1. Conceptos generales y definiciones.

La controlabilidad es la capacidad de un buque para moverse a lo largo de una trayectoria determinada, es decir, mantener una dirección de movimiento determinada o cambiarla bajo la influencia de dispositivos de control.

Los principales dispositivos de control de un barco son los controles de dirección, los controles de propulsión y los controles de control activo.

La controlabilidad combina dos propiedades: estabilidad y agilidad del curso .

Estabilidad del rumbo- esta es la capacidad del barco para mantener la dirección del movimiento recto. La estabilidad del rumbo puede ser automática, cuando el barco es capaz de mantener el rumbo sin operar los controles (timones), y operativa, cuando el barco se mantiene en un rumbo determinado mediante los controles.

La agilidad es la capacidad de una embarcación para cambiar la dirección del movimiento y describir una trayectoria de una curvatura determinada.

La agilidad y la estabilidad del rumbo corresponden al objetivo principal de cualquier dispositivo de control: girar el barco y asegurar su movimiento en una dirección constante. Además, cualquier medio de control debe contrarrestar la influencia de factores de fuerza externos. De acuerdo con esto, R.Ya. Pershits introdujo una definición de un componente tan importante de la controlabilidad como la obediencia.

El cumplimiento es la capacidad de un barco para superar la resistencia a las maniobras bajo determinadas influencias externas. En ausencia de influencia externa, su papel puede desempeñarlo su propia inestabilidad en el campo.

La obediencia en coma introdujo el concepto. sensibilidad, lo que significa la capacidad del buque para responder lo más rápidamente posible a la acción del mando, en particular al cambio de timón.

Empuje de hélice. Para que un barco se mueva a una determinada velocidad, se le debe aplicar una fuerza impulsora para superar la resistencia al movimiento. La potencia útil necesaria para superar la resistencia está determinada por la fórmula: Nп = R V, donde R es la fuerza de resistencia; V - velocidad de movimiento.

La fuerza motriz es creada por un tornillo en funcionamiento que, como cualquier mecanismo, gasta parte de la energía de forma improductiva. La potencia consumida para girar el tornillo es: Nз= M n, donde M es el momento de resistencia a la rotación del tornillo; n es la velocidad de rotación del tornillo.

La relación entre la potencia útil y la potencia gastada se denomina coeficiente de propulsión del complejo cuerpo-propulsión:

h = RV/Mn

El coeficiente de propulsión caracteriza la necesidad de energía del buque para mantener una velocidad determinada. La potencia de la central eléctrica (potencia efectiva Ne) de la embarcación debe ser mayor que la potencia gastada en hacer girar la hélice, ya que existen pérdidas en la línea de ejes y en la caja de cambios:

Ne = RV/ h hв hр,

donde hв, hр son los coeficientes de eficiencia del eje y la caja de cambios.

Dado que, con un movimiento lineal uniforme, la fuerza de empuje de la hélice es igual a la fuerza de resistencia, la fórmula anterior se puede utilizar para estimar aproximadamente el empuje de la hélice en el modo de carrera completa (Vo):

Re = Ne h hв hp / Vo,

donde el coeficiente de propulsión está determinado por la fórmula de Lapp:

donde L es la eslora del buque entre perpendiculares:

n - velocidad de rotación de la hélice, s -1.

El empuje máximo de la hélice se desarrolla en el modo de amarre, aproximadamente un 10% más que el empuje de la hélice en el modo de máxima velocidad.

La fuerza de empuje de la hélice cuando se opera en reversa es aproximadamente del 70 al 80 % del empuje de la hélice en modo de velocidad máxima.

Resistencia al movimiento del barco.

Resistencia al movimiento del barco.

El agua tiene las propiedades de viscosidad y peso, que provocan dos tipos de resistencia cuando la embarcación se mueve: viscosa y ondulatoria. La resistencia viscosa tiene dos componentes: fricción y forma.
La resistencia a la fricción depende del área y la rugosidad de la superficie mojada de la carcasa. La resistencia de la forma depende de los contornos del cuerpo. La resistencia a las olas está asociada con la formación de olas de un barco durante la interacción del casco de un barco en movimiento con el agua circundante.

Para resolver problemas prácticos, la resistencia del agua al movimiento del barco se considera proporcional al cuadrado de la velocidad:

R = kV²,

donde k es un coeficiente de proporcionalidad que depende del calado del buque y del grado de incrustación del casco.

Como se indicó en el apartado anterior, la fuerza de arrastre a máxima velocidad se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

Ro = Ne h hв hp / Vo.

Se determinan los valores de resistencia intermedia (R) para cualquier velocidad de desplazamiento:

Inercia del buque y masas de agua adheridas.

Inercia del buque y masas de agua adheridas.

La igualdad de las fuerzas de resistencia del medio al movimiento de la embarcación y el empuje de la hélice determina el movimiento uniforme hacia adelante de la embarcación. Al cambiar la velocidad de rotación del tornillo, se viola esta igualdad de fuerzas.
A medida que aumenta el empuje, aumenta la velocidad del barco y, a medida que disminuye, disminuye. El cambio de velocidad se produce durante un tiempo prolongado, hasta que se supera la inercia de la embarcación y se vuelven a igualar las fuerzas de empuje y resistencia de la hélice. La medida de la inercia es la masa. Sin embargo, la inercia de un barco que se mueve en un medio acuático depende no sólo de la masa del propio barco.

El casco del barco pone en movimiento las partículas de agua adyacentes, lo que consume energía adicional. Como resultado, para darle cierta velocidad al barco, será necesario un funcionamiento más prolongado de la central eléctrica.
Al frenar, es necesario extinguir no solo la energía cinética acumulada por la embarcación, sino también la energía de las partículas de agua involucradas en el movimiento. Esta interacción de las partículas de agua con el casco es similar a un aumento de masa del barco.
Esta masa adicional (masa añadida de agua) para los buques de transporte oscila entre el 5 y el 10% de su desplazamiento durante el movimiento longitudinal del buque y aproximadamente el 80% del desplazamiento durante el movimiento transversal.

2. Fuerzas y momentos que actúan sobre el barco mientras se mueve.

2. Fuerzas y momentos que actúan sobre el barco mientras se mueve.

Al considerar el movimiento de una embarcación, se utiliza un sistema de coordenadas rectangular XYZ, asociado con el centro de gravedad de la embarcación. Dirección positiva de los ejes: X - hacia la nariz; Y - hacia estribor; Z - abajo.

Todas las fuerzas que actúan sobre el barco se dividen en tres grupos: conducción, externa y reactiva.

Las fuerzas impulsoras incluyen creado por medios de control: fuerza de empuje de la hélice, fuerza lateral del timón, fuerzas creadas por medios de control activo.

Las fuerzas externas incluyen la presión del viento, olas del mar, corrientes.

Las fuerzas reactivas incluyen que surgen como resultado del movimiento de la embarcación bajo la influencia de fuerzas motrices y externas. Están divididos en inercial- causado por la inercia del buque y las masas de agua adheridas y que se produce sólo en presencia de aceleraciones. La dirección de acción de las fuerzas de inercia es siempre opuesta a la aceleración actuante.

Las fuerzas no inerciales son causadas por la viscosidad del agua y son fuerzas hidrodinámicas.

Al analizar las fuerzas que actúan sobre la embarcación, se la considera como un ala vertical de perfil simétrico con respecto al plano central (DP).

En relación con un barco, las principales propiedades del ala se formulan de la siguiente manera:

si el barco se mueve linealmente en un flujo de agua o aire en un cierto ángulo de ataque, además de fuerzas de arrastre, en dirección opuesta al movimiento, aparece una fuerza de elevación, dirigida perpendicular al flujo que se aproxima. Como resultado, la resultante de estas fuerzas no coincide con la dirección del flujo. La magnitud de las fuerzas resultantes es proporcional al ángulo de ataque y al cuadrado de la velocidad del flujo entrante;

el punto de aplicación de la fuerza resultante se desplaza a lo largo del DP desde el centro del área del ala hacia el flujo. Cuanto mayor sea la magnitud de este desplazamiento, más agudo será el ángulo de ataque. En ángulos de ataque cercanos a 90 grados, el punto de aplicación de la fuerza resultante coincide con centro de vela(para la superficie del barco) y centro de resistencia lateral(para la parte submarina);

en relación con la parte submarina del casco del barco: el ángulo de ataque es el ángulo de deriva, y para la parte de superficie - ángulo de cúspide (KA) del viento aparente;

El centro de resistencia lateral suele coincidir con el centro de gravedad del barco, y la posición del centro de vela depende de la ubicación de las superestructuras.

En ausencia de viento y el timón en posición recta, la primera ecuación diferencial del movimiento del barco se puede representar como:

donde Мх es la masa del recipiente teniendo en cuenta la masa de agua añadida.

Movimiento uniforme: no hay aceleración, por lo tanto la fuerza de inercia Mx dV/dt=0. Sobre el barco actúan dos fuerzas iguales y opuestas: resistencia al agua y empuje de la hélice.

En cambio en el empuje de la hélice se viola la igualdad de las fuerzas de empuje de la hélice y la resistencia al movimiento de la embarcación; esto provoca la aparición de fuerzas de inercia, aparece la aceleración y la nave comienza a moverse más rápido o más lento. Las fuerzas de inercia están dirigidas contra la aceleración, es decir evitar cambios de velocidad.

Con fuerza de tracción creciente Sobre el barco actúan 3 fuerzas: empuje de la hélice - hacia adelante, fuerza de resistencia- Atrás, la fuerza de la inercia ha vuelto.

Cuando la fuerza de tracción disminuye: fuerza de tracción - hacia adelante; Con resistencia al limo- atrás; fuerza de inercia - adelante

Durante la maniobra de parada:Conresistencia al limo- atrás; fuerza de inercia - hacia adelante;

Al revés:

a) antes de que el buque se detenga: fuerza de resistencia- atrás; fuerza de tracción - espalda; la fuerza de inercia está hacia adelante.

b) después de detenerse y comenzar a retroceder: fuerza de resistencia- adelante; fuerza de tracción - espalda; la fuerza de inercia está hacia adelante.

Nota: adelante - dirección a la proa del barco; atrás - dirección hacia la popa del barco.

Fuerzas que actúan sobre un barco al girar.

Fuerzas que actúan sobre un barco al girar.

El barco gira bajo la influencia del timón desplazado. Si se mantiene el timón a bordo durante un determinado periodo de tiempo, el barco realizará un movimiento llamado circulación. En este caso, el centro de gravedad del buque describirá una curva de circulación, de forma similar a un círculo.
Se considera que el inicio de la circulación es el momento en que el timón comienza a girar. La circulación se caracteriza por velocidades lineales y angulares, radio de curvatura y ángulo de deriva.
El proceso de circulación generalmente se divide en tres períodos: maniobra: continúa mientras se mueve el timón; evolutivo: comienza desde el momento en que se gira el timón y termina cuando las características de circulación adquieren valores de estado estable; constante: comienza desde el final del segundo período y continúa hasta que el volante permanezca en la posición cambiada.

El timón de un barco se considera un ala vertical de perfil simétrico. Por lo tanto, cuando se cambia, surge una fuerza de elevación: la fuerza lateral del volante Рр.

Apliquemos al centro de gravedad del barco dos fuerzas iguales a Pru y de direcciones opuestas, P"ru y P""ru. Estas dos fuerzas están mutuamente compensadas, es decir, no afectan al casco del barco.

Entonces actúan sobre el barco las siguientes fuerzas y momentos:

fuerza de arrastre del timón Ррх: reduce la velocidad del barco;

momento de fuerza Rru R""ru - gira el barco hacia el timón desplazado;

fuerza P "ru: mueve el centro de gravedad en la dirección opuesta al giro.

Fuerzas que actúan sobre un barco durante el período evolutivo de circulación.

Fuerzas que actúan sobre un barco durante el período evolutivo de circulación.

El giro del barco bajo la influencia del momento de fuerza Pru P""ru conduce a la aparición de un ángulo de deriva. El casco del barco comienza a actuar como un ala. Aparece una fuerza de elevación: una fuerza hidrodinámica R. Apliquemos dos fuerzas Ry iguales y de direcciones opuestas R"y R""y al CG del barco.

Luego, además de las fuerzas y momentos que actúan en el modo de circulación maniobrable, aparecen las siguientes:

fuerza de arrastre Rx: reduce aún más la velocidad de la embarcación;

momento de fuerza Ry R"y - promueve el giro; aumenta la velocidad angular de giro;

la fuerza R""y - compensa la fuerza R"ru y la trayectoria se dobla en la dirección del giro.

Fuerzas que actúan durante un período estacionario de circulación.

Fuerzas que actúan durante un período estacionario de circulación.

Tan pronto como el barco comienza a moverse a lo largo de una trayectoria curva, aparece la fuerza centrífuga Rc. Cada punto a lo largo del barco describe su trayectoria con respecto al centro común O.
En este caso, cada punto tiene su propio ángulo de deriva, cuyos valores aumentan a medida que se avanza hacia la popa. De acuerdo con las propiedades del ala, el punto de aplicación de la fuerza hidrodinámica R se desplaza hacia popa más allá del centro de gravedad del barco.

Como resultado:

forzar Rtskh: reduce la velocidad del barco;

Fuerza Rtsu: evita cambios en el radio de circulación;

el momento creado por la fuerza hidrodinámica Ru impide un aumento de la velocidad angular de rotación;

todos los parámetros de circulación tienden a sus valores estables.

Geométricamente, la trayectoria de circulación se caracteriza por:

La resolución A.751 (18) de la OMI “Normas intermedias para la maniobrabilidad de los buques” propuso los siguientes valores para los buques de nueva construcción:

1) desplazamiento directo (avance): no más de 4,5 esloras de barco;

2) diámetro táctico: no más de 5 esloras de barco.

Controlabilidad de la embarcación al moverse en reversa.

Controlabilidad de la embarcación al moverse en reversa.

Cuando una embarcación se mueve en reversa con el timón en posición, actúan sobre la embarcación las siguientes fuerzas y momentos (ver figura):

fuerza lateral del volante Rru;

el momento de las fuerzas Rru y Rru hace girar el barco en la dirección opuesta al timón desplazado;

la fuerza hidrodinámica Rу forma un momento que impide un giro;

El lanzamiento oblicuo de agua sobre el timón reduce el ángulo efectivo del timón en una cantidad igual al ángulo de deriva y, en consecuencia, el valor de la fuerza lateral del timón disminuye.

Los factores anteriores determinan la peor capacidad de control del barco en marcha atrás en comparación con la marcha adelante.

Fuerzas y momentos asociados a la acción del viento.

Fuerzas y momentos asociados a la acción del viento.

Al considerar las fuerzas y momentos del viento, se utiliza la velocidad aparente del viento.

De acuerdo con la propiedad del ala, cuando se expone al viento aparece una fuerza aerodinámica A.

Descomponiendo la fuerza aerodinámica en componentes longitudinales y transversales y aplicando dos fuerzas Ay y A"y iguales y de direcciones opuestas al CG, obtenemos:

poder Ah: aumenta la velocidad del barco;

momento de fuerzas Ау y А "у - gira el barco hacia el lado derecho;

fuerza A""y - provoca un movimiento lateral, lo que conduce a la aparición de un ángulo de deriva ay una fuerza hidrodinámica R;

componente longitudinal de la fuerza hidrodinámica Rx: reduce la velocidad de la embarcación;

el momento de las fuerzas Ry R""y, que actúa en la misma dirección que el momento de las fuerzas Ау y А"у, hace girar el barco aún más;

la fuerza R"y provoca un movimiento lateral opuesto al movimiento de la fuerza A"y.

Para mantener el barco en rumbo, es necesario desplazar el timón en un cierto ángulo para crear un momento de fuerza lateral del timón Pru, compensando los momentos de las fuerzas aero e hidrodinámicas.

Una hélice en funcionamiento realiza simultáneamente un movimiento de traslación con la velocidad del barco V en relación con el agua no perturbada y un movimiento de rotación con velocidad angular w = 2p n. Cada pala de hélice se trata como un ala independiente.

Cuando se lanza un flujo de agua sobre una hélice, se crea una fuerza en cada pala que es proporcional al cuadrado de la velocidad del flujo y el ángulo de ataque. Ampliando esta fuerza en dos direcciones perpendiculares entre sí, obtenemos: la fuerza de empuje dirigida a lo largo del eje de rotación de la hélice y la fuerza de arrastre que actúa en el plano del disco de la hélice tangencialmente al círculo descrito por los puntos de la pala de la hélice. durante su rotación.

Dado que la hélice operativa está ubicada detrás del casco del barco, cuando se mueve, el flujo de agua fluye hacia las palas de la hélice a velocidades desiguales y en diferentes ángulos. Como resultado, existe una desigualdad de las fuerzas de empuje y arrastre para cada pala, lo que conduce a la aparición, además del empuje de la hélice, de fuerzas laterales que afectan la controlabilidad de una embarcación monorrotor.

Los principales motivos de la aparición de fuerzas laterales son:

un flujo de agua que pasa por el casco mientras se mueve;

reacción del agua a una hélice en funcionamiento;

Proyección desigual de un chorro de agua de una hélice en funcionamiento sobre el timón o el casco de la embarcación.

Consideremos la influencia de estos motivos en el funcionamiento de hélices de paso fijo (FSP) y hélices de paso regulable (CVP) de rotación derecha.

Impacto del flujo asociado

En la parte superior de la hélice, la velocidad del flujo de agua asociado debido a la forma de los contornos del cuerpo será mayor que en su parte inferior, lo que conlleva un aumento en el ángulo de ataque del flujo de agua sobre la pala superior. . Esto se puede demostrar considerando el movimiento de un elemento de pala ubicado en un radio r desde el eje de rotación de la hélice.

Cuando la hélice funciona, el elemento de pala participa en un movimiento de rotación con una velocidad lineal igual a 2pr●n y un movimiento de traslación con la velocidad del barco V.

La velocidad de avance real de una sección de la pala de la hélice se reduce en el valor DV de la velocidad de flujo asociada. Como resultado, el ángulo de ataque aumenta hasta un valor que conduce a un aumento de las fuerzas dРх y dРу.
Al integrar dРх y dРу a lo largo de la pala, obtenemos los valores de las fuerzas de empuje (P1) y las fuerzas de arrastre (Q1) creadas por la pala de la hélice en la posición superior. Estas fuerzas serán mayores que las fuerzas P3 y Q3 creadas por la pala en la posición inferior. La desigualdad de las fuerzas Q1 y Q3 provoca la aparición de una fuerza lateral DQ = Q1 - Q3, que tiende a girar la popa del barco hacia la izquierda en la dirección de la fuerza mayor.

Reacción del agua a la hélice.

Reacción del agua a la hélice.

El funcionamiento de la hélice está influenciado por la proximidad de la superficie del agua. Como resultado, el aire se filtra hacia las palas en la mitad superior del disco de la hélice. En este caso, las palas superiores experimentan menos fuerza de reacción del agua que las inferiores. Como resultado, surge una fuerza de reacción lateral del agua, que siempre está dirigida en el sentido de rotación de la hélice, en el caso que nos ocupa, hacia la derecha.

Cuando la hélice gira, un chorro de agua arremolinado fluye sobre la pala del timón en sus partes inferior y superior en diferentes ángulos de ataque. En la parte inferior la fuerza de ataque es menor que en la parte superior.

Como resultado, surge una fuerza lateral que tiende a girar la popa hacia la derecha.

Efecto tornillo general: para la mayoría de los barcos con hélice de paso fijo y hélice de hélice, o mutuamente.

En este caso, se mantiene el flujo asociado. Sin embargo, a diferencia del caso comentado anteriormente, el flujo asociado reduce el ángulo de ataque.

En consecuencia, la fuerza de arrastre dPy sobre cada elemento de pala disminuye. En la posición superior, esta disminución es más pronunciada que en la posición inferior, porque en la parte inferior la velocidad del flujo que pasa es menor. Por lo tanto, la fuerza de arrastre resultante de las palas de la hélice fija se dirigirá hacia la izquierda.

La gran mayoría de los barcos tienen hélices de hélice de rotación. Para una hélice giratoria, al cambiar el modo de funcionamiento de avance a retroceso, la dirección de rotación se mantiene, solo cambia el paso de la hélice: la hélice de paso izquierdo se convierte en una hélice de paso derecho. En consecuencia, la fuerza de arrastre resultante de las palas, así como de los barcos con hélices de paso derecho, se dirigirá hacia la izquierda.

Reacción del agua a la hélice.

La fuerza lateral de la reacción del agua sobre la hélice, como se mencionó anteriormente, siempre está dirigida en el sentido de rotación de la hélice: tanto para la hélice fija como para la hélice giratoria, hacia la izquierda.

El chorro de hélice ataca la popa del barco.

Como resultado, se crea una mayor presión hidrodinámica y la alimentación se desplazará: tanto para la hélice fija como para la hélice CV, hacia la izquierda.

Efecto tornillo general: la popa va hacia la izquierda.

El barco se mueve hacia atrás, la hélice gira hacia atrás.

A medida que el recipiente comienza a retroceder, el flujo que pasa desaparece.

Reacción del agua a la hélice.: A la izquierda.

: A la izquierda.

Efecto tornillo general: la popa va hacia la izquierda.

4. La influencia de las hélices en la controlabilidad de una embarcación multirrotor.

4. La influencia de las hélices en la controlabilidad de una embarcación multirotor.

La mayoría de los barcos de pasajeros, rompehielos y buques de alta velocidad de gran tonelaje modernos están equipados con centrales eléctricas de dos o tres ejes. La característica principal de los barcos multirotor en comparación con los monorotor es su mejor controlabilidad.
Las hélices de los barcos de dos tornillos, así como las hélices laterales de los barcos de tres tornillos, están ubicadas simétricamente con respecto al plano central y tienen la dirección de rotación opuesta, generalmente la misma que la lateral. Consideremos la controlabilidad de los barcos multirrotor usando el ejemplo de un barco birrotor.

Cuando las hélices funcionan simultáneamente hacia adelante o hacia atrás, las fuerzas laterales provocadas por el flujo asociado, la reacción del agua sobre la hélice y el chorro de las hélices arrojadas sobre el timón o el casco se compensan mutuamente, ya que las hélices tienen sentido de rotación opuesto. . Por tanto, no hay tendencia a que la popa se incline en una dirección u otra, como en un barco monorotor.

Un tornillo avanza y el otro se detiene.

Usando la técnica conocida, aplicamos al CG dos fuerzas iguales a la fuerza de empuje de la hélice Rl (en la figura está trabajando la hélice del lado izquierdo) y fuerzas de direcciones opuestas, obtenemos:

la fuerza P""l hace que el barco avance;

el momento de las fuerzas Rl y R"l hace girar la popa hacia la hélice en funcionamiento;

Se sabe por hidrodinámica que una hélice en funcionamiento acelera el flujo de agua que fluye a lo largo de los contornos de la popa y la presión hidrodinámica del lado de la hélice en funcionamiento disminuye. Debido a la diferencia de presión se genera una fuerza Pd. Aplicando dos fuerzas Rd iguales y de direcciones opuestas P"d y P""d al centro de gravedad del buque, obtenemos: - el momento de las fuerzas Rd y P""d gira la popa hacia la hélice de trabajo; fuerza P" d - desplaza el centro central del barco hacia la hélice en funcionamiento.

Por tanto, el movimiento considerado de un barco de dos hélices es aproximadamente similar al movimiento de un barco de una sola hélice con el timón desplazado.

Un tornillo gira hacia atrás y el otro se detiene.

Habiendo realizado posturas y razonamientos similares al apartado anterior, podemos obtener una conclusión general de que la popa del barco se inclina en dirección opuesta a la hélice que trabaja hacia atrás. Cabe señalar que la fuerza Rd en el caso que nos ocupa se crea debido al chorro de la hélice que gira hacia atrás y se lanza hacia la parte trasera del casco.

Girar el barco en el lugar cuando las hélices trabajan entre sí.

Girar el barco en el lugar cuando las hélices trabajan entre sí.

Una embarcación de doble tornillo puede girar casi en el acto cuando las hélices funcionan en direcciones opuestas (una hélice funciona hacia adelante y la otra hacia atrás). La velocidad de rotación se selecciona de tal manera que las fuerzas de empuje de los tornillos sean iguales en magnitud.
Se logra una igualdad aproximada de fuerzas cuando a la máquina que corre hacia adelante se le da un paso menos de velocidad que a la máquina que corre hacia atrás. Por ejemplo: golpe pequeño hacia adelante - golpe medio hacia atrás.
El momento de giro se crea no solo debido a la ubicación de las hélices en lados opuestos del DP, sino también debido a la diferencia en la presión del agua en los lados de la cenefa de popa, creada por los chorros de las hélices con direcciones opuestas.

Las desventajas de los barcos de doble tornillo incluyen la eficiencia reducida del timón ubicado en el DP. Por tanto, a bajas velocidades, cuando la mayor parte de la fuerza generada en el volante al cambiar de marcha es creada por un chorro de agua arrojado por la hélice sobre el volante, el principal método de control es maniobrar las máquinas.

Barcos de tres tornillos combinan las cualidades de maniobra positivas de los buques de uno y dos tornillos y tienen una mayor maniobrabilidad, incluso a bajas velocidades. En el movimiento hacia adelante, la hélice central aumenta la eficiencia del timón debido al chorro de hélice que se lanza sobre él. A la inversa, la hélice central proporciona movimiento hacia adelante y los giros se realizan mediante el funcionamiento de las hélices laterales.

5. Principales factores que influyen en la controlabilidad del buque.

5. Principales factores que afectan la controlabilidad del barco.

Factores de diseño.

La relación entre la longitud y el ancho del barco ( L/B). Cuanto mayor es esta relación, peor es la maniobrabilidad del buque, lo que se asocia con un aumento relativo de las fuerzas de resistencia al movimiento lateral del buque. Por tanto, los barcos anchos y cortos tienen mejor maniobrabilidad que los largos y estrechos.

Coeficiente de integridad general (d). A medida que aumenta el coeficiente d, mejora la agilidad, es decir Cuanto más marcados sean los contornos del barco, mayor será su agilidad.

El diseño y ubicación del volante. El diseño del timón (su área y alargamiento relativo) tiene poco efecto en la mejora de la maniobrabilidad del barco. Su ubicación tiene una influencia significativamente mayor. Si el timón está situado en una corriente de hélice, entonces la velocidad del agua que fluye hacia el timón aumenta debido a la velocidad de flujo adicional causada por la corriente de hélice, lo que proporciona una mejora significativa en la agilidad.

En los barcos de doble tornillo, el timón ubicado en el DP tiene una eficiencia relativamente baja. Si en estos barcos se instalan dos palas de timón detrás de cada hélice, la agilidad aumenta considerablemente.

Velocidad del barco

La forma de la circulación y sus principales características geométricas (extensión, desplazamiento hacia adelante, desplazamiento hacia atrás) dependen de la velocidad inicial del buque. Pero el diámetro de la circulación establecida en el mismo ángulo del timón permanece constante y no depende de la velocidad inicial.

En condiciones de viento, la controlabilidad depende significativamente de la velocidad de la embarcación: cuanto menor es la velocidad, mayor es la influencia del viento en la controlabilidad.

Elementos del desembarco de barcos.

Recortar. El aumento del trimado en popa provoca un desplazamiento del centro de resistencia lateral desde la sección media hacia la popa, por lo que la estabilidad del rumbo del barco aumenta y su agilidad se deteriora.
Por otro lado, el ajuste de proa empeora drásticamente la estabilidad del rumbo: el barco se desvía, lo que complica las maniobras en condiciones de hacinamiento. Por lo tanto, intentan cargar el barco de manera que tenga un ligero asiento hacia la popa durante el viaje.

Banco. El balanceo del barco altera la simetría del flujo alrededor del casco. El área de la superficie sumergida del lomo del lado escotado se vuelve mayor que el área correspondiente del lomo del lado elevado.

Como resultado, el barco tiende a evadir en la dirección opuesta al balanceo, es decir. hacia la dirección de menor resistencia.

Borrador. Un cambio de calado provoca un cambio en la zona de resistencia lateral de la parte sumergida del casco y en la zona de deriva. Como resultado, con un aumento del calado, la estabilidad del rumbo del barco mejora y su agilidad empeora, y con una disminución del calado ocurre lo contrario.
Además, una disminución del calado provoca un aumento de la superficie vélica, lo que conduce a un aumento relativo de la influencia del viento en el control del barco.

Todas las fuerzas que actúan sobre un barco, según la clasificación actualmente aceptada, se dividen en tres grupos: motrices, externas y reactivas.

Las fuerzas impulsoras incluyen las fuerzas creadas por los controles para darle a la embarcación el movimiento lineal y angular requerido. Estas fuerzas incluyen el empuje de la hélice, la fuerza lateral del timón, las fuerzas creadas por las armas autopropulsadas, etc.

Las fuerzas externas incluyen la presión del viento, las olas del mar y las corrientes. Estas fuerzas, provocadas por fuentes de energía externas, en la mayoría de los casos interfieren con las maniobras.

Las fuerzas reactivas incluyen fuerzas y momentos resultantes del movimiento de la embarcación bajo la influencia de fuerzas motrices y externas. Las fuerzas de reacción dependen de velocidades lineales y angulares.

Por su naturaleza, las fuerzas y momentos reactivos se dividen en inerciales y no inerciales.

Las fuerzas y momentos de inercia son causados ​​por la inercia del recipiente y las masas de fluido adheridas. Estas fuerzas surgen sólo en presencia de aceleraciones: lineales, angulares, centrípetas.

La fuerza de inercia siempre se dirige en dirección opuesta a la aceleración. Con un movimiento rectilíneo uniforme del recipiente, no surgen fuerzas de inercia.

Las fuerzas no inerciales y sus momentos son causadas por la viscosidad del agua de mar, por tanto, son fuerzas y momentos hidrodinámicos. Al considerar problemas de controlabilidad, normalmente, como ya se señaló, se utiliza un sistema de coordenadas en movimiento asociado con el barco con origen en c. t.(tG) Dirección positiva de los ejes: X- en la nariz; Y- hacia el lado de estribor; Z - abajo. La lectura del ángulo positivo se toma en el sentido de las agujas del reloj, pero con reservas con respecto al ángulo de cambio, el ángulo de deriva y el ángulo del viento de rumbo.

Se considera que la dirección positiva del cambio del timón es un cambio que provoca una circulación en el sentido de las agujas del reloj, es decir, un cambio hacia estribor (la pala del timón gira en el sentido contrario a las agujas del reloj).

Se considera que un ángulo de deriva positivo es aquel en el que el flujo de agua proviene del lado de babor y, por lo tanto, crea una fuerza hidrodinámica transversal positiva sobre el casco. Este ángulo de deriva se produce en la circulación correcta del buque.

El caso general del movimiento de un barco se describe mediante un sistema de tres ecuaciones diferenciales de movimiento: dos ecuaciones de fuerzas, a lo largo de la longitudinal X y transversal Y ejes y ecuaciones de momentos alrededor del eje vertical Z.

Este sistema, en una versión algo simplificada, tiene este aspecto:

donde m es la masa del recipiente

λ 11 – masas agregadas al moverse a lo largo del eje X;

λ 22 - masas agregadas al moverse a lo largo del eje Y;

V X – proyección de la velocidad del barco sobre el eje X;

V Y - proyección de la velocidad del barco sobre el eje Y;

ω - velocidad angular del barco;

J es el momento de inercia del buque con respecto al eje Z;

R X – fuerza hidrodinámica longitudinal sobre el cuerpo;

R Y – fuerza hidrodinámica transversal sobre el cuerpo;

P E – fuerza útil del tope del tornillo;

P PX – fuerza longitudinal de la presión del agua sobre el volante;

P PY – fuerza lateral del volante;

A X – fuerza aerodinámica longitudinal;

A Y – fuerza aerodinámica transversal;

M R – momento de fuerza hidrodinámica sobre el cuerpo;

M A – momento de fuerza aerodinámica;

M P – momento de fuerza lateral del volante.

La primera ecuación del sistema caracteriza el movimiento de la embarcación a lo largo del eje “X” durante la aceleración y el frenado, por lo que su solución permite evaluar las características de frenado inercial de la embarcación. La segunda ecuación describe los patrones de desplazamiento lateral del vaso. La tercera ecuación, que caracteriza el movimiento angular, se utiliza para evaluar la controlabilidad de los barcos. De este sistema se desprende claramente que con un movimiento uniforme y rectilíneo del recipiente, los lados izquierdos de las ecuaciones serán iguales a cero y no habrá movimiento transversal. En base a esto, el sistema de ecuaciones tomará la forma:

P e = R X + A X + P P X

GRAMO

P PX P e A X R X

Fig.5.5. Fuerzas que actúan sobre un barco durante el movimiento lineal.

5.4 Fuerzas que surgen del funcionamiento de la hélice.

La interacción hidromecánica del sistema cuerpo-hélice-timón es muy compleja. Un dispositivo de propulsión que opera cerca del casco de un barco cambia significativamente su campo de velocidad, lo que conduce a un cambio en las fuerzas hidrodinámicas que actúan sobre el casco. A su vez, el flujo de agua que fluye hacia la hélice recibe perturbaciones del casco del barco en movimiento. La hélice también tiene un impacto significativo en el volante situado detrás de ella. Como resultado de la interacción del sistema, se forma el casco - hélice - timón. Surgen una serie de fuerzas laterales que deben tenerse constantemente en cuenta y utilizarse racionalmente a la hora de controlar las maniobras del barco.

La fuerza de un flujo que pasa.

Un casco que se mueve en el agua provoca un flujo que pasa dirigido en la dirección en que se mueve el barco. Las razones de su aparición son la fricción de las capas límite de agua sobre el casco del barco y el deseo de las masas de agua de llenar el volumen desplazado por el casco. Entre la velocidad del flujo que pasa en la ubicación de la hélice vpY velocidad del barco V hay una relación vp= V (1-ω), donde ω es el coeficiente de flujo asociado. Sus valores para diferentes vasos pueden variar de 0,10 a 1,00. Por tanto, la influencia de la carcasa sobre la hélice se reduce a una disminución de la velocidad del flujo alrededor de la hélice.

Fig.5.6. Fuerza del flujo acompañante.

Se ha demostrado experimentalmente que en la mitad superior del disco de la hélice la velocidad del flujo asociado es mayor que en la mitad inferior. La desigualdad del campo de velocidades del flujo que pasa en el disco de la hélice por revolución provoca un cambio en el ángulo de ataque y, en consecuencia, en las fuerzas de empuje y el momento sobre las palas que pasan por las posiciones superior e inferior. Por tanto, una pala en la posición superior tendrá un mayor ángulo de ataque y, en consecuencia, una mayor resistencia a la rotación que una pala en la posición inferior. Como resultado, surge una fuerza lateral que, a una velocidad de avance constante (hélice de rotación hacia la derecha), inclinará la popa del barco. A la izquierda.

Fuerza del flujo asociado b Se manifiesta en mayor medida a una velocidad de avance constante, lo que hace que la popa del barco se incline en la dirección opuesta a la rotación de la hélice.

El poder de la reacción.

Las palas de la hélice que pasan por la posición superior están mucho más cerca de la superficie del agua que las palas que pasan por la posición inferior. Como resultado, el aire es aspirado hacia las capas superiores de agua. , lo que cambia significativamente las características de potencia de la pala (empuje y momento).

La influencia de la proximidad de la superficie del agua es más significativa cuando la hélice está poco profunda (en los buques de transporte que viajan en lastre, la pala en la posición superior generalmente sale del agua), durante un movimiento inestable (partir de una parada), y durante la marcha atrás. La diferencia de empuje y momento en las palas superior e inferior conduce a la formación de una fuerza de reacción lateral. D. A velocidad constante y al aumentar la profundidad del tornillo, el efecto de la fuerza de reacción disminuye drásticamente.

Fig.5.6. Acción de la fuerza de reacción D.

En el primer sector, la pala, al pasar de la posición 1 a la posición 2, encuentra una resistencia al agua, cuya fuerza de reacción se dirigirá primero de derecha a izquierda (fuerza D 1, y luego de abajo hacia arriba (fuerza D 2); este último no afecta el plano diametral del barco, pero da vibración a la popa.

En el segundo sector, la pala, moviéndose de la posición 2 a la posición 3, encuentra la resistencia del agua, cuya fuerza de reacción se dirige primero de abajo hacia arriba (fuerza D 2), y luego la pala superará la fuerza de reacción de capas de agua suficientemente densas (fuerza D 3), dirigidas de izquierda a derecha y mucho mayores que la fuerza D 1 . En consecuencia, la popa del barco se desviará hacia la derecha y la proa hacia la izquierda.

, encuentra la resistencia del agua, cuya fuerza de reacción se dirigirá inicialmente de izquierda a derecha (fuerza D 3), y luego la hoja superará la fuerza de reacción D 4 , dirigido de arriba a abajo. Esta fuerza no afecta el plano central de la embarcación, pero genera vibración en la popa.

a la posición 1, encuentra la resistencia del agua, cuya fuerza de reacción se dirige inicialmente de arriba a abajo (fuerza D 4 ), y luego la pala superará la fuerza de reacción de capas de agua menos densas (fuerza D 1), dirigida de derecha a izquierda, significativamente menor que la fuerza D 3. En consecuencia, la popa del barco se desviará hacia la derecha y la proa hacia la izquierda.

Fuerza de reacción D Se manifiesta en mayor medida durante un movimiento inestable, lo que hace que la popa se incline en la dirección de rotación de la hélice.

La fuerza del chorro lanzado.

A medida que la hélice gira, hace girar las masas de agua adyacentes a las palas y las arroja, formando un poderoso flujo en espiral. Cuando el barco avanza, este flujo actúa sobre el timón situado detrás de la hélice. . Al retroceder, el flujo afecta la cenefa de popa del barco. El flujo en espiral generado por el tornillo se puede representar en componentes axiales (axial) y tangenciales (tangenciales). El componente axial, que actúa sobre el timón situado detrás de la hélice, aumenta significativamente su eficiencia y no provoca fuerzas laterales. Cuando el barco se mueve hacia atrás, el componente axial, que actúa sobre los contornos simétricos de la popa, tampoco provoca fuerzas laterales.

El componente tangencial en el movimiento hacia adelante afecta a la pala del timón en las mitades superior izquierda e inferior derecha.

Debido a la asimetría de la distribución del flujo que pasa a lo largo del calado del barco y, por lo tanto, a las velocidades periféricas resultantes en el flujo que fluye hacia el timón, el impacto de la componente tangencial en la mitad inferior derecha del timón será mayor que en la mitad superior izquierda. Como resultado, surge una fuerza lateral del chorro C proyectado.

Fig.5.7. Acción de la fuerza C

En el primer sector, la pala, al pasar de la posición 1 a la posición 2, arroja capas de agua lejos del barco y no se genera ninguna fuerza de empuje del chorro.

En el 2º sector, la pala, al pasar de la posición 2 a la posición 3, arroja capas de agua sobre la superficie inferior del timón, donde la densidad del agua es mucho mayor, el timón debería tener tendencia a desviarse hacia la izquierda, pero como está instalado en el plano central del barco, la fuerza del chorro lanzado se precipita a toda la popa del barco y mueve la popa del barco hacia la izquierda, y por tanto la proa va hacia la derecha. Denotemos esta fuerza por CON 1 .

En el tercer sector la pala pasa de la posición 3 a la posición 4. , arrojará capas de agua lejos del barco, por lo tanto, no habrá fuerza de empuje del chorro.

En el 4º sector la pala, moviéndose desde la posición 4 en la posición 1 vuelve a arrojar capas de agua, pero desde el otro lado que en el 2º sector, y hacia la parte superior del volante. Denotemos esta fuerza de lanzamiento del chorro. CON 2 . El efecto de esta fuerza será menor que el efecto de la fuerza de lanzamiento del chorro. CON 1 en el 2do sector, debido a la menor densidad del agua. Esto lleva a la siguiente conclusión: la hélice que gira hacia la derecha a una velocidad de avance constante, actuando sobre el timón, desvía la popa del barco hacia la izquierda y la proa hacia la derecha.

§ 24. Fuerzas que actúan sobre el casco de un buque flotante.

El casco de un barco que flota sobre el agua está sujeto a fuerzas constantes y temporales. Las constantes incluyen fuerzas estáticas, como el peso de la embarcación y la presión del agua en la parte sumergida del casco: fuerzas de soporte. Las fuerzas temporales incluyen las fuerzas que aparecen cuando el barco se balancea sobre una superficie de agua turbulenta: las fuerzas de inercia de las masas del barco y las fuerzas de resistencia del agua.

Las fuerzas que actúan sobre un barco que flota en aguas tranquilas, a pesar de la igualdad de sus resultantes, se distribuyen de manera desigual a lo largo del casco. Las fuerzas de apoyo, como es sabido, se distribuyen a lo largo de acuerdo con el volumen del casco sumergido en agua y se caracterizan por la forma de la formación a lo largo de las cuadernas. Las fuerzas de peso se distribuyen a lo largo del casco dependiendo de la ubicación de sus elementos, como mamparos, superestructuras, mástiles, mecanismos, instalaciones, cargas, etc. De hecho, resulta que en un tramo a lo largo del casco En el casco, las fuerzas de peso prevalecen sobre las fuerzas de apoyo y, en el otro, al revés.

Arroz. 39. Flexión del casco del barco provocada por la distribución desigual de las fuerzas que actúan sobre él. 1 - curva peso-fuerza; 2 - curva de fuerzas de apoyo.

De la distribución desproporcionada a lo largo del cuerpo de las fuerzas del peso y de las fuerzas de apoyo surge pandeo general casco del barco (Fig. 39).

Cuando un barco navega sobre una superficie rugosa, las fuerzas de apoyo actúan sobre su casco, cambiando constantemente su magnitud en secciones individuales de la eslora del barco. Estas fuerzas alcanzan su valor máximo cuando el barco se mueve en un rumbo perpendicular a la dirección de la ola, cuya longitud es igual a la eslora del barco. Cuando la parte superior de la ola pasa cerca de la sección media, se forman fuerzas de apoyo excesivas en la parte media del casco y faltan en los extremos. En este caso, la distribución desigual de las fuerzas de apoyo da como resultado curvatura del caso(Figura 40, a). Después de un corto período de tiempo, el barco se mueve hacia el fondo de la ola, mientras que el exceso de fuerzas de apoyo se mueve hacia las extremidades, lo que provoca deflexión del casco(Figura 40, b).

Debido al balanceo de la embarcación, que se produce en las olas, las fuerzas de inercia actúan sobre el casco, ejerciendo un impacto adicional sobre el mismo, y mientras navega a gran velocidad contra una gran ola que se aproxima, cuando la parte inferior de la proa golpea el agua ( fenómeno de golpe), se generan golpes adicionales o cargas dinámicas.

CARACTERÍSTICAS INERCIA-FRENO DEL BUQUE

Fuerzas y momentos que actúan sobre el barco.

Sistema de ecuaciones de movimiento de barcos en

Plano horizontal.

Características de maniobra del buque.

Requisitos para el contenido de la información sobre

Características de maniobra del buque.

Información general sobre frenos inerciales.

Propiedades de los buques.

7. Características de revertir varios tipos.

Sistemas de propulsión de buques.

Frenado de embarcaciones.

El buque como objeto de control.

Un buque de transporte marítimo se mueve en el límite de dos medios: agua y aire, mientras experimenta influencias hidrodinámicas y aerodinámicas.

Para lograr los parámetros de movimiento especificados, la embarcación debe estar controlada. En este sentido el barco es un sistema controlado. Cada un sistema controlado consta de tres partes: un objeto de control, un dispositivo de control y un dispositivo de control (máquina o humano)

Control – Se trata de una organización del proceso que garantiza el logro de un determinado objetivo correspondiente a la tarea de gestión.

Cuando un barco navega en alta mar, tarea de gestión es para asegurar su transición de un punto a otro a lo largo de una trayectoria recta, manteniendo un rumbo determinado y ajustándolo periódicamente después de recibir observaciones. En este caso el rumbo es una coordenada controlada, y el proceso de mantener su valor constante es propósito de gestión.

El valor instantáneo de una serie de coordenadas determina el estado del barco en un momento dado. Estas coordenadas son: rumbo, velocidad, ángulo de deriva, desplazamiento lateral relativo al rumbo general y etc. Ellos son coordenadas de salida. Por el contrario, las coordenadas, que son Las razones para el movimiento controlado se llaman entrada. . Este ángulo del timón y velocidad de la hélice . Al elegir los valores de las coordenadas de entrada, el dispositivo de control (piloto automático, navegador) se guía por los valores de las coordenadas de salida. Esta relación entre efecto y causa se llama retroalimentación.

El sistema controlado considerado es cerrado, porque opera un dispositivo de control (navegador). Si el dispositivo de control deja de funcionar, entonces el sistema se vuelve de bucle abierto y el comportamiento del objeto de control (embarcación) estará determinado por el estado en el que se fijan los controles (ángulo del timón, frecuencia y dirección de rotación de la hélice).

En la disciplina "Control de barcos" se estudian las tareas de controlar un barco, cuyo movimiento se produce en las proximidades de obstáculos, es decir. a distancias comparables al tamaño del propio objeto de control, lo que excluye la posibilidad de considerarlo como un punto (por ejemplo, como en el curso "Navegación").

Fuerzas y momentos que actúan sobre el barco.

Todas las fuerzas que actúan sobre el barco se suelen dividir en tres grupos: Conducción, externa y reactiva..

a los transportistas se refiere a las fuerzas creadas por los controles para impartir movimiento lineal y angular a la embarcación. Dichas fuerzas incluyen: empuje de la hélice, fuerza lateral del timón, fuerzas creadas por dispositivos de control activo (ACS), etc.

A externoincluyen la presión del viento, las olas del mar y las corrientes. En la mayoría de los casos, estas fuerzas interfieren con las maniobras.

reaccionarSe refiere a fuerzas y momentos resultantes del movimiento del buque.. Las fuerzas de reacción dependen de las velocidades lineales y angulares del recipiente. Por su naturaleza, las fuerzas y momentos reactivos se dividen en inerciales y no inerciales.. Las fuerzas y momentos de inercia son causados ​​por la inercia del recipiente y las masas de fluido adheridas. Estas fuerzas surgen sólo cuando la presencia de aceleraciones: lineal, angular, centrípeta. La fuerza de inercia siempre se dirige en dirección opuesta a la aceleración.. Con un movimiento rectilíneo uniforme del recipiente, no surgen fuerzas de inercia.

Las fuerzas no inerciales y sus momentos son causadas por la viscosidad del agua de mar, por tanto, son fuerzas y momentos hidrodinámicos. Al considerar problemas de controlabilidad, se utiliza un sistema de coordenadas en movimiento asociado con la embarcación con el origen en su centro de gravedad. Dirección positiva de los ejes: X – hacia la nariz; Y – hacia el lado de estribor; Z – abajo. La lectura del ángulo positivo se toma en el sentido de las agujas del reloj, sin embargo, con reservas con respecto al ángulo de cambio, el ángulo de deriva y el ángulo de dirección del viento.

Se considera que la dirección positiva del cambio de timón es el cambio que provoca la circulación en el sentido de las agujas del reloj, es decir cambie hacia el lado de estribor (el timón gira en sentido antihorario).

Se considera que un ángulo de deriva positivo es aquel en el que el flujo de agua proviene del lado de babor y, por lo tanto, crea una fuerza hidrodinámica transversal positiva en el casco del barco. Este ángulo de deriva se produce en la circulación correcta del buque.

El caso general del movimiento de un barco se describe mediante un sistema de tres ecuaciones diferenciales: dos ecuaciones de fuerzas a lo largo de los ejes longitudinal X e Y transversal y una ecuación de momentos alrededor del eje Z vertical.

El impacto del viento y la corriente en la embarcación provoca la carga principal en la cadena del ancla cuando está amarrada y determina el momento estático de resistencia en el eje del motor eléctrico durante el proceso de desanclaje, cuando la embarcación es arrastrada hacia el lugar del ancla.

En estado estacionario, cuando la dirección del viento y la corriente coinciden, se produce el mayor impacto de las fuerzas externas sobre el recipiente, y la fuerza generalizada para los recipientes helicoidales está determinada por la suma aritmética de tres componentes.

F' = FB + F'T + F'G

donde FB es la fuerza de acción del viento sobre la superficie del buque;

F’T – fuerza actual que actúa sobre la parte submarina del barco;

F'G es la fuerza actual que actúa sobre las hélices fijas.

La fuerza del viento en la superficie del buque FB depende de la velocidad y dirección del viento, la forma de la superficie del casco, el tamaño y la ubicación de las superestructuras. El valor calculado de la fuerza del viento se puede determinar mediante la fórmula N

FB = Kn ∙ rv ∙ Sn

donde Kn = 0,5 ÷ 0,8 – coeficiente de flujo alrededor de la superficie del casco

рв = ρV2 / 2 – presión del viento, Pa;

ρ = 1,29 – densidad del aire, kg/m3;

V – velocidad del viento, m/s

рв =1,29*102/2=64,5Pa

Área de proyección de la parte de superficie del buque sobre la sección central, m2:

B – ancho del barco, m;

H – altura lateral, m;

T – calado, m;

b, h – ancho y alto de las superestructuras del barco, respectivamente, m.

Sn=11,6*(3,5-2,5)+11*2,5+10,5*5=91,6 m2

FB=0,5*64,5*91,6=2954,1N

La resistencia del cuerpo causada por el flujo se tiene en cuenta solo como resistencia a la fricción, ya que todos los demás tipos de resistencia (onda, vórtice) están prácticamente ausentes debido a la baja velocidad del flujo, N

(1)

donde CT = 1,4 – coeficiente de fricción;

Scm = L∙(δ∙B + 1,7∙T)

– área de la superficie mojada del buque, m2

Aquí δ = 0,75 ÷ 0,85 – coeficiente de integridad del desplazamiento;

L, B, T – dimensiones principales del buque, m;

Scm=78*(0,84*11,6+1,7*2,5)=1055,34 m2

VT – velocidad del flujo de agua, m/s (1,38 m/s)

F'T=1,4*1055,34*1,381,83=2663,7 N

(2)

donde ZG es el número de hélices;

SG = 200 ÷ 300 – parámetro que aumenta al aumentar la relación del disco de la hélice, kg/m3;

DB – diámetro exterior de la hélice (boquilla), m.

F'G=2*200*1,52*1,382=1713,96 N

F’=2954,1+2663,7+1713,96=7331,96 N

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