Расчет коэффициентов корпусных усилий

Содержание

Введение. 3

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ПРОЕКТУ.. 4

РАССЧЁТ МАНЕВРЕННЫХ КАЧЕСТВ СУДНА.. 5

Расчет управляемости судна. 5

2.1.1 Расчет коэффициентов корпусных усилий. 5

2.1.2 Расчет гидродинамических характеристик боковых сил на. 7

движительно-рулевом комплексе. 7

2.1.3 Расчет и построение диаграммы управляемости. 8

2.1.4 Расчет и построение траектории движения судна с отклоненным рулем. 11

Расчет инерционных характеристик судна. 16

2.2.1 Расчет характеристик разгона. 16

2.2.2 Расчет характеристик свободного торможения. 18

2.2.3 Расчет характеристик активного торможения. 20

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ УПРАВЛЕНИЯ СУДНОМ... 25

Крен судна при движении с отклоненным рулем.. 25

Влияние мелководья на движение судна. 26

3.2.1. Расчет просадки судна. 26

3.2.2 Расчет безопасной скорости. 29

Расчет якорной стоянки. 31

3.4 Нормирование габаритов судов в плане. 37

Расчёт непросматриваемой зоны. 40

Расчет характеристик линейного створа. 42

Приложение 1. 46

Приложение 2. 48

Приложение 3. 50

Список использованной литературы.. 51

Введение

Данный курсовой проект представляет собой расчеты параметров основных маневров судна проекта № 507 и решения некоторых инженерных задач, необходимых в практической деятельности судоводителя. Все характеристики показаны графически. Все расчеты в курсовом проекте приведены для судна движущегося в режиме полного хода на глубокой воде, груженого на полную осадку и ровный киль.

По результатам расчетов производится качественная и количественная оценка маневренных характеристик судна и дается заключение о возможности выполнения тех или иных маневров в различных гидрометеорологических условиях плавания.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ПРОЕКТУ

Таблица 1

№ п/п	Наименование	Обозначение	Размерность	Значение
	Номер проекта судна	№ 785
	Тип судна	Пассажирское
	Грузоподъёмность	Q	т
	Весовое водоизмещение	D	т
	Скорость полного хода	υ0	м/с	5,6
	Корпус
6.1	Расчётная длинна корпуса	L	м
6.2	Расчётная ширина корпуса	В	м
6.3	Осадка в грузу	Т	м	1,9
6.4	Коэффициент полноты водоизмещения	d		0,71
6.5	Коэффициент полноты кормовой части	dк
	Главные двигатели
7.1	Марка	6L275R
7.2	Число		шт
7.3	Мощность	N	кВт	294,2
7.4	Частота вращения	n0	об./мин
	Движитель
8.1	Тип движителя	Гребной винт
8.2	Число винтов	nВ	шт
8.3	Диаметр винта	DВ	м	1,6
8.4	Шаг винта	НВ	м	1,88
8.5	Дисковое отношение	θ	-	0,55
8.6	Шаговое отношение	DВ /НВ		0,85
	Рулевой орган
9.1	Тип рулевого органа	Насадка
9.2	Максимальный угол перекладки	αн	град
	Тип насадки	Поворотные со стабилизаторами
10.1	Диаметр насадки	hн	м	1,84
10.2	Длина насадки	Lн	м	1,66
10.3	Число насадок	nн	шт
	Якорное снабжение
11.1	Тип якоря	Холла
11.2	Масса станового якоря	mЯ	кг
11.3	Калибр якорной цепи	dЦ	мм
11.4	Длина якорной цепи	LЦ	м

РАССЧЁТ МАНЕВРЕННЫХ КАЧЕСТВ СУДНА

Расчет управляемости судна.

Под управляемостью судна понимается совокупность двух важнейших навигационных качеств устойчивости на курсе и поворотливости.

Исчерпывающую информацию о поворотливости судна даёт диаграмма управляемости, которая представляет собой изображение зависимостей безразмерных кинематических характеристик циркуляции W, b, Q, от угла перекладки рулевого органа a _н .

Расчет управляемости сводится к поэтапному выполнению следующих пунктов:

- Расчет коэффициентов корпусных усилий;

- Определение гидродинамических характеристик боковых сил на движительно-рулевом комплексе (ДРК);

- Расчет и построение диаграммы управляемости;

- Расчет и построение траектории движения судна при заданном угле перекладки рулевого органа.

Расчет коэффициентов корпусных усилий.

Силы, действующие на корпус судна при установившемся круговом движении и включающие в себя инерционные составляющие от присоединенных масс жидкости, определяются с использованием выражений:

X΄_k = C΄_xk ρ/2 LTv²

Y΄_k = C΄_yk ρ/2 LTv² [1]

M΄_k = C΄_mk ρ/2 L²Tv²

Экспериментальные данные дают основание утверждать, что при пологих циркуляциях коэффициент C΄_Хk изменяется слабо. Поэтому при установившемся движении, принимая упрощающие допущения, первое из выше приведенных уравнений не рассматривается.

Коэффициенты боковой корпусной силы C΄_yk и корпусного момента – C΄_mk имеют следующую структуру:

C΄_yk=C₁β+C₂β[β]+C₃Ω+C₄βΩ [2]

C΄_mk=C₅β-C₆Ω

На данном этапе угол дрейфа β и безразмерная угловая скорость Ω неизвестны, поэтому величины C΄_yk и C΄_mk определены быть не могут. Расчет сводится к определению коэффициентов C_1∞÷C_6∞.

Коэффициент корпусных усилий пассажирских судов внутреннего плавания на глубокой воде определяются по выражениям:

С₁ = 3,14 × (T/L)(0.63/ φ)^5/2(L/6B)^1/3 ;

С₁₌ 3,14 ×( 1,9/80)(0.63/0.73) ^5/2(80/6*12) ^1/3 -0.032= 0,019

С₂ = 1,35 (T/B)² (0.63/ φ)^3/2-0.029;

С₂ = 1.35*(1.9/12) ² (0.63/0.73) ^3/2-0.029 = 0.40

С₃ = -2k₁₁δ(B/L) ;

С₃ = -2*0.013*0.71(12/80)= -0.003[3]
k₁₁=T/L(1+16(B/L)²)(0.225+0.26* δ);

k₁₁=1.9/80(1+16(12/80) ²)(0.225+0.26*0.71)= 0.013

С₄ = 0;

С₅ = 1.67(T/L)-0.56 φ+0.43;

С₅ = 1.67(1.9/80)-0.56*0.73+0.43=0.06

С₆ = 0.44(T/L)+0.0375;С₆₌0.44(1.9/80)+0.0375=0.05

Здесь L, B, T – главные расчётные размерения судна (м);

φ – коэффициент продольный остроты судна, определяемы отношением коэффициента полноты водоизмещения к коэффициенту полноты мидель-шпангоута.