Thiết kế đạo lưu định hướng xoay cho tàu dịch vụ vùng biển hạn chế cấp III

Tài liệu tham khảo Thiết kế đạo lưu định hướng xoay cho tàu dịch vụ vùng biển hạn chế cấp III

ĐỀ TÀI THIẾT KẾ

Thiết Kế Đạo Lưu Định Hướng Xoay Cho Tàu Dịch

vụ vùng biển hạn chế cấp III

THÔNG SỐ TÀU

Chiều dài thiết kế Lpp = 38 m

Chiều rộng thiết kế B = 7.38 m

Chiều cao mạn D = 3.77 m

NỘI DUNG THIẾT KẾ

Phần I : GIỚI THIỆU CHUNG

Trong nghành đóng táu thế giới hiện nay, người ta sử dụng rộng rãi các thiết bị lái xung kích để điều động tàu ở tốc độ nhỏ và ngay tại vị trí đỗ đó là thiết

bị đẩy Vs, bánh lái chủ động, thiết bị phu, đạo lưu định hướng xoay Chúng cho phép tạo ra lực dạt ngay trên vỏ tàu Trong số các thiết bị trên thì đạo lưu định hướng xoay được sử dụng rộng rãi hơn với ưu điểm rẻ tiền và sử dụng phổ biến với tàu hai chân vịt

Đạo lưu địng hướng xoay là vật thể thoát nước có tiết diện theo chiều dọc là các prôfin khí động quay mặt lồi về phía chân vịt Mép trước của prôfin đạo lưu được làm tròn để tăng diện tích tiết diện cửa vào của đạo lưu

Tác dụng đặc biệt của đạo lưu định hướng xoay so với bánh lái là tạo ra lực thủy động có tác dụng chống lại sự bẻ lái và tăng lực đẩy của hệ chân vịt – đạo lưu

Khi chưa có cánh giữ hướng thì mômen xoắùn thủy động Mσ < 0 Để khắc phục hiện tượng này thì người ta đặt thêm cánh giữ hướng tại vị trí mặt phẳng đối xứng phần đuôi sau chân vịt Cánh giữ hướng là vật thể dạng dạng cánh thẳng đứng có prôfin thủy động đối xứng có chiều cao bằng đường kính ở cửa ra của đạo lưu

Đạo lưu định hướng xoay có nhiệm vụ bảo vệ chân vịt và làm tốt hơn sự làm việc của chân vịt khi tàu làm việc trên sóng Hiệu suất của đạo lưu phụ thuộc khá lớn vào sự làm việc của chân vịt Theo số liệu thống kê đạo lưu có ưu thế hơn hẳn

so với bánh lái Đạo lưu định hướng xoay có thể tăng 50% hiệu suất làm việc ở chế độ cập bến và 20%-30% ở chế độ khai thác

Phần II : TÍNH CHỌN KÍCH THƯỚC C ỦA ĐẠO LƯU

1 Tính toán sức cản của tàu :

Sử dụng phương pháp Papmeil

Phạm vi sử dụng của phương pháp này là:

5 , 3 5 ,

=

d B

Fr<0,9Thực tế đối với tàu

b

C =0,62( thỏa)

14 , 5 38 7

38

phương pháp tính công thức kéo cho tàu sau đây:

o vs : Vận tốc giả thuyết(hl/giờ)

o ξ : Hệ số phụ thuộc vào số trục chân vịt ξ = 1.05

o λ :Hệ số được tính theo công thức sau :

0 814

100 3 0 7

o B : Chiều rộng của tàu B = 7.38 (m)

o C b : Hệ số thể tích chiếm nước C b= 0.62

o Hệ số Cp được xác định từ đồ thị phụ thuộc vào thông số v’

s được tính như sau:

L v

v s' = s Ψ =0.18* v s

Ta lập bảng sau đây:

Ký hiệu & công thức Đơn vị Kết quả

Lựa chọn đạo lưu và dạng prôfin của đạo lưu thiết kế:

Như đã nói ở phần giới thiệu chung thì ta chọn đạo lưu định hướng xoay có cánh giữ hướng Dạng prôfin của đạo lưu thiết kế thì với tàu đánh bắt cá ta chọn đạo lưu N019a, số liệu ở bảng 1-12 STTB T1

2 Thiết kế chân vịt Kaplan trong ống đạo lưu N019A :

L

v

v' = S ψ1

-Các hệ số dòng theo w và hệ số lực hút t áp dụng cho chân vịt khơng ở trong ống đạo lưu

- Công suất đẩy cho nước mặn:

-Cơng suất kéo:

-Cơng suất hữu ích của động cơ:

02 1

=

k

η : Hiệu suất thân tàu

97 0

=

t

η : Hệ số đường trục

97 0

=

h

η : Hệ số hộp số

64 0

=

P

η :Hiệu suất của chân vịt

=> Ta chọn máy hãng Matsui Diesel cĩ modem là:MA29GSC-29

Ne=515 (HP)n= 290vịng/phútChân vịt được chọn thuộc họ Kaplan, 4 cánh, nằm trong ống 19a

1

R T

t

−

' 327.3

p T

T v

) ( 315 76

N N

k P t h

ηηηη

Với tốc độ 11 hl/h ta cĩ R =2240 kg.

Ne= 515 HPn= 290 vịng/phút

Do tổn thất công suất vì điều kiện môi trường, hộp số và tính đến hiệu suất đường trục, công suất dẫn đến trục chân vịt sẻ là

PD = BHPηhηtηmt = 515 x 0.97 x 0.97 x 0.96 = 465 HP

ηt = 0.96 : hiệu suất làm việc của trục chân vịt

h

η = 0.97: hiệu suất hộp số

ηmt = 0.97:hiệu suất môi trường Đây là hiệu suất làm việc của máy bị giảm

so với thiết kế do máy làm việc khác với môi trường thiết kế

Vòng quay chân vịt tàu nhận khoảng 98% đến 99% tần suất quay định mức

v

P v

4 opt - đọc từ đồ thị - 175 152 136 123 121

+ n – Số vòng quay của trục chân vịt (v/s)

+ HS – Chiều chìm trục chân vịt (m)

+ γ = 1025 – Trọng lượng riêng của nước (kG/m3)

+ pa = 10330 (kG/m2) – Aùp suất khí quyển

+ pd = 240 (kG/m2) - Aùp suất hơi bão hòa

Ta thấy chân vịt Ka-4.70 giá trị Ae/A0 tương ứng với gần tỷ lệ mặt đĩa 0.70 hơn so với chân vịt Ka-4.55 Vậy ta chọn chân vịt Ka-4.70, đường kính D=1.5 (m)

(

*245

3

0 n D p γ H p Dγ

P A

A

d S a

D e

−

−+

=

12 Z0 = TE - R (kG) 2771 3878 3550 3316 1631

Với  = 104.38 ( kg.s2/m4 ) ) : mật độ chất lỏng

Ta thấy giá trị n = 4.36 (v/s) trong Bảng 3 ứng với Vs = 11hl/h xấp xỉ bằng tần suất quay chân vịt đã tính n =3.84(v/s) dựa vào số vòng quay của máy, nên ta có:

3 Xác định các thông số kỹ thuật của đạo lưu :

Chọn dạng prôfin của đạo lưu thiết kế N019a, số liệu ở bảng 1-12 STTB T1

Đường kính trong nhỏ nhất DH (m):

DH = Dcv + 2∆ = 1500 + 2*15 = 1530 mm

DH≤ 1.02 Dcv = 1530 mm

Dcv : Đường kính chân vịt trong đạo lưu

∆ khe hở nhỏ nhất giữa chân vịt và đạo lưu, ∆≤ 15mm

∆ = (0.01 -0.005)Dcv = (15– 7.5) mm , ta chọn ∆ = 15 mm

Vậy chọn đường kính nhỏ nhất của đạo lưu : DH = 1530 mm

Chiều dài tương đối của đạo lưu :

-Thông thường chiều dài tương đối của đạo lưu có ảnh hưởng rất lớn đến các thông số lượn vòng như: tốc độ lượn vòng, bán kính lượn vòng

-Theo hồ sơ phân tích các mô hình thử thì người ta nhận thấy rằng chất lượng hàng hải của tàu nhận được lớn nhất khi : l H = 0,55 ÷ 0,95

-Vì là tàu dịch vụ nên ta chọn đạo lưu ống số N°19a nên chọn l H = 0.8

Chiều dài của đạo lưu : l H (m)

Hệ số cửa ra của đạo lưu: βH

- Thông thường lấyβH =1.1÷1.15 thì khi đó sẽ tạo được góc côn trung bình từ 80÷

90 ở phần đuôi đạo lưu do đó sẽ đảm bảo được dòng chảy vòng ở phần đuôi tàu khi tàu chạy tiến

- Tuy nhiên do bề mặt phía trong của đạo lưu có độ nhám tương đốinên nó tạo ra sự phá hoại dòng bao, vì vậy để loại bỏ hiện tượng này người ta lấyβH = 1.12

Đường kính cửa ra của đạo lưu: D’’ r (m)

Ta có:

(mm2) : Diện tích cửa ra của đạo lưu

4

'' 2

r r

D

A =π2

2

''

H

r H

V H

D

D A

A

=

=β

4

2

H H

D

A =π (mm2) : Diện tích mặt cắt của đạo lưu tại mặt phẳng chân vịt

D H :Đường kính trong nhỏ nhất tại mặt phẳng chân vịt

r

D '' :Đường kính cửa ra của đạo lưu

) ( 1620 12

1

* 1530

Hệ số cửa vào của đạo lưu: αH

- Để nhận được lực đẩy lớn nhất của chân vịt ở chế độ định mức và sử dụng hết công suất máy của động cơ αH nên lấy phụ thuộc vào hệ số tải của chân vịt

(mm2) : Diện tích cửa vào của đạo lưu

(mm2) : Diện tích mặt cắt của đạo lưu tại mặt phẳng chân vịt

D H :Đường kính trong nhỏ nhất tại mặt phẳng chân vịt

D' v :Đường kính cửa vào của đạo lưu

D'v =D H αH = 1530 * 1 35 = 1778 (mm)

Vị trí đặt trục đạo lưu: xδ (m)

- Ta lựa chọn xδ theo khoảng cách tương đối từ vị trí đặt trục đạo lưu tới cửa vào của đạo lưu xδ

Chiều dày tương đối của đạo lưu : δ

Chiều dày tương đối đạo lưu thay đổi trong giới hạn rộng Để đảm bảo độ bền cho đạo lưu thường lấy

Kích thước của cánh giữ hướng :

- Bằng việc thử mô hình đạo lưu định hướng xoay , kích thước của cánh giữ

hướng không ảnh hưởng đến bán kính lượn vòng Cánh giữ hướng có tác dụng lực dạt trên cánh giữ hướng sẽ tạo ra mômen thủy động dương cân bằng mômen thủy động âm Khi tàu chạy tiến , làm tăng tính ăn lái của đạo lưu Trong khi thử

4

' 2

v v

r H

D

D A

A =

=α

nghiệm các tàu được trang bị đạo lưu có cánh giữ hướng , người ta thấy rằng nếu tàu chuyển động trên tuyến thẳng thì phải bẻ lái tàu 10÷15 lần/fút với đạo lưu không có cánh giữ hướng và 1÷2 lần /fút với đạo lưu có cánh giữ hướng.

- Chiều cao cánh giữ hướng : hc = D”r = 1620 mm

- Chiều rộng cánh giữ hướng :bc = (0.55÷0.65)lH =(673.75÷796.25) Chọn chiều rộng cánh là 750 mm

- Độ dang của cánh giữ hướng : 2 16

a a

D l

a a

H

cv H

) 5 220 25 110 (

*

) 18 0 09 0 ( )

12 0 06 0 (

1 Xác định loại prôfin của đạo lưu :

Với tàu dịch vụ ta chọn đạo lưu ống số N°19a, Số liệu trong bảng 1-12 sổ tay thiết bị

tàu thủy tập I, có các thông số :

- Chiều dài của đạo lưu l H =1225 mm( )

- Đường kính trong nhỏ nhất của đạo lưu DH = 1530 (mm)

-Đường kính cửa vào đạo lưu D’v = 1778 (mm)

-Đường kính cửa ra đạo lưu D”r = 1620 (mm)

-Khoảng cách từ mép trước của đạo lưu tới trục quay của đạo lưu

) ( 540

* 44

xδ = H =

- Chiều dày tương đối của đạo lưu : δ=0.125

- Bán kính lượn phần mũi và phần đuôi của đạo lưu có thể tính

A Tính cho tàu chạy tiến :

1.Xác định hệ số tải của chân vịt và hệ số tốc độ kích thích chiều trục của chân vịt trong ống đạo lưu:

Tính vận tốc dòng nước chảy tới chân vịt :

ve = 0.515Vs( 1-w ) = 4.76 m/s

vs : vận tốc chạy tiến của tàu và lấy = 11 HL/h

w =w’=0.16 hệ số dòng theo có kể đến ảnh hưởng của đạo lưu

Hệ số tải của chân vịt trong ống đạo lưu :

cv e

B B

F V

ρ = 104.5 kg.s2/m4 là mật độ của nước biển

PB : lực đẩy toàn phần của chân vịt trong ống đạo lưu

)(872908

.01

Với Pe= Te = 8030 (kG) : lực đẩy có ích của hệ thống chân vịt - đạo lưu

t =t’=0.08: hệ số dòng hút của tàu biển có ảnh hưởng của đạo lưu

H

B

7 2 1

+ tH được tra trong hình 1.27 STTB T1 với αH = 1.35 và σB = 4 thì tH = -2.7

 Hệ số tốc độ kích thích chiều trục :a

( 1 1 06 1 ) 0 22

2

1 ) 1 1

( 2

a.Tính lực và momen thủy động trên đạo lưu

Lực và momen thủy động của đạo lưu khi ta bẻ lái một góc αp dựa vào hệ số không thứ nguyên Cxm , CyH , CmH được tra trong hình 1-23 STTB T1 các hệ số này phụ thuộc vào góc bẻ lái αp và hệ số a Việc tính toán được thực hiện dưới bảng sau:

Bảng 1

+ KS = 0.85: là hệ số biểu thị giữa bề mặt sử dụng thực tế của đạo lưu so với toàn

bộ bề mặt tính toán

+ DTB

2

1778 1620 2

'' ' + v = +

D = 1699 mm : đường kính trung bình của đạo lưu

Với:

PnH: lực pháp tuyến

Mσ H : mômen thủy động

b.Tính lực và momen thủy động trên cánh giữ hướng

Với cánh giữ hướng cố định, khi bẻ lái một góc αp thì góc lệch giữa phương của

cánh giữ hướng và mặt phẳng đối xứng là ∆α = αp - αc

Góc nghiêng của dòng nước chảy ra sau đạo lưu

2 2

0

.

.

3 57

S H H

H TB yH

c

v D

l D C

β

α =

Tốc độ của dòng nước chảy ra từ đạo lưu

)/(93.1112.1

4

*212

11

212

1

s m v

=

βσ

Tốc độ của dòng nước đến cánh giữ hướng

/ 18 9 93 1

* 76 4

v

ve : là tốc độ của dòng nước chảy đến chân vịt

Khoảng cách từ tâm áp lực thủy động đến mép trước cánh giữ hướng

xpc = Cdc.bc :

Cdc : là hệ số tâm áp lực thủy động trên cánh giữ hướng

bc : là chiều rộng của cánh giữ hướng

+Lực tác dụng lên cánh giữ hướng gồm có

+Các hệ số Cxr, Cyr xác định theo chiều dày tương đối, độ dang bánh lái λC và ∆α.

Ta có : λC = hc /bc =1620/750=2.16 độ giang của cánh giữ hướng

+ Với độ giang này thì các hệ số không tra theo đồ thị mà tính chuyển theo giá trị độ giang bánh lái λ =6

Các hệ số thủy động lực của prôfin đối xứng NACA 0015 ứng với λ1 = 6 được tra

trong Bảng 11-3 / Sổ tay kỹ thuật đóng tàu thủy - tập 1 / trang 705 :

B Tính cho tàu chạy lùi :

1.Xác định hệ số tải của chân vịt và hệ số tốc độ kích thích chiều trục của

chân vịt trong ống đạo lưu:

S e

v =

c c XC

Mσ' = σc + σ

Tốc độ của tàu khi chạy lùi

vlùi = (0.7-0.75)vs=(7.7-8.25) hl/h.Chọn vlùi =8hl/hTính vận tốc dòng nước chảy tới chân vịt :

velùi = 0.515vlùi.ξl ùi = 4.53 m/s.

vs =11hl/h vận tốc chạy tiến của tàu

ùi l

ξ =(1.05-1.1) hệ số ảnh hưởng của thân tàu tới bánh lái

Hệ số tải của chân vịt trong ống đạo lưu :

cv elui

B B

F V

ρ = 104.5 kg.s2/m4 là mật độ của nước biển

PB : lực đẩy toàn phần của chân vịt trong ống đạo lưu

)(872908

.01

Trong đó: Pe= Te = 8030 (kG) : lực đẩy có ích của hệ thống chân vịt - đạo lưu

t =t’=0.08: hệ số dòng hút của tàu biển có ảnh hưởng của đạo lưu

62 4

H

B

3 0 1

+ tH được tra trong hình 1.27 STTB T1 với αH = 1.4 và σB = 4.32 thì tH = -0.3

 Hệ số tốc độ kích thích chiều trục :a

( 1 3 55 1 ) 0 57

2

1 ) 1 1

( 2

1

=

− +

=

− +

2 Xác định lực thủy động và mômen thủy động trên hệ đạo lưu – cánh giữ

hướng:

a.Tính lực và momen thủy động trên đạo lưu

Lực và momen thủy động của đạo lưu khi ta bẻ lái một góc αp dựa vào hệ số

không thứ nguyên Cxm , CyH , CmH được tra trong hình 1-23 STTB T1 các hệ số này phụ thuộc vào góc bẻ lái αp và hệ số a Việc tính toán được thực hiện dưới bảng

sau:

Bảng 1

+ KS = 0.85: là hệ số biểu thị giữa bề mặt sử dụng thực tế của đạo lưu so với toàn

bộ bề mặt tính toán

+ DTB

2

1620 1778 2

'' ' + r = +

D

= 1699 mm : đường kính trung bình của đạo lưu + PnH: lực pháp tuyến

+ MσH : mômen thủy động

b.Tính lực và momen thủy động trên cánh giữ hướng

+ Với cánh giữ hướng cố định, khi bẻ lái một góc αp thì góc lệch giữa phương của cánh giữ hướng và mặt phẳng đối xứng là ∆α = αp - αc

0

3.57

S H H

H TB yH

c

V D

l D C

β

α = : là góc nghiêng của dòng nước chảy ra sau đạo lưu

12.1

62.4

*2112.1

21.1

*2

11

212

1 '

s m v

H

B H

=

β

σβ

k là hệ số tính đến độ lớn của tốc độ kích thích chiều trục k = 0.95

Ve : là tốc độ của dòng nước chảy đến chân vịt

+ xpc = Cdc.bc : khoảng cách từ tâm áp lực thủy động đến mép trước cánh giữ hướng

+ Cdc : là hệ số tâm áp lực thủy động trên cánh giữ hướng

+ bc : là chiều rộng của cánh giữ hướng

+Lực tác dụng lên cánh giữ hướng gồm có

+Lực cản: Pxr = 1/2.ρ.Cxr.Vr2.Fr

Pyr = 1/2.ρ.Cyr.Vr2.Fr

+Lực pháp tuyến

H c nH

Với: xpr Khoảng cách từ tâm áp lực thuỷ động trên cánh giữ hướng đến mép

trước cánh giữ hướng

+Các hệ số Cxr, Cyr xác định theo chiều dày tương đối, độ dang bánh lái λC và ∆α

Ta có : λC = DH/bc =3.15 độ giang giữ hướng

+ Với độ giang này thì các hệ số không tra theo đồ thị mà tính chuyển theo giá trị

độ giang bánh lái λ =6

Các hệ số thủy động lực của prôfin đối xứng NACA 0015 ứng với λ1 = 6 được tra

trong Bảng 11-3 / Sổ tay kỹ thuật đóng tàu thủy - tập 1 / trang 705 :

c.Tính lực và momen thủy động trên hệ đạo lưu – cánh giữ hướng:

TT Đại lượng tính Đơn vị Góc bẻ lái (độ)

TÍNH THEO QUY CHUẨN

(Áp dụng quy chuẩn Phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép – Phần 2B Kết cấu thân tàu

và trang thiết bị : TCVN 6259-2 : 2010)

A Tính cho tàu chạy tiến :

1) Khi tàu chạy tiến

a) Lực tác dụng lên đạo lưu và cánh giữ hướng

Lực FR tác dụng lên đạo lưu và cánh giữ hướng khi tàu chạy tiến và lùi được dùng

để xác định kích thước của đạo lưu và cánh giữ hướng và được tính theo công thức

sau :

c c XC

v c = c. S.

H

M M

Mσ' = σc + σ

FR =FRC +FRH

*Lực tác dụng lên cánh giữ hướng:

FRC =K1K2K3.132.A.v2 =27440 (N)=2800 KG

Trong đó: A =1.225 (m2) : Diện tích cánh giữ hướng

v =11(Hl/h) : Tốc độ tàu

K1:Hệ số phụ thuộc hệ số hình dạng Λ của cánh giữ hướng

3 / ) 2 (

t

A

h2

=1.24h=1620mm: : Chiều cao của cánh giữ hướng (m)

At=1.215(m2) : Tổng diện tích của cánh giữ hướng

K2=1.1:Hệ số phụ thuộc kiểu profin cánh giữ hướng (NACA00 profin lồi)

K3=1.15 : Hệ số phụ thuộc vị trí của cánh giữ hướng

*Lực tác dụng lên đạo lưu:

FRH =K1K2K3.132A.v2=72334 (N)= 7381 (KG)

Trong đó: A =5.56 (m2): Diện tích đạo lưu

v=11(Hl/h): Tốc độ tàu

K1:Hệ số phụ thuộc hệ số hình dạng Λ của cánh giữ hướng

10 3

=

3

2

1

K 0.84 hệ số phụ thuộc hình dạng của đạo lưu

h=1.699 (m) :Đường kính trung bình của đạo lưu

K2=1.1: : Hệ số phụ thuộc kiểu profin của đạo lưu (profin phẳng)

K3=1.15 : : Hệ số phụ thuộc vị trí của đạo lưu

=> Lực tác dụng lên đạo lưu và cánh giữ hướng

FR =FRC +FRH = 27440+72334=95730(N)=9768(KG)

b) Mômen xoắn tác dụng lên hệ đạo lưu và cánh giữ hướng:

Momen xoắn TR tác dụng lên bánh lái được xác định theo công thức sau:

TR=TRC + TRH

*Mômen xoắn tác dụng lên cánh giữ hướng:

TR =FRC.r=27440*0.153=4198(N.mm)

FRC = 27440 N:Lực tác dụng lên cánh giữ hướng

Khoảng cách từ tâm áp lực của cánh giữ hướng đến đường tâm của trục lái

r=b(α-e) =0.53*(0.33 - 0.04)= 0.153

b=0.75(m): Chiều rộng của cánh giữ hướng

α : Được lấy như sau: Khi tàu chạy tiến :0.33

Hệ số cân bằng của cánh giữ hướng tính theo công thức sau

e=Af/A=0.05/1.215=0.04

Af :Phần diện tích của cánh giữ hướng nằm phía trước của đường tâm trục (m )A: Diện tích củ a cánh giữ hướng

*Mômen xoắn tác dụng lên đạo lưu:

TRH =FRH.r=72334*0.1225=8860(N.mm)

FRH = 72334:lực tác dụng lên đạo lưu

Khoảng cách từ tâm áp lực của hệ đến đường tâm của trục lái

r= b(α-e)=-0.134 (m) :

b=1.225(m): Chiều dài của đạo lưu

α : Được lấy như sau: Khi tàu chạy tiến :0.33

Hệ số cân bằng của cánh giữ hướng tính theo công thức sau

e = x/ lH =0.54/1.225=0.44:hằng số của đạo lưu

x =0.54:khoảng cách từ mép trước của đạo lưu tới trục quay của đạo lưuTuy nhiên khi tàu chạy tiến trị số r phải không nhỏ hơn trị số rmin xác định theo công thức : rmin = 0.1 b =0.1225(m).Vậy lấy r =0.1225 (m)

⇒ TR=TRC + TRH =4160+5363 = 9523 N.m

B Khi tàu chạy lùi:

2) Khi tàu chạy lùi:

a) Lực tác dụng lên đạo lưu và cánh giữ hướng:

Các hệ số giống tương tự như trường hợp tàu chạy tiến , tuy nhiên :

Khi tàu chạy lùi :

vlui=(0.7-0.75)v =(7.7-8.25) Hl/h Chọn vlu =8hl/h

*Lực tác dụng lên cánh giữ hướng:

FRC =K1K2K3.132.A.v2 =14513 (N)=1480 KG

Trong đó: A =1.225 (m2) : Diện tích cánh giữ hướng

v =8(Hl/h) : Tốc độ tàu

K1:Hệ số phụ thuộc hệ số hình dạng Λ của cánh giữ hướng

3 / ) 2 (

t

A

h2

=1.24h=1620mm: : Chiều cao của cánh giữ hướng (m)

At=1.215(m2) : Tổng diện tích của cánh giữ hướng

K2=1.1:Hệ số phụ thuộc kiểu profin cánh giữ hướng (NACA00 profin lồi)

K3=1.15 : Hệ số phụ thuộc vị trí của cánh giữ hướng

*Lực tác dụng lên đạo lưu:

FRH =K1K2K3.132A.v2=38259 (N)= 3898 (KG)

Trong đó: A =5.56 (m2): Diện tích đạo lưu

v=8(Hl/h): Tốc độ tàu

K1:Hệ số phụ thuộc hệ số hình dạng Λ của cánh giữ hướng

3 9 3

20

min =V + =

V

3

2

1

K 0.84 hệ số phụ thuộc hình dạng của đạo lưu

h=1.699 (m) :Đường kính trung bình của đạo lưu

K2=1.1: : Hệ số phụ thuộc kiểu profin của đạo lưu (profin phẳng)

K3=1.15 : : Hệ số phụ thuộc vị trí của đạo lưu

=> Lực tác dụng lên đạo lưu và cánh giữ hướng

FR =FRC +FRH = 14513+38259=52772(N)=5385(KG)

b) Mômen xoắn tác dụng lên hệ đạo lưu và cánh giữ hướng:

Momen xoắn TR tác dụng lên bánh lái được xác định theo công thức sau:

TR=TRC + TRH

*Mômen xoắn tác dụng lên cánh giữ hướng:

TR =FRC.r=14513*0.153=2220 (N.mm)

FRC = 14513 N:Lực tác dụng lên cánh giữ hướng

Khoảng cách từ tâm áp lực của cánh giữ hướng đến đường tâm của trục lái

r=b(α-e) =0.53*(0.33 - 0.04)= 0.153

b=0.75(m): Chiều rộng của cánh giữ hướng

α : Được lấy như sau: Khi tàu chạy tiến :0.33

Hệ số cân bằng của cánh giữ hướng tính theo công thức sau

FRH = 38259:lực tác dụng lên đạo lưu

Khoảng cách từ tâm áp lực của hệ đến đường tâm của trục lái

r= b(α-e)=0.269 (m) :

b=1.225(m): Chiều dài của đạo lưu

α : Được lấy như sau: Khi tàu chạy lùi :0.66

Hệ số cân bằng của cánh giữ hướng tính theo công thức sau

e = x/ lH =0.54/1.225=0.44:hằng số của đạo lưu

x =0.54:khoảng cách từ mép trước của đạo lưu tới trục quay của đạo lưuTuy nhiên khi tàu chạy tiến trị số r phải không nhỏ hơn trị số rmin xác định theo công thức : rmin = 0.1 b =0.1225(m).Vậy lấy r =0.1225 (m)

⇒ TR=TRC + TRH =2220+4687 = 4907 N.m