Выбор типа и размера движительно-рулевого комплекса

Количество и тип движителей выбираем из возможностей их размещения в кормовой оконечности и получение максимального пропульсивного К.П.Д.

При скоростях хода до 30 км/ч для водоизмещающих судов наивысшим к.п.д. обладают гребные винты, они наиболее просты в конструктивном отношении. Поэтому их целесообразно установить на проектируемом судне.

При выборе числа движителей целесообразно воспользоваться данными прототипа и выбрать одновальную установку. Предельный диаметр винта 4,8 м.

Тип рулевого устройства: подвесной балансирный руль за открытым винтом.

Эмпирический коэффициент:

Общая площадь пера руля, м2 необходимая для обеспечения управляемости судна зависит от скорости хода, расположения рулей относительно винтов судна. Она может быть рассчитана по формуле:

м2.

Принимаем площадь одного пера руля 10,24 м2.

Высота пера руля в первом приближении:

м,

где h1 – возвышение нижней кромки пера руля над основной плоскостью судна.

Ширина пера руля:

м.

Относительное удлинение пера руля:

м.

Ширина балансирной части:

м,

где

Толщина профиля руля:

м,

принимаем .

Характеристики пера руля во втором приближении.

Высота пера руля:

м.

 

Ширина пера руля:

м.

Относительное удлинение пера руля:

 

м.

Ширина балансирной части:

м.

Толщина профиля руля:

 

м.

Размеры, полученные во втором приближении, считаем расчётными.

Форма руля разрабатывается с учётом конфигурации кормового подзора судна и выбранного типа руля. Принимаем прямоугольную форму пера руля с горизонтальной верхней кромкой. Размещение руля ведём на рисунке 5.1 с учётом теоретического чертежа.

В качестве профиля руля выбираем профиль НЕЖ, ординаты которого приведены в таблице 5.1.

Таблица5.1 – Ординаты профиля пера руля

Отстояние точки профиля от его носика ,% 0,00 0,23 0,50 0,75 1,00 1,25 1,75 2,50 3,25 5,00
, м 0,00506 0,011 0,0165 0,022 0,0275 0,039 0,055 0,0715 0,11
Полутолщина профиля ,% 6,8 10,75 12,85 14,75 16,55 19,20 22,60 27,00 31,10
, м 0,03 0,047 0,0565 0,065 0,073 0,084 0,099 0,119 0,137

 

Продолжение таблицы 5.1

Отстояние точки профиля от его носика ,% 7,50 10,00 15,00 17,50 20,00 25,00 30,00 40,00 50,00 60,00
, м 0,165 0,22 0,33 0,385 0,40 0,55 0,66 0,88 1,1 1,32
Полутолщина профиля ,% 36,90 40,95 46,00 47,50 19,00 50,00 49,50 47,00 10,85 33,35
, м 0,162 0,18 0,202 0,209 0,084 0,22 0,218 0,207 0,048 0,147

 

Продолжение таблицы 5.1

Отстояние точки профиля от его носика ,% 70,00 80,00 85,00 90,00 95,00 100,0
, м 1,54 1,76 1,87 1,98 2,04
Полутолщина профиля ,% 24,00 15,00 11,10 7,5   3,00
, м 0,106 0,066 0,049 0,033 0,013

 

 

5.2 Определение расчётных нагрузок и крутящих моментов

Условная расчётная нагрузка F, кН действующая на перо руля на переднем ходу определяется по формуле:

F = F1 + F2

,

, (5.1)

где k1 – коэффициент равный 1,

k2 – коэффициент равный 1,

λ=2,23 – относительное удлинение пера руля,

b1 – величина равная 2,2 для рулей расположенных в ДП,

δ – коэффициент общей полноты 0,76,

Ар – площадь пера руля 10,7м2,

υ – скорость переднего хода в узлах 12,5,

Ав = Dв*bр = 4,65х2,14 = 9,951 м2 – часть площади пера руля, попавшая в переложенном состоянии в струю винта,

Р =227кН– упор винта.

кН,

кН,

F = 137 + 298,4 = 298,4 кН.

Условная расчётная нагрузка F не должна приниматься меньше нагрузки F3:

, (5.2)

где k3 – коэффициент равный 18.

кН.

Принимаем условную нагрузку F = 298,4 кН, так как F3 <F.

Условный крутящий момент Мк действующий на рулевое устройство на переднем ходу:

, (5.3)

где А1 – часть площади пера руля расположенной в нос от оси его вращения,

м2,

кН·м.

Условный расчётный крутящий момент, действующий на рулевое устройство на заднем ходу:

, (5,4)

где k4 = 0,185

узла.

кН·м.

Условная расчётная нагрузка Fзх действующая на перо руля на заднем ходу:

кН (5.5)