5.10 Эффективность рулей

Эффективность выбранного руля Е_р определяется по формуле [1]

, (5.14)

где ,

А₂ = LT = 125∙4.0 = 500 м² ,

,

м/с

для бортовых рулей =0.4^.0.852-0.13=0.21.

Тогда эффективность одного руля

.

Сумма эффективностей nE_р всех установленных рулей должна быть не менее большего из значений эффективности Е₁, Е₂ или Е₃.

Е₁ определяется по графикам в зависимости от величин:

и ,

где f = 0.04LT = 0.04∙125∙4.0 = 20 м² – площадь боковой поверхности кормового подзора;

f₀ = 0.

Рисунок 5.10. - Эффективность рулей и поворотных насадок Е1 для двухвинтовых судов

Получаем Е₁ = 0.04.

Е₂ определяется по формуле:

,

где х₀ = – 10 м – центр парусности,

υ – скорость в узлах,

А₃ – площадь парусности, м²;

А₄ = LT = 500 м²,

.

Е₃ определяется по формуле:

,

где А₅ – площадь парусности, м²;

А₂ = LT = 500 м²;

.

Выбранный руль считается эффективным так как Ер> Е₁, Е₂, Е₃.

5.11 Рулевые приводы

Судно снабжено главным и вспомогательным рулевым приводом. Главный привод обеспечивает перекладку полностью погруженного руля с 35º одного борта на 35º другого при полной скорости хода. Вспомогательный рулевой привод обеспечивает перекладку полностью погруженного руля с 15º одного борта на 15º другого борта. Главный и вспомогательный приводы работают отдельно друг от друга. Управление главным приводом должно осуществляться с ходового мостика и из румпельного отделения. Управление вспомогательным приводом предусматривается из румпельного отделения, а также ходового мостика. Оно не зависит от системы управления главного рулевого привода.

5.12 Гидродинамический расчёт рулей

Гидродинамический расчёт рулей заключается в определении гидродинамических характеристик (сил и моментов на баллере) для различных углов перекладки руля на переднем и заднем ходу судна.

Гидродинамическая сила и момент на баллере на переднем ходу определяются:

,

,

где , С_n – гидродинамические коэффициенты,

r_к – коэффициент влияния корпуса,

где - для бортовых винтов;

– коэффициент влияния винта,

– отношение осевой скорости потока, вызванное винтом υ_а к скорости потока, надвигающегося на движитель υ_р,

где k = 0.25 – учитывает удаление руля от диска винта,

– коэффициент нагрузки по упору,

м/с – скорость потока, надвигающегося на движитель.

Тогда

,

,

.

Сделав предварительные вычисления можно записать:

, кН;

, кНм.

Гидродинамическая сила и момент на баллере на заднем ходу определяются:

,

,

где r_к = 1, так как ,

, тогда .

Сделав предварительные вычисления можно записать:

, кН;

, кНм.

Расчёт гидродинамических сил и моментов ведём в таблице 5.2 для переднего хода и в 5.3 для заднего хода.

Таблица 5.2 – Гидродинамические силы и моменты на переднем ходу

Угол перекладки, α, град.	0	10	20	30	35
	0,08	0,343	0,784	1,292	1,538
, кН	2,10	9,02	20,62	33,98	40,45
	0,17	0,201	0,228	0,251	0,322
, кНм	-0,09	0,01	0,87	2,60	7,41

Таблица 5.3 – Гидродинамические силы и моменты на заднем ходу

Угол перекладки, α, град.	0	10	20	30	35
	0,08	0,31	0,705	1,11	0,997
, кН	0,96	3,72	8,46	13,32	11,964
	0,052	0,13	0,186	0,222	0,215
, кНм	1,08	3,76	7,83	11,61	10,56

По результатам расчётов таблиц 5.2 и 5.3 строим зависимости N, М = f(α) (рисунок 5.2 и 5.3).

Рисунок 5.2 – график гидродинамических сил и моментов на переднем ходу

Рисунок 5.3 – график гидродинамических сил и моментов на заднем ходу