Формула адмиралтейских коэффициентов и ее применение.

Формула позволяет выразить мощность через такие общие характеристики судна, как водоизмещение и скорость:

(5.1)

Здесь Р_Е - буксировочная мощность, D - водоизмещение, т, v_s - скорость в узлах, С_Е - адмиралтейский коэффициент, определяемый или по близкому прототипу, или по статистическим данным (осредненному прототипу). Размерность буксировочной мощности - или в лошадиных силах (л.с.), или в кВт;

соответствует площади смоченной поверхности Ω; если сопротивление пропорционально квадрату скорости, то мощность – кубу скорости. Если прототип подобран удачно, т.е. характер обводов, главные размерения и коэффициенты полноты, число Фруда рассчитываемого судна и прототипа близки, то точность результатов может быть довольно высокой. В противном случае погрешность измеряется десятками процентов. Строго говоря, даже для одного и того же судна при различных скоростях или осадках формула адмиралтейских коэффициентов дает погрешности.

Существует несколько вариантов адмиралтейской формулы (это в принципе можно не говорить).

В методе Э.Э. Папмеля буксировочная мощность определяется по формуле

Отличие от предыдущей: во-первых, множителем D/L вместо (по сути дела, эта величина тоже пропорциональна площади смоченной поверхности), во-вторых, тем, что коэффициент С₀ определяется через другой коэффициент - С₁, снимаемый со специальной диаграммы в зависимости от относительной скорости и характеристики остроты судна, с введением нескольких поправочных множителей. Метод очень универсален, он охватывает как сравнительно тихоходные и полные, так и быстроходные и острые суда. Но универсальность всегда сопровождается потерей точности.

Метод Эйра предназначен только для морских транспортных судов, основная формула записывается следующим образом:

29. Приближенные методы определения сопротивления движению судов.

Приближенные методы. Строго говоря, все методы являются приближенными, но здесь имеются в виду лишь те, которые основаны на приближенных формулах и графиках и не требуют подробных данных о форме корпуса. Эти методы используются в начальных стадиях проектирования судна для выбора оптимального варианта, поскольку позволяют быстро получить неплохие сравнительные оценки.

На начальных стадиях проектирования также используют приближенные методы, которые позволяют быстро и с небольшими затратами выбрать оптимальный по ходкости вариант из большого числа анализируемых. Характерная погрешность в определении сопротивления при использовании приближенных методов составляет 10 - 15 %. Но при реальном проектировании они, тем не менее, позволяют с достаточной надежностью сопоставить различные варианты судна, поскольку для каждого из них погрешность будет примерно одной и той же.

Все приближенные методы расчета сопротивления можно разделить на две группы. В методах первой группы определяют сразу полное сопротивление R или буксировочную мощность P_E, которые связаны зависимостью P_E = R·v, а иногда даже мощность главного двигателя. Вторая группа методов предполагает определение сопротивления как суммы составляющих, причем сопротивление трения рассчитывается.

Методы второй группы принципиально более точны, поскольку предполагают расчет сопротивления трения по площади смоченной поверхности Ω. Если Ω рассчитывается по теоретическому чертежу, то сопротивление трения судна будет определено примерно с той же погрешностью, что и у модели, т.е. порядка 1 %, а если по приближенной формуле, то с погрешностью 3 - 5 %.

Подавляющее большинство приближенных методов основано на обработке результатов испытаний систематических серий моделей судов того или иного типа. Серия моделей составляется таким образом. За основу берется модель, обводы, соотношения размерений и коэффициенты полноты которой характерны для судов рассматриваемого типа, а у других моделей серии систематически изменяется тот или иной параметр в обе стороны от среднего значения. К числу особенностей формы корпуса может относиться, например, носовой бульб. Изменение каждого параметра производится при неизменных («стандартных») значениях всех остальных параметров. В качестве варьируемых параметров используют коэффициенты полноты δ или φ, относительную длину L/B или , относительную ширину В/Т, безразмерную абсциссу центра величины, иногда и другие характеристики, которые оказывают существенное влияние на ходкость. Для исходной модели строятся графики остаточного сопротивления, дополнительно даются поправки на изменение тех или иных параметров (в виде графиков или таблиц).

Среди методов первой группы наиболее широко известны методы Папмеля и Эйра.

⇐ Предыдущая 1 2 34