Маневренные характеристики судна проекта 1577

    1 = 36,6 (м)

    1 _н = 0 (м)

    h _г = 13,42 (м)

    L _{н з} = ( 5,5 * 90,2 ) / ( 8,25 – 5,5 ) – 0 = 180,4(м)

    2) по борту

    h _н = 6,6 (м)

    l  = 2,2 (м)

    1 _н = 0 (м)

    h _г = 8,25 (м)

    L _нз = (5,5 * 2,2 ) / (8,25 – 6,6 ) - 0 = 8,8(м)

    Так как нет четкого представления о видимости в корму, то расчет для нее не проводим.

    По  результатам расчетов строим чертеж непросматриваемой зоны, представленный на рис.3.5 

    3.5.  Расчет характеристик линейного створа.

    К характеристикам линейного створа относится чувствительность створа

    т.е наименьшее отклонение судна от оси створа , которое обнаруживает глаз судоводителя. При любом отклонении в пределах чувствительности судоводитель будет видеть знаки совмещенными и считать, что судно находится на оси створа .Величина чувствительности в определяется по выражению из формулы.

    p _к = ( 1 / 3,44 ) * Θ * L _к * ( L _к   / L _з + 1 ) (м)                                          ( 3.26 )

    где:

Θ - минимально допустимая разрешающая способность глаза по углу (равна 2);

L _к - расстояние от поста до переднего знака створа (км.);

L _з - расстояние между знаками створа (км);

    Расчеты чувствительности створа приведены в таблице 3.6.

    Расчет чувствительности створа                                                        таблица 3.6.

 

    По  результатам расчетов строим графики  зависимости p _к = f ( L _к,L _з ), представленные на рис.3.6

    При обнаружении отклонения от оси судоводитель принимает меры к его устранению, перекладывает руль в необходимую сторону на угол до 10 – 15 градусов. Возвращаясь на нужный курс, судно получит опасное уклонение. Его величина определяется формулой:

    P _роу = v * t * sin ( ω ) + R * ( 1- cos (ω )) + k * L                                        (3.27)

    где:

v - скорость судна относительно берега при движении вниз по течению (м/с).

t - время движения по неправильному курсу (с);

ω - угол зарыска судна (град);

R - радиус циркуляции при данной перекладке руля;

K - коэффициент положения ЦТ судна по длине (равен 0,5);

L - длина судна (114 м);

    Результаты  расчета сведены в таблицу 3.7.

    Опасное уклонение судна                                                                   таблица 3.7.

      

    По  результатам расчетов строим графики  зависимости  p _роу = f (ω , t ), представленные на рис.3.7

 

    Приложение 1. Расчет силы сопротивления воды движению судна

    Сначала определяем числа Рейнольдса и Фруда по формулам:

    R _е= v * L / u                                                                                                 (1.1)

    R _е = ( 5,27 * 114 ) / 0,00000157 = 382662420,4

    F _r = v / √ (gL)                                                                                                (1.2)

    F _r = 5,27 * √(9,8*114) = 0,157668578

    Величину  коэффициента кинематической вязкости  u воды принять равным 0,00000157 м/с.

    Коэффициент волнового сопротивления C _w определяется по формулам, вытекающим из (2.6.9)[9]

    C _w  = C _{W1 *} (C _W2 + C _W3 )                                                                            (1.3)

    C _w1 = [ 2.23 - 0.325 * B/T) + 0.02 * (B/Т)² ]                                               (1.4)

    C _w1 = [ 2.23 - 0.325 * 3,88) + 0.02 * (3,88)² ] = 1,269986634

    C _w2 =[ 0.606 - 1.88 * ( δ - 0.40 )² ]*( Fr - 0.10 ) ^{4.2 – 9.6 * (δ – 0.40)*(δ – 0.40).}                (1.5)

    C _w2 =[ 0.606 - 1.88 * ( 0.78 - 0.40 )² ] * (0,157668578- 0.10) ^{4.2 – 9.6 * (0.78– 0.40)*(0.78– 0.40)}  = 0,000109147

    C _W3  = 10^-3 * ( Fr - 0.10) * [15.5 - 3.53*(L/B) + 0.188 * (L/B)²]                  (1.6)

    C _W3  = 10^-3 * (0,157668578- 0.10) * [ 15.5 - 3.53 * (8,7692308) + 0.188 * (8,7692308)² ] = -5,75703E-05

    C _w  = 1,269986634* (0,000109147+ (-5,75703E-05)) =0,0000655021

    где:

       L, В, Т - главные размерения судна (м);

       δ- коэффициент полноты водоизмещения;

       Fr - число Фруда;

       Re - число Рейнольдца;

    Коэффициент полного сопротивления определяется по формуле (2.6.7) (9)

    С = ( 1 + k ) * ( CF0 + ∆Cf  ) + Cap + Cw                                                        (1.7)

    Коэффициент влияния формы, определяется по формуле (2.6.8)

    k = [ 22 * (Т / L ) - 0.10 ] * [ 0.132 + ( δ - 0.40 )^2.5]                                     (1.8)

    k = [ 22 * (3,35 / 114 ) - 0.10 ] * [ 0.132 + (0,78 - 0.40 )^2.5] = 0,120782288

    Коэффициент сопротивления трения гладкой эквивалентной пластины определяется по формуле Прандтля - Шлихтинга (2.2.63) [9];

    C _F0  = 0.455 * ( lg Re )^-2.58                                                                                                                              (1.9)

    C _F0  = 0.455 *(lg 382662420,4)^-2.58 = 0,001775197

    ∆C f  - надбавка на шероховатость определяется по данным таблицы П.(1.1.)

    ∆C f  = 0,0006

    C ap - коэффициент сопротивления выступающих частей, определяется по таблице П.(1.2.)

    C ap =  0,0002

    C = ( 1 + 0,120782288) * (0,001775197+ 0,0006 ) + 0,0002 + 0,0000655021= 0,002927581

    В качестве характерной площади обычно принимается площадь, смоченной поверхности голого ( без выступающих частей) корпуса, определяемая при статической осадке судна.

    Ω = V ^2/3 * (5.1 + 0.074 * (L/T) – 0.4 * δ ) (м²)                                              (1.10)

    Ω = 3920 ^2/3 * (5.1 + 0.074 * (34,02) – 0.4 * 0.78) = 1806,427805(м²)

    где:

        L,В,Т - главные размерения судна (м);

        δ - коэффициент полноты  водоизмещения;

    Сила  сопротивления воды движению судна  определяется по выражению (2.1.2) [9]

    R = С * (ρ/2 ) * Ω * v² (кг/м²)                                                                        (1.11)

    R = 0,002927581* ( 1/2 ) * 1806,427805* 5,27² = 73,43797897 (кг/м²)

    где:

        С - коэффициент полного  сопротивления;

        ρ - плотность воды (кг/м³);

        Ω - характерная площадь (м²);

        v - скорость судна относительно воды (м/с);

 

    Приложение 2. Расчет коэффициента нагрузки движителя

    Коэффициент попутного потока определяется по формуле:

    ψ = 0,11 + ( 0,16 / x )* δ^x  * √ ( V^1/3 / D _в )                                                     (2.1)

    ψ = 0,11 + ( 0,16 / 2 ) * 0,78² * √ ( 3920^1/3 / 1,6 ) = 0,262581307

    где:

        x – коэффициент (равен 2);

        δ - коэффициент полноты водоизмещения;

        V - объемное водоизмещение (м³);

        D _в- диаметр винта (м);

    Площадь диска винта определяется по формуле:

    F _p = π * D²_в / 4 (м²)                                                                                        (2.2)

    F _p = 3,14 * 1,6² / 4 = 2,0096(м²)

    Полезная  тяга винта определяется по формуле

    Р _е = R / x  (н)                                                                                                   (2.3)

    Р _е = 73,43797897 / 2 = 36,71898949(н) 

    где:

        x - число винтов (равно 2);

        R - общее сопротивление воды движению судна при скорости v ₀;

    V _pн = v _{0 *} ( 1 - C _f *ψ )                                                                                     (2.4)

    V _pн = 5,27 * ( 1 – 0,6* 0,262581307) = 4,439717907

    где:

        v ₀ - скорость движения судна (м/с);

        ψ - коэффициент попутного  потока;

        C _f – равен 0,6

    Полный  упор винта определяется по формуле:

    Р _к = Р _е / ( 1- t _з ) (н)                                                                                       (2.5)

    Р _к = 36,71898949/ ( 1 - 0,2 ) = 45,89873686(н) 

    где: