Файл: Корытов Н.В. Расчеты по динамике корабля учеб. пособие.pdf

- к. п. д. vip , определяющий эффективность работы винта как корабельного движителя.

К. п. д. гребного винта в свободной воде Up можно представить как отношение полезной мощности (произведе­

с вращающим моментом М кгс-м' следующим соотношением:

Для удобства представления результатов испытаний моделей гребных винтов и практических расчетов ходкости используют безразмерные гидродинамические характеристики

Тогда мощность, необходимая для вращения винта, может быть определена по формуле:

33

ИЛЕ

Динамические характеристики гребного винта изменяются в зависимости от режима его работы, определяемого значе­ нием поступи. Безразмерные гидродинамические характери­

стики КА , К и 'Р »представленные в виде кривых зависимости этих величин от относительной поступи Л Р , называются кривыми действия гребного винта. Общий вид кривых действия винта в свободной воде изображен на рис. I .

Эти кривые позво­ ляют для любого ре­ жима работы, т. е.

для любой скорости

винта на швартовах, т. е. на месте. Так как осевая ско­ рость перемещения винта равна нулю, то и к. п. д. винта также будет равен нулю. При работе винта на месте

значения коэффициентов К( и К { будут наибольшими вслед­ ствие того, что углы атаки элементов лопасти и действую­ щие силы достигают при этом максимальных величин.

Точка А отвечает режиму нулевого упора, когда Р =0 и К4 =0. При этом момент и коэффициент момента не

34

равны нулю. Так как упор равен нулю, то и к. п. д. винта также равен нулю. На режиме нулевого упора вся мощность, сообщаемая винту, полностью расходуется на преодоление силы сопротивления вращению винта. На практике подобное положение имеет место, когда на двухвальном корабле один винт отключается при работе другого винта на передний ход. Отключенный винт продолжает вращаться от набегающе­ го потока и в момент перехода на свободное вращение с переднего хода он проходит через точку нулевого упора.

В точке А относительная поступь винта будет

шаговым отношением нулевого упора, или гидродинамическим шаговым отношением.

Точка В соответствует режиму нулевого момента М=0, Кг=0, когда механическая установка не сообщает винту никакого момента. В этом случае вращение винта происходит лишь от действия гидродинамических сил, упор винта отри­ цательный, а сила сопротивления вращению равна нулю.

Это режим свободного вращения винта, или авторотации.

называется шаговым отношением нулевого момента.

Область АЬ на диаграмме представляет собой участок торможения винта. Здесь при положительном коэффициенте момента будет отрицательный коэффициент упора.

Правее точки В , т. е. при А.Р>Л.г гребной винт начинает работать как турбина. При отрицательном упоре он сам будет отдавать механической установке какой-то момент, получаемый им от набегающего потока воды. Подоб­ ный режим наблюдается при буксировке с.возрастающей

35

скоростью корабля, идущего передним ходом с неизменной окружной скоростью гребного винта. В этом случае винт проходит точку нулевого упора, точку нулевого момента и далее начинает работать как турбина.

К. п. д. винта меняется в зависимости от изменения коэффициента упора и момента. За точкой А к. п. д.

мощности, а сам сообщает механической установке некото­ рый момент от воздействия на него потока воды).

Таким образом, гребной винт работает кэк корабель­ ный движитель в диапазоне относительных поступей 0< ЛР<Л<. В области значений относительной поступи Л4 <ЛР <Л-г винт не может быть использован ни как движитель (Р-^О) , ни как турбина (М>0).

Для оценки режима работы винта вместо' скольжения s относительно геометрического .шага часто используют понятие скольжения s< относительно гидродинамического шага:

Обобщенные характеристики винта

Для практического использования результатов теории идеального движителя применяются обобщенные характеристи­ ки гидравлических корабельных движителей.

Гидравлическим или рабочим сечением движителя Fp называется сечение его струи в той части, где эта струя пересекается рабочим органом (лопастями) движителя.

Для гребного винта величина Fp определяется так:

36