Рассмотрены различные способы определения мощности главных механизмов проектируемого судна по двухкомпонентным формулам и сделан сравнительный анализ полученных результатов.
Введение. В процессе проектирования судов маловероятна возможность точного соблюдения геометрического подобия формы проектируемого судна и судна-прототипа, так как форма судов определяется не только из условий ходкости, но и из целого ряда других требований (остойчивости, вместимости, прочности, маневренных качеств и т.д.). Соблюдение их для проектируемого судна может находиться в противоречии с геометрическим подобием формы. Кроме того, большую трудность представляет и сам выбор прототипа для формы обводов проектируемого судна даже в том случае, если ограничиться только критерием ходкости судна. От правильного выбора мощности и типа двигателя судна существенно зависят все эксплуатационные качества: скорость, устойчивость на курсе, поворотливость и другие характеристики. Мощность энергетической установки (ЭУ) судна зависит от скорости его движения, сопротивления среды и потерь мощности в системе "корпус - двигатель - движитель".
На практике в начале проектирования принято связывать мощность ЭУ со скоростью и водоизмещением, это связано с ограниченностью информации о судне. Такая ограниченность снижает точность получаемых значений, что в последствии необходимо подтверждать модельными испытаниями.
На сегодняшний день разными авторами предложены различные двухкомпонентные формулы для расчета мощности ЭУ судна. В данной работе будет рассмотрен ряд зависимостей и точность полученных по ним результатов.
Постановка задачи. Оценка степени точности определения мощности по двухкомпонентным формулам на ранних стадиях проектирования.
Изложение основного материала. При определении мощности главных механизмов в первом приближении, когда еще неизвестны размерения проектируемого судна, обычно используются различные двухкомпонентные формулы, например:
где D - водоизмещение проектируемого судна, т; Vs - скорость хода, уз; Cmn - коэффициент,
определяемый по данным близких судов-прототипов, либо по статистическим данным.
В работе [1] В.В. Ашик рассматривает ряд формул двухкомпонентного типа. Наиболее широкое распространение на практике получила формула так называемых адмиралтейских коэффициентов,
где CA - адмиралтейский коэффициент.
Обрабатывая статистические данные по морским транспортным судам, английский инженер Эйр (Ayre) предложил формулу с меньшим влиянием водоизмещения судна на мощность, понизив показатель m = 0,67 до величины m = 0,64, в виде:
где Cmn - коэффициент, также определяемый по данным близких судов-прототипов.
В.И. Афанасьев [1] предложил формулу:
в которой еще больше уменьшено влияние водоизмещения судна на мощность, но одновременно увеличено влияние скорости хода до показателя n = 3,33.
В.В. Давыдов [1], обрабатывал данные мощности транспортных судов, и предложил следующую аналитическую зависимость,
где еще больше снижено влияние водоизмещения судна на мощность, но сохранено достаточно высокое значение параметра n = 3,25.
Аналогичная формула была предложена Энсли:
где влияние скорости хода судна на мощность снижена до показателя n = 3.
Как показало исследование большой группы транспортных судов (порядка 1000 единиц), построенных во второй половине XX века (после 1950 г.), выполненное под руководством В.В. Ашика [1], наиболее точные результаты дала формула:
В таблице 2 произведен расчет мощности главных механизмов универсального сухогруза с
использованием вышеуказанных вариантов формулы (1), предложенных разными авторами различных стран и в разное время.
Пример. Определить мощность главных механизмов универсального сухогруза, имеющего водоизмещение D = 19600 т и скорость хода Vs = 20,5 уз. В качестве судна-прототипа примем универсальный сухогруз "Капитан Кушнаренко", имеющий водоизмещение D0 = 22040 т; скорость хода Vs0 = 19,2 уз и мощность главных механизмов N0 = 10010 кВт.
Из данных таблицы 2 следует, что мощность главных механизмов универсального сухогруза, определенная по указанным формулам, имеет практически одинаковую величину. Максимальные расхождения составляют ошибку:
что вполне допустимо для первого приближения.
Выводы:
1. Рассмотренные формулы определения мощности главных механизмов проектируемых судов в первом приближении, предложенные разными авторами различных стран и в разное время, равнозначно могут использоваться в практических расчетах;
2. Наибольшее распространение в практике проектирования нашли: формула адмиралтейских коэффициентов и формула В.В. Ашика, определяющая Сmn с точностью Сmn = 27,2 ± 2,7.
Библиографический список
1. Ашик В.В. Проектирование судов / В.В. Ашик. —2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Судостроение, 1985. — 318 с.
Введение. В процессе проектирования судов маловероятна возможность точного соблюдения геометрического подобия формы проектируемого судна и судна-прототипа, так как форма судов определяется не только из условий ходкости, но и из целого ряда других требований (остойчивости, вместимости, прочности, маневренных качеств и т.д.). Соблюдение их для проектируемого судна может находиться в противоречии с геометрическим подобием формы. Кроме того, большую трудность представляет и сам выбор прототипа для формы обводов проектируемого судна даже в том случае, если ограничиться только критерием ходкости судна. От правильного выбора мощности и типа двигателя судна существенно зависят все эксплуатационные качества: скорость, устойчивость на курсе, поворотливость и другие характеристики. Мощность энергетической установки (ЭУ) судна зависит от скорости его движения, сопротивления среды и потерь мощности в системе "корпус - двигатель - движитель".
На практике в начале проектирования принято связывать мощность ЭУ со скоростью и водоизмещением, это связано с ограниченностью информации о судне. Такая ограниченность снижает точность получаемых значений, что в последствии необходимо подтверждать модельными испытаниями.
На сегодняшний день разными авторами предложены различные двухкомпонентные формулы для расчета мощности ЭУ судна. В данной работе будет рассмотрен ряд зависимостей и точность полученных по ним результатов.
Постановка задачи. Оценка степени точности определения мощности по двухкомпонентным формулам на ранних стадиях проектирования.
Изложение основного материала. При определении мощности главных механизмов в первом приближении, когда еще неизвестны размерения проектируемого судна, обычно используются различные двухкомпонентные формулы, например:
определяемый по данным близких судов-прототипов, либо по статистическим данным.
В работе [1] В.В. Ашик рассматривает ряд формул двухкомпонентного типа. Наиболее широкое распространение на практике получила формула так называемых адмиралтейских коэффициентов,
Обрабатывая статистические данные по морским транспортным судам, английский инженер Эйр (Ayre) предложил формулу с меньшим влиянием водоизмещения судна на мощность, понизив показатель m = 0,67 до величины m = 0,64, в виде:
В.И. Афанасьев [1] предложил формулу:
Таблица 1 - Значения коэффициентов Сmn для различных типоразмеров морских судов
Аналогичная формула была предложена Энсли:
Как показало исследование большой группы транспортных судов (порядка 1000 единиц), построенных во второй половине XX века (после 1950 г.), выполненное под руководством В.В. Ашика [1], наиболее точные результаты дала формула:
использованием вышеуказанных вариантов формулы (1), предложенных разными авторами различных стран и в разное время.
Пример. Определить мощность главных механизмов универсального сухогруза, имеющего водоизмещение D = 19600 т и скорость хода Vs = 20,5 уз. В качестве судна-прототипа примем универсальный сухогруз "Капитан Кушнаренко", имеющий водоизмещение D0 = 22040 т; скорость хода Vs0 = 19,2 уз и мощность главных механизмов N0 = 10010 кВт.
Таблица 2 - Определение мощности главных механизмов универсального сухогруза
Выводы:
1. Рассмотренные формулы определения мощности главных механизмов проектируемых судов в первом приближении, предложенные разными авторами различных стран и в разное время, равнозначно могут использоваться в практических расчетах;
2. Наибольшее распространение в практике проектирования нашли: формула адмиралтейских коэффициентов и формула В.В. Ашика, определяющая Сmn с точностью Сmn = 27,2 ± 2,7.
Библиографический список
1. Ашик В.В. Проектирование судов / В.В. Ашик. —2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Судостроение, 1985. — 318 с.
