Mișcarea navei cu elice care operează în apropiere este un fenomen foarte complicat. Un corp în mișcare și șurubul de rotație a crea o apropiere foarte complicată și diverse tipuri de vase de o imagine diferită a distribuției presiunii și a vitezei, care, de altfel, modificări cu contururi în schimbare, viteza de deplasare, numărul de șurub se transformă și t. N. Desigur, selectarea celor mai avantajoase locuri un aranjament de șuruburi depinde de acest lucru, și pentru a răspunde la întrebarea cel mai bine în cazul în care pentru a pune șurubul și unghiul la care să se poziționeze axa sa, ar trebui să fie bine să se cunoască distribuția vitezelor și a presiunilor.
Se determină modelul de distribuție a vitezei și a presiunii construit și vas special de testare este foarte dificil, dar teoria și practica construcțiilor navale a identificat principalele circumstanțe care însoțesc activitatea elicei pe care merg navă, și a găsit căile cele mai rezonabile pentru a le ia în considerare.
Atunci când alegeți locația și poziția elicei pe un vas mic de tip deplasare sau de rabotare, trebuie luate în considerare următoarele circumstanțe.
Influența corpului navei asupra lucrării cu șurub
Locuințe afectează funcționarea șurubului, mai presus de toate, că debitul este el trece. Dacă șurubul lucrează în co-curent - este bine, deoarece viteza șurubului în raport cu echicurent mai mică decât întâlnirea cu apă de viteză fixă, și mai puțin decât viteza șurubului în raport cu apa este întâlnită, șurubul de rezemare mai generat. Cel mai mare accent șurub se dezvoltă atunci când viteză relativă sa apei este zero, m. E. Când barca este la picioare de ancorare.
Fluxul de trecere are loc nu numai în spatele pupiei, ci și sub fund. Viteza fluxului asociat în comparație cu viteza vasului este cea mai mare, mai plină și mai dură a contururilor pupatorului. Viteza elicei în raport cu debitul asociat poate fi determinată din nomogram (figura 1).
Carcasa poate avea, de asemenea, un efect dăunător asupra funcționării șurubului. Dacă șurubul este amplasat în raport cu carcasa, astfel încât carcasa să interfereze cu debitul liber al apei direct spre șurub (de-a lungul axei șurubului) - acest lucru este foarte rău. Șuruburile sunt proiectate să funcționeze într-o cantitate suficientă de apă care curge spre ele în direcția axei șurubului; Dacă șurubul de apă "nu este suficient", funcționează cu feedback incomplet.
Efectul șurubului asupra rezistenței carcasei
Când șurubul funcționează în fața acestuia, se creează un vid care accelerează fluxul de apă care se îndreaptă spre el. Dacă partea posterioară a vasului este spălată de acest flux accelerat, acesta are mai multă rezistență decât dacă șurubul nu a adus apă în sine. Pentru a depăși această rezistență suplimentară, șurubul trebuie să dezvolte o suplimentare (care depășește ceea ce este necesar pentru a depăși rezistența de remorcare a navei).
Acest fenomen se numește aspirația reciprocă între șurub și corp. Cu cât este mai mare forța de aspirație reciprocă, cu atât este mai mare proporția accentului pus pe compresiunea apei între șurub și corp. Mai departe de pupa se află șurubul, cu atât este mai mică forța de aspirație. Dacă notăm cu R corpul de rezistență de remorcare (fără acționarea șurubului) și după t - forța de aspirație raport la oprire completă (această valoare se numește coeficient de șoc), valoarea bont plin șurub F poate fi exprimată după cum urmează:
Pentru bărcile de mare viteză este posibil să se ia t = 0,05 ÷ 0,08.
Influența părților proeminente subacvatice asupra fluxului, care intră pe șurub
Debitul care duce la șurub trebuie să fie rectiliniu și continuu (fără "goluri"), iar viteza sa trebuie să fie aceeași pe întreaga suprafață a șurubului și orientată de-a lungul axei șurubului.
Dacă aproape, înainte de a șurubului proiectează o parte (arborele de elice, un suport al arborelui cardanic, partea subacvatică a piciorului exterior și m. P.) sub apă, ele pot perturba continuitatea și straightness fluxului datorită căruia o parte a șurubului poate fi în „vidul“ (Figura 2). Desigur, acest lucru este în detrimentul muncii șurubului. Mai mult decât atât, în cazul în care, așa cum este uneori cazul fiind transferate navelor de rabotat, este o parte a arborelui cardanic al apei, aerul poate pătrunde de-a lungul axului la șurub, care este, de asemenea, foarte dăunătoare.
Posibilitatea penetrării aerului la șurubul de pe suprafața apei
Dacă șurubul nu este suficient de adânc, vidul din fața acestuia în timpul funcționării poate provoca aspirația aerului de pe suprafața apei, ceea ce reduce drastic eficiența șurubului. Uneori, aerul pătrunde în suprafața apei numai în parcare și în modul în care se oprește fluxul de aer. Pentru a împiedica accesul la aer de pe suprafața apei, pe vasele ascuțite șurubul este așezat sub fund; Uneori, în același scop, o placă orizontală, așa-numita placă anti-cavitație, este instalată în spatele tramvaiului (Figura 3).
Influența locației și a înclinării axei elicei asupra ornamentelor vasului
Diferența vasului se reflectă în rezistența sa. Este deosebit de important efectul tăierii asupra rezistenței vaselor de alunecare și de navigație semi-de croazieră. Difuzarea navei pe parcurs depinde nu numai de poziția DH de-a lungul navei, ci și de magnitudinea și direcția tuturor forțelor care acționează asupra corpului; Dintre aceste forte, accentul elicei este deosebit de important. Daca linia de actiune a bontului trece sub CC, accentul creste trimul pe pupa (Figura 4, a), iar daca este mai mare decat CG - creste ornamentul nasului (Figura 4, b). Efectul localizării și al înclinării axei șurubului este mai mare, cu atât accentul este mai mare și, mai departe, de la CT-ul navei, linia acțiunii sale trece.
Influența unghiului de înclinare a axei șurubului la orizont asupra reducerii eficienței șurubului
Propulsorul este proiectat să funcționeze într-un flux care îl lovește în direcția axei sale. Dacă axa șurubului este înclinată la orizont, fluxul se va desfășura pe șurub sub un unghi față de axă (Figura 5); Cu cât acest unghi este mai mare, numit unghiul de înclinare, cu atât este mai mică eficiența șurubului. Înclinarea fluxului afectează mai mult, cu atât mai mare este viteza stroke. Unghiul înclinării, mai mic de 10 °, afectează foarte bine valoarea eficienței la viteze reduse.
Concomitent cu diminuarea k. N. D. La șurub de curgere oblică pe ea dezvoltă o forță transversală îndreptată perpendicular pe axa rotorului și la un unghi obtuz cu debitul (fig. 6). La navele de mare viteză cu un șurub de diametru mic, forța transversală poate fi semnificativă. Forța transversală pe elice se dezvoltă, de asemenea, atunci când nava se întoarce, când, datorită deversării navei, debitul curge pe șurubul lateral.
Câteva idei despre cât de mult scade eficiența șurubului cu un flux oblic, dați următoarele figuri. Dacă la un unghi de înclinare de 10 ° la viteză mică eficiența scade cu 0,8%, atunci la viteză foarte mare poate scădea cu 5,5%; dacă, de exemplu, la un unghi de înclinare de 20 °, eficiența scade cu o viteză mică cu 4%, apoi foarte mult
O viteză mare scade cu 8%. Datele mai precise despre modul în care eficiența scade cu fluxul oblic se regăsesc în articolul lui AA Oskolsky "Calcularea principalelor elemente ale elicelor de tăiere" din prima ediție a colecției.
Influența unghiului de înclinare a axei șurubului la orizont pe scăderea orizontală și creșterea componentelor verticale ale opritorului
Forța elicei trebuie să depășească rezistența navei. Rezistența este îndreptată orizontal; prin urmare, accentul trebuie îndreptat și pe orizontală; În cazul în care accentul va fi direcționat la un unghi față de orizontală, rezistența nu va depăși întreaga dimensiunea oprire, ci numai componenta orizontală (culee egală înmulțită cu cosinusul unghiului de înclinare), care este, desigur, dezavantajoasă. La aranjament oblic de opriri acolo, componenta verticală, care are ca scop ridicarea navei din apă, reducând deplasarea acesteia și, în consecință, să reducă rezistența. Componenta verticală a opritorului este înmulțită cu sinusul unghiului de înclinare (Fig. 7).
Dacă rezistența navei depinde slab tonajul și, mai mult decât atât, curba rezistenței odată cu creșterea vitezei creste foarte abrupt, așa cum este cazul, de exemplu, în cazul navelor de deplasare, pentru a ridica nava, petrece o parte a gardului, nu este profitabil (Figura 8). Dacă rezistența este foarte sensibilă la amplitudinea deplasării și, în plus, curba de rezistență este foarte superficială, așa cum este cazul pentru rindeluirea vaselor, în unele cazuri, poate fi foarte avantajos pentru a reduce scufundarea vasului, cheltuielile acest costum va merge (Fig. 9).
Efectul înclinării axei elicei asupra unghiului motorului
La alegerea unghiului de înclinare a axei elicei în raport cu vasul, trebuie avut în vedere faptul că unghiul motorului este asociat cu acest unghi. Dacă motorul unghiul naklond față de orizontală va fi prea mare (acest unghi este egal cu unghiul de înclinare al motorului pe site-ul, plus unghiul prin care să se deplaseze asieta navei va crește), lubrifierea normală și funcționarea motorului poate fi perturbată. Fiecare motor are un unghi maxim de înclinare specificat în pașaport.
Efectul poziției șurubului și al unghiului de înclinare a axei sale pe locul motorului
Locația aleasă pentru amplasarea elicei și unghiul de înclinare a axei sale afectează foarte des nu numai unghiul de instalare a motorului, ci și locația acestuia de-a lungul lungimii vasului. Pentru a instala motorul într-un anumit loc al navei, este necesar ca distanța dintre axa arborelui cotit și punctul cel mai de jos al motorului (de obicei carterul) să nu depășească o anumită valoare. Incapacitatea de a instala un motor într-o anumită locație poate provoca plasarea internă a navei și, prin urmare, alinierea sa la schimbare, ceea ce va necesita o revizuire a întregului proiect și, în orice caz, un calcul hidrodinamic.
Efectul jetului propulsat de elice asupra eficienței cârmei
Eficiența cârmei depinde de viteza fluxului în jurul stiloului său. Dacă stiloul este într-un flux care este aruncat de un șurub, atunci acesta curge cu o viteză mai mare decât dacă se afla în afara acestui curent. Prin urmare, pentru a spori agilitatea navei, ei tind mereu să poziționeze volanul în curentul din spatele elicei. Cu cât șurubul este mai apropiat de ghidon, cu atât este mai mare eficiența direcției și cu atât mai bună este manevrabilitatea vasului.
Impactul cârmei asupra dezlipirii fluxului aruncat de elice
Propulsorul cheltuiește o mare parte din puterea transmisă pentru răsucirea inutilă a sursei aruncate. În cazul în care pe unitatea de suprafață a lamelor au o valoare mare a opritorului (numit un șurub puternic încărcate), răsucirea este deosebit de mare, în acest caz, împiedicând jetul răsucire, puteți salva o parte semnificativă a puterii motorului. Pentru a preveni rotirea jetului, în spatele șurubului este instalat un mic ghidaj (plăci profilate speciale); acest dispozitiv este numit contra-contractor. Un astfel de contra-propulsor poate fi un cârma amplasată în imediata apropiere a șurubului și având secțiuni transversale corespunzătoare. Cu cât șurubul și un astfel de volan sunt mai aproape unul de celălalt, cu atât este mai puternic efectul contrapurtător.
Necesitatea de a proteja șurubul împotriva deteriorării în timpul deplasării
Protejarea șurubului împotriva deteriorării atunci când se lovește de obiecte plutitoare, de capcane și de adâncime, nu este ultima preocupare a micului designer de ambarcațiuni. Șurubul, în fața căruia se află un arbore și un braț înclinat, este mai bine protejat de deteriorare decât șurubul de tracțiune al angrenajului Z. Șurubul din pupa este protejat mai mult decât șurubul arcului, deoarece presiunea crescută în apă, cauzată de arcul corpului, aruncă obiecte plutitoare. În cazul înotului pe o apă înfundată, este rezonabil să protejați elicele cu un gard special, deși un astfel de gard va crește rezistența.
Confortul inspecției, curățării și schimbării elicei
La alegerea unui loc pentru elice, este necesar să se gândească la modul de a avea acces la șuruburile de inspecție nu a fost prea complicat și că, dacă este necesar, îndepărtarea arborelui cardanic și elice deteriorat nu a fost asociată cu necesitatea de a elimina volanul și consola. Bineînțeles, amplasarea șurubului în spatele transomului are avantajul față de poziția sa sub fund.
Nu toate circumstanțele enumerate sunt echivalente. Unele dintre ele au o importanță mai mare, altele sunt mai puțin importante. Unii dintre ei se arată mai puternic pe navele care se deplasează, alții - pe alunecare. Și este departe de a fi întotdeauna posibil să găsim o soluție care să ia în considerare toate aceste circumstanțe într-o măsură suficientă.
Pentru pe deplin posibil, având în vedere circumstanțele asociate cu instalarea elicei, pe nave mici folosesc scheme diferite pentru transmiterea de rotație de la motor la șurubul (vezi. De exemplu, fig. 7, în cartea lui A. Lazarev „motoare auto în barcă“ Sudpromgiz, 1961 ) .. Înainte de a alege schema de transmisie a energiei, trebuie să vă familiarizați cu caracteristicile sale specifice. Unele dintre ele creează o mulțime de zgomot, altele necesită îngrijire specială pentru retragerea căldurii generate de uneltele, iar altele creează alinierea prea sever și, prin urmare, necesită îndoire în partea de jos a pupa sau pupei-instalația pentru „hidroavion“; în cele din urmă, unele dintre acestea sunt disponibile pentru producția de amatori, în timp ce altele necesită echipamente fabricate etc.
Construcțiile navale cunoaște multe mijloace pentru îmbunătățirea funcționării elicei în vasul (kontrpropellery, duza inelară, tuneluri, dispozitivul pentru controlul terenului elice, măsuri speciale pentru eliminarea cavitație și crearea supercavitation dispozitiv de ghidare înainte de a șurubului, ridicarea lamei deasupra apei, și așa mai departe. N.) Cu toate acestea, este rezonabil să le aplicăm numai în cazurile pentru care sunt calculate. Prin urmare, înainte de a aplica una dintre aceste metode, este necesar să vă familiarizați cu scopul său special, deoarece în caz contrar nu poate decât să dăuneze.
Evaluarea locația aleasă și poziția elicei, trebuie să luăm mai întâi în considerare principalele condiții de șurub de înaltă eficiență: axa șurub în cursul navei trebuie să fie amplasate cât mai aproape posibil de orizontală și suficient de adânc sub suprafața apei; nimic nu ar trebui să interfereze cu debitul liber al apei la șurub, precum și cu utilizarea unui șurub cu un diametru suficient de mare.
Trimiteți-le prietenilor: