Проектировочный расчет движительного комплекса выполняем для условий сдаточных испытаний судна, когда оно имеет осадку по грузовую ватерлинию и движется по неограниченному фарватеру и при тихой воде.
Объемное водоизмещение судна
V = L ∙ B ∙ T ∙ d = 49,0 ∙ 7,3 ∙ 1,35 ∙ 0,765 = 369,4 м3.
Относительная длина
Коэффициент продольной полноты
Относительная смоченная поверхность
Площадь смоченной поверхности голого корпуса судна определяем по формуле:
 |
Находим значение коэффициента
Далее приводим формулы, использованные далее для заполнения таблицы 1:
для сухогрузного судна
(1)
для буксира и толкача
(1)
для пассажирского судна
(1)
коэффициент
(2)
коэффициент остаточного сопротивления
(3)
число Рейнольдса
(4)
коэффициент сопротивления трения
(5)
коэффициент полного сопротивления
(6)
сопротивление воды (буксировочное сопротивление)
(7)
В формуле (7) значение плотности воды подставляем равным r = 1 т/м3, чтобы получить R в кН. Буксировочная мощность двигателя
(8)
где 
– пропульсивный коэффициент (подбирается на основе данных по судну для режима движения полным ходом, в данном примере u = 5,0 м/с, Р = 267 кВт); hо – КПД винта; hk – коэффициент влияния корпуса; принимаем значение коэффициента влияния неравномерности на момент винта равным iQ = 1;
hS – КПД валопровода: прямая передача - hS = 0,98-0,99.
реверс-редукторная передача - hS = 0,96-0,97;
электрическая передача - hS = 0,85-87.
Из формулы (8) для режима полного хода (в данном примере) получаем
.
Это значение 
используем при расчете других режимов хода.
Расчет ординат кривой буксировочного сопротивления судна R = f (u) производим, задаваясь числом Фруда для нескольких значений u. Результаты расчетов приведены в табл. 1.
Число Фруда для расчетной скорости движения uк = 18,0 км/час = 5,0 м/с равно
Таблица 1 – Расчет кривой сопротивления движению судна и буксировочной мощности
| № | Величина | Разм. | Число Фруда Fr (задаемся) | ||||||
| 0,06 | 0,11 | 0,15 | 0,18 | 0,2 | 0,228 | 0,2425 | |||
| 1 | Скорость судна 
| м/с | 1,32 | 2,41 | 3,29 | 3,95 | 4,38 | 5,00 | 5,32 |
| 2 | Скорость судна 
| км/ч | 4,74 | 8,68 | 11,84 | 14,21 | 15,79 | 18,00 | 19,14 |
| 3 | Ск – формула (1) | - | 1,95 | 1,425 | 1,257 | 1,278 | 1,362 | 1,574 | 1,726 |
| 4 | Сj – формула (2) | - | 1,009 | 1,044 | 1,081 | 1,118 | 1,149 | 1,203 | 1,238 |
| 5 | СR – формула (3) | - | 0,00063 | 0,00087 | 0,00109 | 0,00137 | 0,00167 | 0,00231 | 0,00277 |
| 6 | Re – формула (4) | - | 4,11× 107 | 7,53×107 | 10,3×107 | 12,3×107 | 13,7×107 | 15,6×107 | 16,6×107 |
| 7 | СF0 – формула (5) | - | 0,00238 | 0,00217 | 0,00208 | 0,00202 | 0,00199 | 0,00196 | 0,00194 |
| 8 | СT – формула (6) | - | 0,00381 | 0,00385 | 0,00396 | 0,00420 | 0,00446 | 0,00506 | 0,00550 |
| 9 | R – формула (7) | кН | 1,3 | 4,5 | 8,7 | 13,2 | 17,3 | 25,6 | 31,4 |
| 10 | Р – формула (8) | кВт | 4 | 22 | 59 | 107 | 157 | 267 | 345 |
По данным таблицы 1 строим график на рис. 1, выражающий зависимость R = f (u) и Р= f (u).
По этому графику определяем референтную скорость при 0,75Р (267*0,75 = 200 кВт) – 16,74 км/ч = 9,0 узла.
Типичные вопросы студентов по разделам 1 и 2.
1. Вопрос: в пункте 2 в формуле 8 для расчёта нужно значение пропульсивного коэффициента. Чтобы его рассчитать необходимо узнать КПД винта и коэффициент влияния корпуса. Коэффициент влияния корпуса я взял из пункта 4. Как узнать КПД винта?
Ответ. Как рассчитать пропульсивный коэффициент написано в пояснении к формуле (8).
2. Вопрос: в пункте 2 надо провести расчеты для нескольких значений скорости (как я понимаю, для заполнения таблицы 1 надо провести расчёты 7 раз)? Для каких именно значений скорости? Расчёты проводить от числа Фруда до значений буксировочной мощности двигателя?
Ответ. Нужно посчитать число Фруда для режима полного хода (выделено желтым в таблице 1), а затем взять несколько значений от нулевой скорости (желательно равномерно) и одно - больше режима полного хода процентов на 15 (справа от желтого столбца).
3. Вопрос: график кривой буксировочного сопротивления и буксировочной мощности судна строим по значениям R и P? (в таблице 1 я их выделил зелёным).
Ответ. Да, R и P в функции от скорости (строка 2 в таблице 1) в км/ч (см. рис.1).
Рисунок 1 – Кривая буксировочного сопротивления и буксировочной мощности судна
