Теоретические вопросы управления судном. Антонов В.А - 27 стр.

         4.3. Влияние гребного винта на поперечную силу руля.
      Работающий гребной винт значительно изменяет поперечную силу руля,
если его перо попадает в поле вызванных винтом скоростей жидкости полно-
стью или частично. Это изменение происходит в результате:
   а) увеличения скорости обтекания и
   б) изменения углов атаки.
   а) увеличение скорости обтекания сечений руля учитывается введением ко-
эффициента,    представляющего      отношение    подъемной    силы   руля,
установленного за винтом к её значению для изолированного руля:
                                  ⎡         2
                                              ⎛   + σ   +   ⎞
                                                              2
                                                                 ⎤
                            S1     ⎛   σ  ⎞
                                  ⎢⎜1 − P ⎟ ⎜
                                                1         1
                                                            ⎟ − 1⎥ ,
                    r1 = 1 + P                        P
                                                                       (67)
                            SP    ⎢⎝   80 ⎠ ⎜⎝      2       ⎟
                                                            ⎠    ⎥
                                  ⎣                              ⎦
      где: S1Р – площадь пера руля, на которую попадает струя от винта
(Рис.4.4)
                   8К Р
            σР =          - коэффициент нагрузки винта по упору.
                   πλ2
      Как видно из (67), коэффициент подъемной силы комплекса руль-винт
увеличивается пропорционально коэффициенту нагрузки винта по упору.
                                        б) Струя от винта не только изменяет
                                  скорость обтекания, но и влияет на углы
                                  атаки. Это происходит в результате закручи-
                         Sp       вания     струи    и    наличия    в     ней
                                  тангенциальных вызванных скоростей. Если
                                  винт и руль находятся в свободной воде, то
                                  распределение тангенциальных скоростей
                                  будет таким, как представлено на рис 4.4,
                Рис.4.4.            поэтому, когда центр струи приходится на
середину размаха руля, суммарное изменение углов атаки будет равно нулю, а
влияние струи учитывают поправкой r1 .
      В том случае, когда граница струи сдвинута или попадает на руль частич-
но, возникает дополнительная нагрузка, для компенсации которой требуется
перекладка руля на угол, называемый углом нулевой поперечной силы. Вели-
чина угла нулевой поперечной силы получается из геометрических
соображений как средний для всего руля угол скоса потока:
                     Д В ВСР
      δ0 = ± αMAX            f (e ) ,             (68)
                       SP
      Угол положительный при винте правого вращения. Поправка f (е) зависит
от отстояния торца руля от оси гребного винта (е на рис.4.5)
   При е < 0 и │е│> r
            BСР1 ВСР 2 ⎡              2е ⎞ ⎤
                                            2
                                 ⎛
 f(e) =0,5{     −      ⎢1 − 1,25⎜⎜1 +      ⎟ ⎥}
            ВСР   ВСР ⎢          ⎝    Д В ⎟⎠ ⎥
                       ⎣                      ⎦
  При е < 0 и │е│≤ r


                                                  27