Теоретические вопросы управления судном. Антонов В.А - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ им. Невельского | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

С
УК
— коэффициент нормальной силы (силы, вызывающей дрейф);
С
МК
— коэффициент момента гидродинамических сил;
L — длина судна по ватерлинии;
ρ – плотность воды;
F
д
– площадь диаметрального батокса, определяемая по формуле:
F
д
= LTσ
д
.
Входящие в формулы (22) величины ρ, V, F
д
, L постоянны для данного
судна. Поэтому коэффициенты С
ХК
, С
УК
, С
МК
будут определять гидродинамиче-
ские силы. В свою очередь, эти коэффициенты являются функциями угла
дрейфа (β), угловой скорости (Ω), чисел Рейнольдса (
υ
VL
R
e
=
) и Фруда
(
gL
V
F
r
= ) и кинематической вязкости жидкости (υ).
При постоянной скорости движения судна зависимость от чисел Рей-
нольдса и Фруда слаба, а зависимость от углов дрейфа и угловой скорости
можно считать линейной по их малости: С
Х,У,М
= С
Х,У,М
(Ω,β).
Тогда коэффициенты корпусных сил и момента удобно представить в та-
ком виде:
С
ХК
= n
Х
(β) + n
Х
(Ω),
С
УК
= n
У
(β) + n
У
(Ω), } (23)
С
МК
=m
Z
(β) +m
Z
(Ω)
На основе модельных испытаний для коэффициента продольной силы по-
лучена следующая зависимость:
С
ХК
=С
Х0
+0,25((L/B) - 2)β
3
(24)
где: С
Х0
=
g
X
FV
R
2
2
ρ
- коэффициент сопротивления движению судна на пря-
мом курсе (без угла дрейфа).
Коэффициенты поперечной силы и момента, с учетом малости β и Ω,
можно записать:
n
У
(β) = n
β
У
β, n
У
(ω) = n
ω
У
ω
m
Z
(β) = m
β
Z
β, m
Z
(ω) =m
ω
Z
ω (25)
Величины n
β
У
и m
β
Z
называются позиционными производными силы и
момента, а n
ω
У
и m
ω
Z
– вращательные (демпфирующие) производные силы и
момента.
Позиционные и вращательные производные находятся интегрированием
нагрузок, действующих на подводную часть судна. В результате получают
следующие выражения:
2
πλ
υ
β
=
Y
n
, =
ω
Y
n
4
πλ
υ
.
4
πλ
μ
β
β
=
Z
m
,
8
πλ
μ
ω
ω
−=
Z
m
. (26)
где: υ и μ — экспериментальные функции корпуса и посадки судна.
14
     СУК — коэффициент нормальной силы (силы, вызывающей дрейф);
     СМК — коэффициент момента гидродинамических сил;
     L — длина судна по ватерлинии;
     ρ – плотность воды;
     Fд – площадь диаметрального батокса, определяемая по формуле:
                                  Fд = LTσд .
     Входящие в формулы (22) величины ρ, V, Fд, L постоянны для данного
судна. Поэтому коэффициенты СХК, СУК, СМК будут определять гидродинамиче-
ские силы. В свою очередь, эти коэффициенты являются функциями угла
                                                                              VL
дрейфа (β), угловой скорости (Ω), чисел Рейнольдса ( Re =                          ) и Фруда
                                                                              υ
         V
( Fr =         ) и кинематической вязкости жидкости (υ).
          gL
     При постоянной скорости движения судна зависимость от чисел Рей-
нольдса и Фруда слаба, а зависимость от углов дрейфа и угловой скорости
можно считать линейной по их малости: СХ,У,М = СХ,У,М (Ω,β).
     Тогда коэффициенты корпусных сил и момента удобно представить в та-
ком виде:
     СХК = nХ(β) + nХ(Ω),
     СУК = nУ(β) + nУ(Ω),                        } (23)
     СМК =mZ(β) +mZ(Ω)
     На основе модельных испытаний для коэффициента продольной силы по-
лучена следующая зависимость:
     СХК =СХ0 +0,25((L/B) - 2)β3                      (24)
                                RX
         где: СХ0 =                     - коэффициент сопротивления движению судна на пря-
                            ρ    2
                                V Fg
                            2
мом курсе (без угла дрейфа).
     Коэффициенты поперечной силы и момента, с учетом малости β и Ω,
можно записать:
     nУ(β) = nβУβ,           nУ(ω) = nωУω
     mZ(β) = mβZβ,           mZ(ω) =mωZω          (25)
                   β     β
     Величины n У и m Z называются позиционными производными силы и
момента, а nωУ и mωZ – вращательные (демпфирующие) производные силы и
момента.
     Позиционные и вращательные производные находятся интегрированием
нагрузок, действующих на подводную часть судна. В результате получают
следующие выражения:
                   πλ                               πλ
         nYβ = υ        ,                nYω = υ         .
                   2                                4
                       πλ                           πλ
         m Zβ = μ β         ,        m Zω = − μ ω        .             (26)
                        4                           8
         где: υ и μ — экспериментальные функции корпуса и посадки судна.


                                                             14

Страницы