LDEFGK; А2 — площадь

поворотной части руля, расположенная под кронштейном, м, определяется контуром ABCD (рис. 10.7.).

 

 

 

2h

 

l

2

 

р1

 

0,68Сb 0,43 p 0,18

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

2h

1

l

 

р2

 

0,68Сb 0,43 p 0,18

 

 

1

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

1 для рулей, расположенных

 

в диаметральной плоскости судна;

 

p 0

для судов

с транцевой

кормой; p 0,18 для судов с крейсерской кормой;

Cb — коэффи-

Рис.10.7. Коэффициенты

циент

общей полноты судна,

h1 ,H —

расстояние от основной

для расчета

 

 

 

полубалансирного плоскости полуподвесного руля, расположенного за кронштейном

Раздел1. Общие вопросы курсового проекта

89

судна соответственно до нижней кромки руля и до точки пересечения оси баллера с поверхностью корпуса судна, м; h2 — рас-

стояние от нижней кромки кронштейна до основной плоскости судна,

м; l2 h2 h1; l1 hp l2.

Коэффициенты А4 - А5 и В4 - В5, входящие в выражения (10.11) – (10.15), для данного типа руля определяются по номограммам, представленным на рис. 10.8 – 10.12. Коэффициент выражается зависимостью:

Cmδ 0, 5736D1 0, 819D2 , 329D3 0, 9397D4

x 1,03 0,226 t1 t2 0,5736C1 0,2695C3 0,819C2 ,

x x bcp — относительное расстояние оси баллера от передней кромки руля; t1 , t2 — относительные толщины профиля пера руля в

сечениях (см. рис. 10.7),

t1

t1 b1 ;

t2

t2 b2 .

90

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РУЛЕВЫХ УСТРОЙСТВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.10.8. Коэффициенты A3 (b кр , hкр, D, к) для расчета полубалансир-

ного полуподвесного руля, расположенного за кронштейном Наибольшее нормальное усилие, действующее на руль при его перекладке,

N p 0,5 V 2 1 0,2193 t1 t2 (0,5736C1 0,819C2 0,269C3 ) Ap