Корпус судна оказывает существенное влияние и на направ­ление набегающего на

руль потока. Угол дрейфа у руля с учетом влияния корпуса на направление потока

где L p — расстояние от центра тяжести судна до оси вращения руля, м.

Фактический угол атаки α_ф = α – β_р. Для компенсации уменьшения угла атаки и увеличения боковой силы применяют рули с закрылком (flap-rudder), руль с ротором на передней кромке, руль с профилем типа "рыбий хвост" (schilling rudder).

Рудерпост и кронштейны используются для крепления небалансирных и полубалансирных рулей, оказывая на их работу оп­ределенное влияние. В комплексе руль – рудерпост руль может рассматриваться как закрылок, а возникающее изменение эф­фективности оценивается поправочным коэффициентом k_рп

=С_y ^α_р-рп /С_y^α

Влияние кронштейна полубалансирного руля на величину боковой силы может быть учтено поправочным коэффициентом k _кр

Гребной винт вызывает изменение скорости потока, набегаю­щего на руль, а возникающее за винтом закручивание потока существенно влияет на величину эффективного угла атаки руля.

Поправка, учитывающая изменение направления потока за счет вращения струи гребного винта, вводится в виде среднего угла скоса потока по высоте руля α_{в. ср.} Следует принимать во внимание, что в струю за гребным винтом может попадать только часть площади руля. В связи с этим существует значительное количество вариантов взаимного расположения руля и винта. Для компенсации влияния винта (и наличия боковой силы при положении руля в ДП) предложена конструкция "twisted rudder".

Влияние свободной поверхности на боковую силу руля может быть учтено с помощью эффективного удлинения руля λ_эф.

Аэрация, или проникновение поверхностного воздуха на сто­рону разрежения руля, вызывает уменьшение боковой силы. При этом коэффициент боковой силы С_y зависит от эффективного угла перекладки α_эф=α–α_ск –α_вр –β_р , где

α – геометрический угол перекладки руля; α_{в ср} – средний для руля угол скоса потока за гребным винтом; β_р – угол дрейфа в корме с учетом спрямляющего действия кор­пуса судна; α_ск – угол скоса потока для бортовых рулей.

Анализ сил и моментов, действующих на руль, позволяет выбрать расчетные значения, которые необходимы для определе­ния конструктивных размеров элементов рулевого устройства и выбора рулевой машины.

Doerffer's Rudder

Схема, иллюстрирующая влияние на диаметр циркуляции D_уст рулей разных типов.

Дата добавления: 2014-01-03