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,

А_р – площадь пера руля 10,7м²,

υ – скорость переднего хода в узлах 12,5,

А_в = D_в*b_р = 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 М_к 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 F_зх действующая на перо руля на заднем ходу:

кН (5.5)