8.2 Выбор рулевой машины
Для выбора рулевой машины судна необходимо построить кривые действия руля, показывающие графические зависимости гидродинамической силы и момента от угла перекладки руля.
В качестве профиля руля выбираем профиль ЦАГИ.
Удлинение руля
:
.
Относительная толщина t:
t=0,16.
Кривые действия руля строятся на основе таблиц значений аэродинамических характеристик. С помощью Сn, Сp определяем значения нагрузок N и M.
Для переднего хода:
;
где:
F = 4,41 м2 - площадь пера руля;
VP = 4,17 м/с – скорость натекания потока на движитель;
b = 2,35 м – хорда пера руля;
к = 0,2 – коэффициент компенсации;
- коэффициент
влияния корпуса;
- поправка на
влияние винта;
F1 = D*b = 2,31*2,35 = 5,43 (м) – часть площади руля попавшая в струю винта;
- относительная
скорость;
k1 = 0,96 – коэффициент удаления руля;
-
коэффициент, учитывающий влияние
торцевых шайб.
Для заднего хода не учитываются влияние корпуса и винта и принимается скорость равная 0,6VP, а формула для расчета момента принимает вид:
M=N(1-Cp-k)b.
Расчет кривых действия руля представлен в таблице 8.1.
Таблица 8.1. Расчет кривых действия руля.
Передний ход:
|
Cn |
Cp |
N |
M |
5,000 |
0,16 |
0,203 |
13,37878 |
0,11 |
10,000 |
0,343 |
0,239 |
28,68076 |
3,15 |
15,000 |
0,557 |
0,259 |
46,57488 |
7,75 |
20,000 |
0,784 |
0,278 |
65,55602 |
14,42 |
25,000 |
1,031 |
0,292 |
86,20952 |
22,37 |
30,000 |
1,292 |
0,305 |
108,0337 |
31,99 |
35,000 |
1,538 |
0,324 |
128,6035 |
44,97 |
40,000 |
1,787 |
0,335 |
149,4243 |
56,89 |
Задний ход:
|
Cn |
Cp |
N |
M |
5,000 |
0,145 |
0,16 |
-4,21 |
-6,33 |
10,000 |
0,31 |
0,187 |
-9,01 |
-12,97 |
15,000 |
0,507 |
0,222 |
-14,73 |
-20,00 |
20,000 |
0,705 |
0,264 |
-20,48 |
-25,80 |
25,000 |
0,954 |
0,297 |
-27,71 |
-32,76 |
30,000 |
1,11 |
0,33 |
-32,24 |
-35,61 |
35,000 |
0,997 |
0,337 |
-28,38 |
-30,88 |
40,000 |
|
|
|
|
Кривые действия руля изображены на рисунке 8.1.
Рисунок 8.1. Кривые действия руля.
Максимальный момент, создаваемый при перекладке руля М = 56,89 кН*м.
Выбираем модель рулевой машины:
HS40 – лопастной гидропривод "Фриденбо".
Рулевая машина изображена на рисунке 8.2.
Рисунок 8.2. Рулевая машина.
Основные размеры и характеристики рулевой машины:
диаметр балера Dmax = 250 мм;
момент на балере:
Mp = 90 кНм;
Mпp = 113 кНм;
угол перекладки руля = 47,5о;
размеры:
А = 970 мм;
B = 120 мм;
С = 557 мм;
К = 230 мм;
предельные нагрузки:
R = 657 кН;
Q = 294 кН;
масса машины – 1380 кг.