Файл: Скворцов, М. И. Теория и практика решения задач кораблевождения с учетом влияния систематических ошибок учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 92

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

JV;—среднее

число оборотов

движителей

на

i-м

пробеге,

об/мин;

 

 

NJ3—заданное

на /-м режиме число оборо­

тов

движителей,

об/мин;

 

 

AVwl—средняя

 

за время /-го пробега величи­

на изменения скорости хода от влия­

ния

ветра,

уз;

 

 

 

 

 

vTl—средняя

 

за

время пробега

величина

продольной

проекции

скорости

тече­

ния,

уз;

 

 

 

 

 

 

Vi — наблюденная на

i-м пробеге средняя

величина продольной

проекции

абсо­

лютной

скорости

(скорости

перемеще­

ния корабля относительно земной по­

верхности),

уз.

 

 

 

 

 

Воспользовавшись выражением (2.56)

и

представив ве­

личину коэффициента kw

как

сумму

его

значения

kwc,

найденного на предыдущих испытаниях однотипных кораб­

лей ', и поправки Akw, определяемой теперь,

получим

уравнение поправок

в виде

 

 

atWj + dtAkw

+ ( - 1 ) ' + Ч ~ h = ^

( 2 - 6 0 )

где

 

at = + l ;

 

( 2 . 6 1 )

 

 

 

d _ V % ~ s ^ w d

w f ;

( 2 б 2 )

h = Vi~

Vjc ~

T; Щ-

- dfaz.

(2.63)

Величину YJ, входящую в выражение (2.63), можно вы­ числить, пользуясь паспортной диаграммой ходовых ха­ рактеристик корабля, таблицей соответствия скорости хода оборотам движителей, составленной по результатам пре­ дыдущих испытаний, или по приближенной формуле, вы­ текающей из известной формулы В. И. Афанасьева:

Т ; = 0 , 9 ~ ^ .

(2.64)

Другое уравнение, связывающее величины, измеренные на i-м пробеге, и искомые величины, выражает результаты

1 Если

величина kw

определяется впервые, следует принять

73

наблюдений, выполненных

для

определения

поправки

лага:

 

 

 

 

 

 

! +

W

^

+

( - 1 ) '

+ 1 ^ = ^ ,

(2-65)

где

 

 

 

 

 

 

 

 

Л. =

3 6 0 0 ^ - ;

(2.66)

 

 

 

 

'/

 

рол1—разность

отсчетов

лага,

зафиксированная на i-м

пробеге,

мили;

 

 

 

 

Г.промежуток времени, в течение которого произо­ шло это приращение отсчета лага, секунды;

Л1—средняя

скорость1

нарастания

отсчета

лага на

i-м пробеге, уз;

 

 

 

Ал.—искомая

поправка

лага на /-м режиме,

%.

Отсюда легко получить следующее уравнение

попра­

вок:

 

 

 

 

 

д ; д л 7 + ( _ 1 / + ' ^ - / ; =

*;, -

(2.67)

где

 

 

 

 

 

а\=

Л г. 100;

 

(2.68)

 

1\ =

У-Л,

 

(2.69)

Если на корабле установлено несколько лагов, то для каждого из них на каждом пробеге надо составлять свое уравнение вида (2.67). Если аппроксимировать продоль­ ную проекцию скорости течения степенной функцией номе­ ра пробега на режиме и наблюдения, выполненные иа раз­ ных режимах, обрабатывать раздельно, то решение урав­ нений (2.60) и (2.67) приведет к следующим оценкам ис­ комых величин:

— при двух пробегах на режиме

д ^ = 4 - ( / 1 + /2 ); д.*, = (/; + д : ( « ; + «;); (2 . 70 )

— при трех пробегах на режиме

АЛ; = (1[ + 2Г2 + Г3):(а,1 + 2а'2 + а3),

(2.71)

1 Не следует отождествлять величину Jit со скоростью по лагу,

которая равна скорости нарастания отсчета лага, умноженной на коэффициент лага.

74

где индексами 1, 2, 3 обозначены номера пробегов на ре­ жиме.

Если к тому же пренебречь влиянием ветра, то оценки аванса и поправки лага совпадут с оценками, доставляе­

мыми традиционными

способами обработки наблюдений,

но вычисления будут

проще, поскольку их придется вести

с величинами, имеющими меньшее число значащих цифр. Представив зависимости между искомыми и измерен­ ными величинами в виде уравнений поправок (2.60) и (2.67), мы получим возможность аппроксимировать про­ дольную проекцию скорости течения не только степенной

функцией

номера пробега, как в

традиционных

способах,

но и любыми другими функциями

номера

пробега

или вре­

мени, в

частности тригонометрическими

суммами (это

важно при испытаниях в районе, где наблюдаются зна­ чительные приливо-отливные течения). Например, можно считать

 

VT! = A-J +

х2

sin шТ/ + л- 3 cos юГ;,

 

 

(2.72)

где х ь х2,

хл— искомые коэффициенты;

 

 

 

 

 

Т; — промежуток

времени

между

произволь­

 

 

ным моментом, принятым за начало счета

 

 

времени,

и

средним

 

моментом

1-го про­

 

 

бега.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда,

подставив выражение

(2.72)

в уравнение

(2.60),

получим это уравнение в виде

 

 

 

 

 

 

 

afiV;

+ bnxx

+

bl2x2

+

bi3x3

+ dAkw

— lt =

v.,

 

(2.73)

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ = ( - 1 ) ' + ' s i n

cor.;

 

 

 

 

 

^•3 =

( - l) ( ' + 1 cos<o7Y

 

 

 

(2.74)

Аналогичный

вид примет

уравнение (2.67). Одни и те

же коэффициенты

х и х2,

xs

могут

включаться

в

число

искомых величин в уравнениях поправок,

составляемых по

результатам пробегов на разных режимах

(если

только

интервалы

времени

между

режимами

не

слишком

вели­

ки) . Это позволит

ограничиваться

меньшим,

чем

в тра­

диционных

способах, числом

пробегов

на каждом режиме,

без ущерба для

точности

аппроксимации

течения

и той

75

точности, с какой будут найдены оценки искомых вели­ чин.

При испытаниях ходовых качеств кораблей обычно производится измерение крутящего момента на гребных валах. Если рассматривать конкретный гребной винт фик­ сированного шага, установленный на конкретном корабле, то при небольших углах дрейфа крутящий момент на греб­ ном валу является функцией двух аргументов: скорости хода VXi н числа Л/,- оборотов гребного вала в минуту. Бу­ дем отыскивать крутящий момент, соответствующий за­ данному на /-м режиме числу оборотов движителей Nj3 и той скорости хода V}, которую будет иметь корабль при

этом числе оборотов при штиле, в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M j = /VIJ c

-f Л/И,,

 

 

 

 

 

(2.75)

где М)(. — счислимое

(полученное

на

предыдущих

ис­

 

 

пытаниях)

значение

крутящего

момента;

 

AAlj

— искомая

 

поправка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимость между искомыми и измеренными на г'-м

пробеге величинами

может

быть

выражена

в виде

 

М. =

MjC

+

Ш,

+

v., (К,, -

V,)

+

v; (Nt

-

NJS),

(2.76)

где

 

Mt

— средняя

величина

 

крутящего

момента

 

 

 

 

по измерениям на i-м пробеге;

 

 

\Х/—[~ЩГ)

—частная

производная

 

крутящего

мо-

 

 

 

1

мента по скорости

хода;

 

 

 

 

 

/ дМ \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vy. =

 

 

—частная

производная

 

крутящего

мо­

 

 

 

мента

по

числу

оборотов

 

гребного

 

 

 

 

вала

в

минуту.

 

;

 

 

 

 

 

 

Заметим,,

что Vxl

= Vt

— (— 1 ) ' + I vTl.

Учитывая

также

выражения

(2.58) и

(2.59),

получим

еще одно

уравнение

поправок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а'ЛМ.

+

^ Д k w -

/; =

v\,

 

 

 

(2.77)

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а/ =

+ 1 ;

 

 

 

 

 

 

 

(2.78)

/; =

Л4. -

Mjz -

( , V

; +

vy ) (N, -

Nj3)

-

p-jclfac.

(2.79)

Если величина Mjc принимается по результатам пре­ дыдущих испытаний испытуемого или однотипного с ним

76

корабля, выполненных при тех же водоизмещении, состоя­ нии, подводной части корпуса и заданном числе оборотов движителей в минуту, как и при обрабатываемых наблю-^ дениях, то величины р.; и v, могут быть рассчитаны по сле­ дующим формулам:

 

•/.Nl3H

(2.80)

V

=

-;

 

ко)

30,8(1 —w)

 

'

 

Мус

 

(2.81)

 

1 +

 

(2.82)

где Vj{u)

— скорость хода, на

которой .при заданном

чис­

 

ле оборотов гребнрго винта в минуту крутя­

 

щий

момент

становится

 

равным

нулю, уз;

И-—конструктивный

шаг винта, м;

 

 

 

w — коэффициент

попутного

 

потока.

 

 

 

Для устанавливаемых на быстроходных военных ко-'

раблях

широколопастных

винтов

величина

коэффициен­

та х может выбираться из табл. 2.2

по отношению

H:D

конструктивного

шага

винта

к его

диаметру.

 

 

 

 

 

 

 

 

•

 

Т а б л п ц а

2.2

Значение коэффициента

•/. для широколопастных

винтов

Н: D

0,8

1,0 .

1.2

1.-1

1.6

 

1,28

1,22

1,18

1,17

1.16

Коэффициент

попутного

потока,

если

его

значение,

определенное по результатам испытаний модели корабля, неизвестно, может быть рассчитан по приближенной фор­

муле

Тейлора:

 

 

 

 

—

для винтов в

диаметральной плоскости

 

 

 

w = 0,55

-

0,05;

(2.83)

—

для - бортевых

винтов

 

 

 

 

 

w = 0,553 -

0,20,

(2.84)

где 3 — коэффициент

полноты

водоизмещения.

 

77

Смотрите также файлы