Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ. 1. Приобретение практических навыков по управлению судном в условиях ветра при маневрировании.





«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧЕК ПРИЛОЖЕНИЯ АЭРО-ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ НА СУДНО ПРИ НАЛИЧИИ ВЕТРА».

 

Цель работы:

1. Приобретение практических навыков по управлению судном в условиях ветра при маневрировании.

2. Приобретение знаний по пониманию физических процессов, происходящих при плавании в условиях ветра, и их влияние на судно.

3. Приобретение навыков по выполнению практических расчетов аэродинамических сил, действующих на надводную, а гидродинамических сил на подводную части корпуса судна.

Основные сведения.

При рассмотрении вопросов движения судна надводная и подводная части корпуса судна рассматриваются как крыло, обладающее двумя свойствами: точка приложения равнодействующей, смещается к передней кромке по направлению движения; равнодействующая стремится по направлению к нормали к поверхности судна.

Под аэродинамическими силами и моментами понимают усилия, обусловленные перемещением судна относительно воздуха и приложенными к надводной части корпуса судна. Эти силы достигают значительных величин при наличии ветра. Они зависят от скорости ветра, скорости судна, площади и конфигурации надстроек, расположения и габаритов палубного груза, а также от угла между ветровым потоком и диаметральной плоскостью судна.

При решении большинства задач для математического описания сил от ветра мгновенное положение и скорость судна связывают с полем постоянного ветра, для чего используют понятия истинного и кажущегося ветра. Под истинным ветром понимают ветер в координатах, связанных с Землей. Кажущийся ветер — это ветер в координатах, связанных с судном.

Только он определяет силы, действующие на судно. Его характеризуют величиной скорости W и курсового угла qw(см. рисунок 1.).

При этом на надводной части корпуса возникает аэродинамическая сила Ra, продольная составляющая, которойRax, представляет собой силу лобового сопротивления, а поперечная сила Ray вызывает боковоесмещение и дрейф судна ответра. Относительное смещение аэродинамической силы от мидель - шпангоута(плечо аэродинамической силывдлинахкорпуса) можно определим, поформулеФедяевского:

(1)

где L - длина судна между перпендикулярами, м;

lцп -отстояние центра парусности (ЦП) от мидель - шпангоута, м;

qw0 - курсовой угол кажущегося ветра, градусов.

Рисунок 1 Действие кажущегося ветра на судно
В формуле (1) плечо аэродинамической силы имеетзнак «+», если ЦП смещен в нос от миделя и знак при его смещении всторону кормы. Следует заметить, что расположение ЦП по длине судна зависит от размеров ирасположения надстроек, дифферента судна и его осадки. Эти данныеобычно рассчитывают при постройке судна, и обычно имеется в судовых документах или может быть получен по запросу на заводе, который построил данное судно.

Таким образом, на судно действует аэродинамическая сила, момент которой стремится развернуть судно относительно вертикальной оси лагом к ветру. Поперечная составляющая вызывает боковое смещение со скоростью V. Из-за этого возникает ветровой дрейф судна величиной а (см. рисунок 2.), а перемещение судна относительно воды происходит по направлению равнодействующей скорости V.

С появлением угла дрейфа на корпусе судна возникает гидродинамическая сила Rг,поперечная составляющая которой Rгу, создает момент Мг.Указанный момент направлен в сторону, противоположную моменту аэродинамической силы. По этой причине для удержания судна на курсе необходимо переложить руль, для того, чтобы момент на нем компенсировал разность моментов аэро- и гидродинамических сил т.е. . Когда это условие не выполняется, то наступает потеря управляемости. Плечо гидродинамической силы lг в безразмерном виде (в длинах корпуса судна) можно рассчитать по формуле:

(2)

где lбс - отстоящие центра бокового сопротивления от мидель-шпангоута.

 

 

 

Рисунок 2 - Действие кажущегося ветра на судно при различных курсовых углах а) при носовых курсовых углах; б) при кормовых курсовых углах.

 

2. Порядок выполнения работы.

1. Рассчитывают угол ветрового дрейфа по формуле (для заданных преподавателем исходных данных):

(3)

где V л - скорость судна по лагу, узлы.

Значение коэффициента дрейфа ка можно рассчитать по формуле:

(4)

где SH - площадь проекции надводной части корпуса на ДП;

SП - площадь проекции подводной части корпуса на ДП;

δоп - коэффициент общей полноты;

Т - средняя осадка, м;

L - длина судна между перпендикулярами, м.

 

2. Рассчитывают значение плеча аэродинамической силы по формуле (1).

3. Рассчитывают значение плеча гидродинамической силы по формуле (2).

4. Вычерчивают рисунок для заданного варианта лабораторной paботы делают вывод о том, как будет судно управляться.

 

 

Контрольные вопросы.

1. Что такое курсовой, истинный и кажущийся ветер?

2. Что такое центр боковой парусности?

3. Что такое центр бокового сопротивления?

4. Каковы условия управляемости судна в условиях ветра?

5. Как определить плечо аэродинамической силы?

6. Как определить плечо гидродинамической силы?

7. Что такое угол ветрового дрейфа и как его определить?

8. Объясните, как будет управляться судно при носовых курсовыхуглахветра?

9. Объясните, как будет управляться судно при кормовых курсовыхуглахветра?

10.Когда судно будет лучше управляться в условиях ветра - при носовых или кормовых курсовых углах ветра и почему?

 

 

Рекомендуемая литература.

1. Управление судном. Учебник. Под редакцией Снопкова В.И. -М.: Транс­порт, 1991. -359 с.

2. Справочник по теории корабля.Том 3.Управляемость водоизмещающих судов. / Под ред. Л. И. Войткунского.- Л.: Судостроение, 1985. -544 с.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ







Дата добавления: 2015-09-19; просмотров: 423. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...


Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...


Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...


Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

Лечебно-охранительный режим, его элементы и значение.   Терапевтическое воздействие на пациента подразумевает не только использование всех видов лечения, но и применение лечебно-охранительного режима – соблюдение условий поведения, способствующих выздоровлению...

Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения. 1. Твердое тело начинает вращаться вокруг оси Z с угловой скоростью, проекция которой изменяется со временем 1. Твердое тело начинает вращаться вокруг оси Z с угловой скоростью...

Условия приобретения статуса индивидуального предпринимателя. В соответствии с п. 1 ст. 23 ГК РФ гражданин вправе заниматься предпринимательской деятельностью без образования юридического лица с момента государственной регистрации в качестве индивидуального предпринимателя. Каковы же условия такой регистрации и...

БИОХИМИЯ ТКАНЕЙ ЗУБА В составе зуба выделяют минерализованные и неминерализованные ткани...

Типология суицида. Феномен суицида (самоубийство или попытка самоубийства) чаще всего связывается с представлением о психологическом кризисе личности...

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МОЗГА ПОЗВОНОЧНЫХ Ихтиопсидный тип мозга характерен для низших позвоночных - рыб и амфибий...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия