Маневренные характеристики судна проекта 1577

        F _п - приведенная площадь руля (м²);

    Коэффициент подьемной силы рассчитывается по формуле:

    μ 2 = k*[1+b*(0,28+0.20/λ)]*2π/(1+2,2/)                                              (2.15)

    μ 2 = 1,724

    S = Zr*Sп                                                                                                       (2.16)

    S = 16,3*2

    S = 32,7

    Sп = S'+S''(1+/                                                                                   (2.17)

    Sп = 1,92+2,8*(1+1,25

    Sп = 16.3

    æп = æк *[S'+S''(1+/)]/Sп                                                                      (2.18)

    æп = 0,95[1,92+2,8(1+1,25)]/16,3

    æп = 0,48

    Wa/Ve = 0.5*(1-0,0125)*(-1)                                                     (2.19)

    Wa/Ve = 0,5*(1-0,0125*16.1)*(-1)

    Wa/Ve =1,25 

    2.1.3. Расчет и построение  диаграммы управляемости

    E æ r = 0,095661*0,731407=0,11

    В свою очередь:

    m' = 2 * δ * В / L                                                                                           (2.20)

    m' = 2 * 0,9 * 16 / 128 = 0,21

    χ = L_дрк  / L                                                                                                     (2.21)

    χ = 64 / 128= 0,49

    χ чер  = 1 / χ                                                                                                (2.22)

    χ чер  = 1 / 0,471491= 2,03

    где:

        m' - безразмерная масса судна;

        Е - эффективность ДРК;

        χ - относительное отстояние ДРК  от центра тяжести судна;

        χ чер -  величина обратная χ;

        δ - коэффициент полноты водоизмещения;

        L дрк - отстояние ДРК от центра тяжести судна(м) ;

    Для расчета зависимостей, входящих в  диаграмму управляемости следует  определить ряд вспомогательных  величин, полученных в результате преобразования уравнений движения к виду, удобному для расчетов. Указанные величины определяются по выражению (305) (308) (2)

    а ₂ = С ₃ - m'+E æ r * χ                                                                                  (2.23)

    а ₂ = - 0,063 - 0,21+ 0,11* 0,49= -0,24

    b ₂ = C 1 + E æ r                                                                                             (2.24)

    b ₂ = 0,088 + 0,11= 0,19

    а ₃ = χ чер * С ₆ + χ * С ₇ * β² +E æ r * χ                                                     (2.25)

    а ₃ = 2,03* 0,032 + 0,49* 0,471491= 0,095

    b 3  = - χ чер * C 5  + E æ r                                                                           (2.26)

    b ₃ = - 2.03 * 0,086 + 0,11= -0,11

    где:

        C 1 - C 7 - коэффициенты корпусных усилий (C 7 = 0);

    Далее определяются величины:

    Р = (a ₃ * b ₂ - a ₂ * b ₃) / 2 * (С ₂ * а ₃ - C ₄ * b ₃ )                                          (2.27)

    Р = (0,09* 0,19 + 0,24* (-0,11))/2 * (0,54 * 0,095+ 0,24 * (-0,11)) = -0,084

    Q = С ₄ * Е / 2 * (С ₂ * а ₃ - C ₄ * b ₃)                                                             (2.28)

    Q = 0,24 * 0,11/2 * (0,54 * 0,095+ 0,24 * (-0,11)) = 0,17

    S = E * (а ₃ - а ₂) / (С ₂ * а ₃ - C ₄ * b ₃)                                                          (2.29)

    S = 0,11 * (0,095+ 0,24) / ( 0,54 * 0,095+0,24 *(-0,11)) = 0,306463

    Расчет  характеристик установившейся циркуляции может быть произведен по следующей  цепочке формул (311) [2]

    β = - P - Q * a _r + √((P + Q * а )² + S * α _r )                                                (2.30)

    Ω = [(С ₁ + χ * С ₅) * β + C ₂* β² ] / ( m' - C ₃ + χ * C ₆ - C ₄ * β )               (2.31)

    Θ = 1 / (1 + 2,7 * Ω²) ^2/3                                                                                 (2.37)

    где:

        α _r - угол перекладки рулевого выраженный в радианах;

        β - угол дрейфа;

        Ω - безразмерная угловая скорость;

    Результаты  расчета представлены в таблице 2.1.

 

    2.1.4.Расчет и построение траектории движения судна с отклоненным рулем.

    Значения  функций χ(ז) и Ψ(ז) определяются по рисунку 66 [2].Ω ц определяется по таблице 2.1 при заданном угле перекладки.

    Текущий угол скорости определяется по выражениям :

    φ s = φ s1 - φ s2 - φ s3                                                                                     (2.38)

    φ s1 = Ω ц * ז * (1+2,7 * Ω ц²) ^-2/3                                                                                                       (2.39)

    φ s2 = (10 * Ω ц * (1+2,7 * Ω ц²)^-2/3 – Ω ц * (8,5-5,72 * th ^1.15 * (1.14 * Ω ц))) * (1- e ^-0.8 ז)                                                                                                                (2.40)

    φ s3 = 0.0446 * (13 * Ω ц^1.59 - sin (6 * Ω ц )) * ז * e ^-0.18 ז ^-0.167 ז²

    где:

        Ω ц - для угла перекладки α _r = 35(град)

    Эмпирические  выражения для определения кинематических характеристик эволюционного движения имеют вид (367)[2](2-31)

    β = βц * χ (ז)                                                                                                    (2.41)

    Ψ = φ s + β                                                                                                 (2.42)

    θ = 1 - (1- θ ц) * Ψ (ז)                                                                                       (2.43)

    где:

        β , θ - соответственно угол дрейфа и падение скорости в данный момент времени эволюционного периода движения судна; 
 
 
 

β ц, θ ц - соответственно угол дрейфа и падение скорости на установившейся циркуляции при заданном угле перекладки руля;

    Ψ - угол курса;

    φ s - текущий угол скорости;

    ז - безразмерное время;

    Расчет  траектории движения судна при максимальном угле перекладки руля представлен в  таблице 2.2. 
 
 
 

    Расчет  параметров циркуляции судна.                                           таблица 2.2

    таблица 2.2(продолжение)