Теоретические вопросы управления судном. Антонов В.А - 13 стр.

UptoLike

Коэффициенты присоединенных масс определены в гидромеханике и для
практических расчётов могут быть взяты с графиков, помещённых в справоч-
никах по теории корабля.
Аппроксимация кривых, приведенных в справочниках, позволяет с точ-
ностью до 5 % рассчитать коэффициенты присоединенных масс по следующим
соотношениям:
.6,11
2
;
2
1
2
;
2
662211
=
==
T
B
B
T
k
L
B
B
T
k
L
T
k
(21)
Более точно количественную оценку присоединенных масс можно полу-
чить методом плоских сечений.
2.2. Корпусные силы вихревой природы.
Силы и моменты, действующие на корпус судна, движущегося прямоли-
нейно с углом дрейфа, можно определить опытным путём либо теоретически.
Из анализа экспериментов с крыльями установили, что с уменьшением
относительного удлинения, влияние толщины и формы профиля на величину
подъемной силы становится второстепенным фактором. Поэтому при опреде-
лении гидродинамических коэффициентов профилированных крыльев малого
удлинения полагают, что толщина их равна нулю. С таким же основанием схе-
му тонкого крыла можно использовать для изучения закономерностей
образования поперечной нагрузки на корпусе судна.
Относительное удлинение корпуса, определяющее эквивалентное удли-
нение крыла определяется из отношений:
L
T
K
2
=
λ
или
S
T
K
2
2
=
λ
.
Для различных типов морских судов относительное удлинение корпуса
изменяется в довольно узких пределах: 0,4 + 0,25. Поэтому корпус судна можно
рассматривать как крыло предельно малого удлинения.
На крыле, движущемся с углом атаки в жидкости (углом атака корпуса
является угол дрейфа β), возникает подъемная сила (рис.2.2)
Обозначим её F
K
корпусная сила.
Она приложена в центре давления К,
который в общем случае не совпадает с
ЦТ судна. Разложим её на составляющие
по осям, связанным с судном, получим:
Х
К
продольная корпусная сила, У
К
поперечная корпусная сила, и М
К
мо-
мент корпусной силы.
Рис.2.2
По аналогии с аэродинамическими силами, корпусные силы и момент
можно определить по общим выражениям:
Х
К
= С
ХК
0,5ρV
2
F
д
,
У
К
= С
УК
0,5ρV
2
F
д
, (22)
М
К
= С
МК
0,5ρV
2
F
д
L .
где: С
ХК
коэффициент продольной корпусной силы;
13
     Коэффициенты присоединенных масс определены в гидромеханике и для
практических расчётов могут быть взяты с графиков, помещённых в справоч-
никах по теории корабля.
     Аппроксимация кривых, приведенных в справочниках, позволяет с точ-
ностью до 5 % рассчитать коэффициенты присоединенных масс по следующим
соотношениям:
             T           2T ⎛    B ⎞         2T ⎛       B⎞
     k11 =      ; k 22 =    ⎜1 −   ⎟; k 66 =    ⎜1 − 1,6 ⎟.         (21)
             2L           B ⎝ 2L ⎠            B ⎝       T⎠
      Более точно количественную оценку присоединенных масс можно полу-
чить методом плоских сечений.
                    2.2. Корпусные силы вихревой природы.
     Силы и моменты, действующие на корпус судна, движущегося прямоли-
нейно с углом дрейфа, можно определить опытным путём либо теоретически.
     Из анализа экспериментов с крыльями установили, что с уменьшением
относительного удлинения, влияние толщины и формы профиля на величину
подъемной силы становится второстепенным фактором. Поэтому при опреде-
лении гидродинамических коэффициентов профилированных крыльев малого
удлинения полагают, что толщина их равна нулю. С таким же основанием схе-
му тонкого крыла можно использовать для изучения закономерностей
образования поперечной нагрузки на корпусе судна.
     Относительное удлинение корпуса, определяющее эквивалентное удли-
нение крыла определяется из отношений:
                                          2T                    2T 2
                                   λK =        или       λK =        .
                                           L                     S
     Для различных типов морских судов относительное удлинение корпуса
изменяется в довольно узких пределах: 0,4 + 0,25. Поэтому корпус судна можно
рассматривать как крыло предельно малого удлинения.
     На крыле, движущемся с углом атаки в жидкости (углом атака корпуса
является угол дрейфа β), возникает подъемная сила (рис.2.2)
                                          Обозначим её FK — корпусная сила.
                                     Она приложена в центре давления К,
                                     который в общем случае не совпадает с
                                     ЦТ судна. Разложим её на составляющие
                                     по осям, связанным с судном, получим:
                                     ХК — продольная корпусная сила, УК –
                                     поперечная корпусная сила, и МК — мо-
                                     мент корпусной силы.
              Рис.2.2
     По аналогии с аэродинамическими силами, корпусные силы и момент
можно определить по общим выражениям:
     ХК = СХК0,5ρV2Fд ,
     УК = СУК0,5ρV2Fд ,                       (22)
                    2
     МК = СМК0,5ρV FдL .
     где: СХК — коэффициент продольной корпусной силы;
                                                  13