Вопрос 4 Определение оптимальных элементов судна

Гидромеханический подход

Коэффициент общей полноты δ (его уменьшение):

- увеличивает (незначительно) сопротивление трения: ¯ δ ® ­ R_тр;

- уменьшает остаточное сопротивление (в основном за счет снижения волнового сопротивления) ¯ δ ® ¯R_ост;

Таким образом, уменьшение коэффициента общей полноты приводит к снижению полного сопротивления воды движению судна. Значительно интенсивнее это проявляется у среднескоростных и относительно быстроходных судов (когда большую долю составляет остаточное сопротивление – см. диаграмму рис. 7).

Относительная длина (ее увеличение):

- увеличивает сопротивление трения ­ l ® ­ R_тр;

- уменьшает остаточное сопротивление ­ l ® ¯R_ост;

В результате кривая полного сопротивления, построенная в функции относительной длины имеет минимум. Однако у тихоходныхсудов он наблюдается при l=4,5–6,5 (что совпадает с практикой проектирования судов), а у относительно быстроходных - при l=14–15 – неприемлемые пределы; у этих судов l_opt выбирается из других соображений (масса корпуса).

Отношения L/B и В/Т

Влияние этих соотношений на отдельные составляющие полного сопротивления многозначно, в целом его можно записать в следующем виде

Кроме того, увеличение В/Т приводит к повышению сопротивления судна на волнении. Это требует осторожного подхода к увеличению В/Т сверх минимально необходимых значений (из условий остойчивости).

Проектный подход

Рекомендации по выбору оптимальных элементов судна, полученные на основе гидромеханического подхода, не всегда совпадают с практикой выбора этих элементов, т.к. не учитывают их влияния на составляющие нагрузки проектируемого судна.

Можно выделить две группы разделов нагрузки, которые зависят или от величины сопротивления воды движению судна R – массы механизмов Р_мх и топлива Р_тп, или от величины изгибающего момента, действующего на судна – масса корпуса Р_кр. На эти элементы нагрузки оказывают значительное влияние такие элементы судна, как коэффициент общей полноты δ и относительная длина l.

Направленность этого влияния противоположна, поэтому существуют значения δ и l, соответствующие минимальному водоизмещению D – наилучшему варианту с точки зрения экономической эффективности (т.к. экономические показатели в конечном счете зависят от D).

Вывод: к выбору оптимальных значений элементов проектируемого судна надо подходить комплексно, учитывая все ожидаемые последствия принимаемых решений и их влияние на технико-эксплуатационные и экономические показатели судна.

План самостоятельной работы и контрольные вопросы

1. Ответьте на вопросы (входной контроль)

· Что такое буксировочная мощность и как она рассчитывается?

· Чем необходимая мощность главного двигателя отличается от буксировочной мощности?

· Из каких составляющих складывается сопротивление движению судна?

2. Прочитайте вопрос 1.

3. Каково подразделение судов на скоростные группы? Рассчитайте Fr для своего судна и определите, в какую категорию (по скорости) оно входит.

4. Вспомните составляющие сопротивления движению судна (рис.5) и с помощью диаграммы (рис.6) ответьте на вопрос, как изменяется соотношение между составляющими сопротивления при увеличении относительной скорости судна.

5. Законспектируйте вопрос 1.

6. Разберитесь в вопросе 2 и ответьте: от каких элементов проектируемого судна, главным образом зависит сопротивление трения R_тр.

7. Законспектируйте вопрос 2.

8. Прочитайте вопрос 3 и ответьте:

· Какими факторами определяется сопротивление формы;

· За счет чего можно снизить сопротивление формы при выборе элементов судна;

· Какими факторами определяется волновое сопротивление;

· За счет чего можно снизить волновое сопротивление при выборе элементов судна.

9. Законспектируйте вопрос 3.

10. Объясните, в чем причина различий в гидромеханическом и проектном подходах к определению оптимальных элементов судна (разберитесь в вопросе 4).

11. Законспектируйте вопрос 4.

Дата добавления: 2014-12-16