---

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

Устройства подруливающие с гребными винтами фиксированного и регулируемого шага. Методика гидродипа мического расчета

0СТ5.2181-76

Издание официальное

Москва

с.л'. 'Л.г/і/. С'ССЛЛу

удк 629.12.014.-68 (-195.02 ) .001^4(083.74)

Группа JJ-40

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

Устройства подруливающие с греб-

ост 52181-76

ныии винтами фиксированного и

регулируемого шага. Методика ГЯЙГДДРСПЖННЫЙ родинаыического расчета^/ . с-аитЕТ стандартов •. •

Мтгров СССР Введен впервые

Эфгвс'рврам» ■ месем в

Утвержден МнннЯ

Гця установлен

25 марта 1976 г.

с і н^варя ₁₉77 _п

Стандарт распространяется на подруливающие устройства (ПУ) с прямолинейной и криволинейной осью канала, на которых в качестве рабочего органа применены гребные винты фиксированного шага (ВФШ), регулируемого шага (B?U) и соосные ВФШ противоположного вращения, судов, кораблей и плавсредств всех типов и назначений. Метод оцен­ки тяговых характеристик ПУ на ходу судна распространяется на ПУ, расположенные в кормовой или носовой оконечностях (вне цилиндричес­кой вставки), При ‘значительном смещении ПУ от оконечностей для оп­ределения его тяги на ходу судна должны проводиться специальные мо­дельные испытания.

Стандарт устанавливает методику гидродинамического расчета тяговых хараите;)истик ПУ на швартовном реаиме, а также метод оценки

в
лияния на тяговые характеристики ПУ малых скоростей движения судна

п

Иманис официальное

ередним и задним ходами.

Перепечатка воспрещенаКонструктивный тип ПУ назначается проектантом судна. Предпочти­тельным является ПУ с прянолинейной осью канала, как обладающее более высокими гидродинамическими качествами.

Приложение к стандарту содержит данные по гидродинамическим ха­рактеристикам ВФШ и ВРШ со специальной профилировкой лопастей, соот­ветствующей особенностям работы гребных винтов в составе//^черт.6-18). Геометрические элементы ВФШ и ВРШ приведены на черт.1-5 приложения к стандарту.

Стандарт не распространяется на ПУ с крыльчатыми движителями, гидродинамический расчет которых регламентируется руководящим техни­ческим материалом PC-IGC5-69.

1. Общие положения

   1. ПУ устанавливаются на судах для улучшения их маневренных качеств при выполнении портовых и швартовных операций, а также на судах, к которым предъявляются повышенные требования по маневренным качествам на малых ходах или требования по удернанию судна в задан­ной точке акватории при определенном курсовом угле в условиях ветра, волнения и течения.

   2. Предварительное определение требуемой тяги ПУ на стадии предэекиэного проектирования судна производится на основании данных, приведенных в ОСТ 5.2137-74.

Д, _ Р,*^г. _/g-s

^пDg ^т (I)

где £ о 0,6 для ПУ с прямолинейным каналом;

£ « 0,5 для ПУ с криволинейным каналом.

Принятые обозначения приведены в п.2.

Уточненный гидродинамический расчет ПУ производится на стадиях эскизного и технического проектирования судна. Исходными данными для этого расчета служат значения тяги ПУ, требуемой для выполнения судном стандартного маневра или группы маневров, огово­ренных техническим заданием на проектирование судна. Требуемая тяга ПУ определяется в результате расчета гидро- и аэродинамических сил, действуьлцих на судно при выполнении им стандартного маневра. Тип стандартного маневра устанавливается ОСТ 5.2137-74.

1. 3. Гидродинамический расчет ПУ проводится с целью определе­ния геометрических элементов канала и рабочего органа, обеспечиваю­щих получение требуемой тяги ПУ при минид альной мощности приводно- гдЬвигателя, либо определения создаваемой ПУ тяги при заданных ха­рактеристиках приводного двигателя.

2. Принятые обозначения

D - диаметр гребного винта, м;

Z - число лопастей гребного винта;

•fa - дисковое отношение гребного винта;

- шаговое отношение гребного винта;

м. - поступь нулевого упора гребного винта;

d - диаметр гондолы угловой колонки, м;

£ - длина гондолы угловой колонки, м;

6 - длина канала НУ, м;

L_f - расстояние от оси канала ПУ до мидель-шпангоута, м;

V - скорость судна, м/с;

• скорость потока в канале ПУ, м/с;

П - частота вращения гребного винта, об/с; Z у - относительный радиус закругления кромок канала ПУ;

• относительная длина канала НУ;

• минимальный угол между осью канала НУ и поверхностью борта судна, град.;

5- - площадь поперечного сечения канала ПУ, м²;

F .- площадь сечения канала на входе и выходе в свету,

U - коэффициент влияния неравномерности потока на выходе из канала ПУ и сужения струи ПУ на тягу и упор греб­ного винта ПУ;

Pq - тяга ПУ на швартовной режиме, Н (0,102 кгс);

р - упор гребного винта, Н (0,102 кгс);

Р_ег- тяга ПУ на ходу судна, Н (0,102 кгс);

• сила засасывания на корпусе судна от действия ПУ при ходе судна, Н (0,102 кгс);

А/ду - разворачивающий момент ПУ относительно мидель-

шпангоута, Н*м (0,102 кгсм);

М_я - разворачивающий момент силы дополнительного сопро­тивления корпусу от действия ПУ на ходу судна,

Н-м (0,102 кгс.и);

• безразмерный коэффициент силы засасывания на корпу­се судна от действия ПУ на ходу;

У - мощность приводного двигателя ПУ, кВт;

М - крутящий момент на валу гребного винта, Н-м;

7 - к.п.д. механической передачи;

2g - насосный к.п.д. рабочего органа ПУ;

" относительная поступь гребного винта ПУ;

J - плотность воды, кг/м³ (для морской воды

Ji = 1025 кг/м³)

V Р

“ коэффициент упора гребного винта ПУ;

- коэффициент крутящего момента на валу гребного винта ПУ;

” коэффициент нагрузки рабочего органа ПУ по упору;- коэффициент момента скручивающего лопасть ВРШ;

- безразмерный коэффициент гидравлического трения воды

о стенки канала ПУ;

“ безразмерный коэффициент гидравлического сопротивле­

ния входа в канал ПУ;

безразмерный коэффициент гидравлического сопротивле­ния защитных решеток;

Скол - безразмерный коэффициент гидравлического сопротивле­

ния колонки;

~ сумма коэффициентов гидравлических потерь в канале

ПУ;

Р_а -атмосферное давление, Н/м² (0.102 кге/ы²);

Н - погружение оси канала ПУ, ы;

Pj - давление насыщенных паров, Н/м² (0,102 кге/ы²);

ае^ - число кавитации для гребного винта в канале ПУ;

£ - коэффициент гидродинамического качества ПУ на

швартовном рекіые;

• число Рейнольдса для канала ПУ;

• упор переднего гребного винта в комплексе с соос­

ными винтами, Н (0,102 кге);

Р_а ~ упор заднего гребного винта в комплексе с соосны- W

ми гребными винтами, Н (0,102 кгс).

3. Расчет гидродинамических характеристик ПУ на швартовном

режиме

Геометрические элементы гребного винта определяют исходя из швартовного режима работы ПУ, поскольку гидродинамическая нагрузка¹ винта в этом случае имеет наибольшую величину. Скорость хода судна оказывает незначительное влияние на режим течения в канале, поэтому при выборе геометрических элементов не учитывается.

ряд значений частоты вращения для каждого диаметра П₄, П₂, Л₃

* tXj>n4)S

для НУ обычной конструкции принимают

занное углов (черт.1).

Обычно значение -j=r около 0,9.

(черт.4) и рассчитывают U " Оо + &&

_ / ft 37/4

4/п^“ и

(2)

Диаграммы гидродинамических характеристик ВФШ (черт.5-13 прило­жения к стандарту) получены не для изолированного гребного винта, а для комплекса гребной винт - колонка. Коэффициент сопротивления ко­лонки, применявшейся для модельных испытании, составляет 0,4. Указан­ную величину при яспильзоьании диаграмм (черт.6-13) необходимо вы­честь из 5 кол., поскольку она уае учтена коэффициентом упора, В этим случае = ^_квл (по черт.8) - 0,4.

Если колонка имеет обтекаемую форму, при определении необходимо принимать не максимальную, а среднюю величину d (пра­вая схема на чсрт.8).

Рассчитывают сумму коэффициентов гидравлических пите-рь (пп.3.5.7-3.3.II) и коэффициент нагрузки гребного винта ПУ по упору:

Черт. <

Черт. 2.

_K

_(Л;

_l = ле* Л/ ^л' в

Полученные значения Kj наносят на диаграмму для выбранного типа рабочего органа ПУ Iсоосные ВФШ,, ВФШ, ВРШ). Сое­динив нанесенные точки, получают кривую при постоян­ной величине нагрузки по упору » соответствующей данной геометрии канала ПУ.

на линии const , величина которого определена в п.3.3.2. Зна­чения Л/ наносят на соответствующие им линии диаграммы

к, -/ал . Соединив нанесенные точки, получают кривую при постоянной мощности приводного двигателя М.

и ^wconst снимают значения $ ' л₃, к,.

Ре “ ^{а Н} (5)

на основании которых выбирают оптимальную частоту вращения Порі. и соответствующие ей ~д~ и Л/ для каждого из заданных диамет­ров гребного винта Д , D* , D₃.

на основании которых выбирают оптимальную величину Dqpt. и соот

-

Стр. 12 ост 5.2181-76

в

Черт.

етствующие величины ~УГ ТА Л j

Р

(б)

- (а**£г;)$у A‘_fn‘D*, н

При использовании диаграмм гидродинамических характеристик ВФЕ при расчете упора величина нагрузки гребного винта должна быть увели

чена на 0,4:

fi , задают радиус округленности кромок канала

І1У

, густоту

3.4.3. По графикам черт.3-9 определяют

а.,

ла, ъ_(г, ^_St>

на кривой K_t-/a_s) и соответствующее

ПУ и частоту враще­

защитных решеток

?'реш. f $ Мр. • коя > ^п°&- *