Название: Управляемость судовАвтор: Васильев А.В.
Издательство: Судостроение
Жанр: Учебное пособие
Год издания: 1989
Страниц: 329
ISBN: 5-7355-0135-6
Язык: Русский
Формат: PDF/DjVu
Качество: хорошее
Размер: 17 Мб
В соответствии с программой одноименного курса на основе методов динамики судового комплекса (корпус судна - средства управления - судовые двигатели) рассмотрены маневренные качества корабля, его поворотливость и устойчивость на курсе в различных путевых и метеорологических условиях, даны методы их расчета, изложены принципы нормирования управляемости и обоснование необходимых характеристик движительно-рулевых комплексов судов разных типов, проиллюстрированы практические методы улучшения маневренных качеств судов и постановки экспериментальных исследований по их изучению.
Для студентов кораблестроительных вузов и факультетов, а также специалистов конструкторских, производственных и эксплуатирующих организаций водного транспорта.
Содержание:
Предисловие................................................................................................_ 3
Основные обозначения ........................................................................... 5
Глава 1, Управляемость и маневренные качества судна................................_ g
1.1. Основные определения ............................................... ........................_ g
1.2. Краткая история развития теории управляемости судна.......... ц
1.3. Главные СУ движением судна..............................................................._ 18
1.4. Вспомогательные СУ движением судна ................................. .. . . , 25
1.5. Ограничивающие СУ движением судна ..... ......................................... 29
Контрольные вопросы..................................................................... ... . . 31
Глава 2. Дифференциальные уравнения движения судна ............... ... . . . 3 j
2.1. Системы координат и кинематические характеристики движения
судна................................................................................................... . . _ 31
2.2. Движение судна в невязкой жидкости. Кинематическая энергия
жидкости...................................................................................................... 36
2.3. Дифференциальные уравнения движения судна в общем вщ^е 42
2.4. Уравнения динамики судового комплекса....................................... 46
Контрольные вопросы..................................................................... . . 51
Глава 3. Гидродинамические силы, действующие на корпус судна при ег0
криволинейном движении....................................................................._ 51
3.1. Гидродинамические силы инерционной природы........................... 51 ,
3.2. Теоретические методы расчета гидродинамических сил ............... _ 60
3.3. Теоретическое определение гидродинамических характеристик
комплекса корпус судна — гребные винты - рули при кривол!,.
нейном движении.............................................................................. .. 73
Контрольные вопросы.............................................................................. 75
Глава 4. Экспериментальные методы определения гидродинамических сш,
действующих на корпус судна............................................................... _ 76
4.1. Структурные зависимости для вязкостных гидродинамических
сил, действующих на корпус судна...................................................... 76
4.2. Экспериментальные методы определения гидродинамических х^_
рактеристик корпуса судна..................................................................... 86
4.3. Практические рекомендации по определению гидродинамических
характеристик корпуса судна при малых углах дрейфа ............... 96
4.4. Определение гидродинамических характеристик корпуса судна
при больших углах дрейфа....................................................................._ 100
Контрольные вопросы.............................................................................. 10З
Глава 5. Гидродинамические силы и моменты, индуцируемые ДРК судна юз
5.1. Гидродинамические характеристики открытого гребного винт;4
работающего в свободной воде............................................................_ 10З
5.2. Гидродинамические характеристики открытого гребного винт;4
работающего за кормой судна...............................................................’ 188
5.3. Гидродинамические характеристики открытого гребного вийта
при криволинейном движении судна...................................................... 109
5.4. Гидродинамические характеристики изолированного судового
руля.................................................................................................................. 114
5.5. Гидродинамические характеристики руля, расположенного за
корпусом судна и гребным винтом......................................................... 117
5.6. Гидродинамические характеристики руля при криволинейном
движении судна............................................................................................. 124
5.7. Гидродинамические силы, индуцируемые комплексом винт - по
воротная насадка — стабилизатор............................................................ 132
5.8. Характеристики системы судовые двигатели - гребные винты . . . 137
5.9. Расчетные дифференциальные уравнения динамики судового
комплекса. Эквивалентный судовой комплекс ................................. 142
Контрольные вопросы................................................................................. 147
Глава 6. Поворотливость судна................................................................................. 147
6.1. Циркуляционное движение судна............................................................ 147
6.2. Установившееся движение судна на циркуляции................................. 15 1
6.3. Скорость движения судна и частота вращения винтов на устано
вившейся циркуляции................................................................................. 15 3
6.4. Диаграмма управляемости судна...................................................... 155
6.5. Поворотливость судна при разных режимах работы гребных
винтов ............................................................................................................ 151
6.6. Оборот судна на месте................................................................................. 155
6.7. Маневренный период циркуляции............................................................ 153
6.8. Эволюционный период циркуляции ...................................................... 173
6.9. Крен судна на циркуляции........................................................................ 174
Контрольные вопросы................................................................................. 179
Глава 7. Устойчивость движения судна на курсе. Маневрирование судиа иа
прямом курсе................................................................................................
7.1. Теоретическая устойчивость движения судна.......................................
7.2. Эксплуатационная устойчивость движения судна..............................
7.3. Устойчивость движения судна с авторулевым....................................
7.4. Инерционные характеристики судна на прямом курсе .....................
7.5. Влияние режима работы судового комплекса на устойчивость дви
жения судна на прямом курсе..................................................................
7.6. Движение судна на прямом курсе ЗХ...................................................
Контрольные вопросы.................................................................................
Глава 8. Влияние путевых и метеорологических условий на маневренные
качества судна................................................................................................ 214
8.1. Влияние ветра на путь и управляемость судна .................................... 214
8.2. Управляемость судна на течении............................................................... 219
8.3. Влияние мелководья на маневренные качества судна........................ 225
8.4. Взаимодействие движущегося судна с другими судами и причалами 228
8.5. Устойчивость судна на курсе в условиях волнения........................... 233
8.6. Поворотливость судна на волнении......................................................... 238
Контрольные вопросы................................................................................. 245
Глава 9. Особенности управляемости судов различных типов........................ 245
9.1. Управляемость катамарана........................................................................ 245
9.2. Управляемость водометных судов......................................................... 251
9.3. Управляемость промысловых судов...................................................... 253
9.4. Управляемость толкаемых и секционных составов........................... 258
9.5. Управляемость буксирного состава......................................................... 261
Контрольные вопросы................................................................................. 262
Глава 10.Нормирование управляемости и обоснование необходимых харак
теристик ДРК судна.................................................................................... 262
10.1. Принципы и критерии нормирования управляемости судов .... 262
10.2. Нормирование эффективности ДРК .......................................... ... 267
10.3. Обоснование типа и ориентировочных характеристик ДРК ............ 275
10.4. Проектирование рулей.............................................................................. 278
10.5. Расчет оптимальных характеристик комплекса ВПНС..................... 283
Контрольные вопросы .............................................................................. 287
Глава 11. Практические методы улучшения маневренных качеств судиа . . . 288
11.1. Оптимальное соотношение поворотливости и устойчивости судна
на курсе......................................................................................................... 288
11.2. Улучшение поворотливости судна ......................................................... 289
11.3. Улучшение устойчивости судна на курсе............................................. 293
11.4. Выбор схемы ПУ и их упоров................................................ ................. 296
Контрольные вопросы ........................................................................... ... зоо
Глава 12. Экспериментальные исследования управляемости судна ............... 301
12.1. Цели и особенности проведения испытаний управляемости судна 301
12.2. Экспериментальные методы исследования управляемости судна . 302
12.3. Экспериментальное исследование неустановившихся режимов ра
боты судового комплекса................................................... ..................... 307
12.4. Особенности исследования управляемости судов на самоходных
моделях......................................................................................................... 311
Контрольные вопросы .............................................................................. 313
Глава 13. Решение задач управляемости судов на ЭВМ....................................... 313
13.1. Расчет управляемости в системе автоматизированного проекти
рования судна ............................................................................................. 3J3
13.2. Обоснование типа и ориентировочных характеристик ДРК с по
мощью ЭВМ................................................................................................... 3J4
13.3. Проверочный расчет управляемости судна.......................................... 317
Контрольные вопросы .............................................................................. 319
Список литературы.................................................................................... 323
Предметный указатель............................................................................... 320
Основные обозначения ........................................................................... 5
Глава 1, Управляемость и маневренные качества судна................................_ g
1.1. Основные определения ............................................... ........................_ g
1.2. Краткая история развития теории управляемости судна.......... ц
1.3. Главные СУ движением судна..............................................................._ 18
1.4. Вспомогательные СУ движением судна ................................. .. . . , 25
1.5. Ограничивающие СУ движением судна ..... ......................................... 29
Контрольные вопросы..................................................................... ... . . 31
Глава 2. Дифференциальные уравнения движения судна ............... ... . . . 3 j
2.1. Системы координат и кинематические характеристики движения
судна................................................................................................... . . _ 31
2.2. Движение судна в невязкой жидкости. Кинематическая энергия
жидкости...................................................................................................... 36
2.3. Дифференциальные уравнения движения судна в общем вщ^е 42
2.4. Уравнения динамики судового комплекса....................................... 46
Контрольные вопросы..................................................................... . . 51
Глава 3. Гидродинамические силы, действующие на корпус судна при ег0
криволинейном движении....................................................................._ 51
3.1. Гидродинамические силы инерционной природы........................... 51 ,
3.2. Теоретические методы расчета гидродинамических сил ............... _ 60
3.3. Теоретическое определение гидродинамических характеристик
комплекса корпус судна — гребные винты - рули при кривол!,.
нейном движении.............................................................................. .. 73
Контрольные вопросы.............................................................................. 75
Глава 4. Экспериментальные методы определения гидродинамических сш,
действующих на корпус судна............................................................... _ 76
4.1. Структурные зависимости для вязкостных гидродинамических
сил, действующих на корпус судна...................................................... 76
4.2. Экспериментальные методы определения гидродинамических х^_
рактеристик корпуса судна..................................................................... 86
4.3. Практические рекомендации по определению гидродинамических
характеристик корпуса судна при малых углах дрейфа ............... 96
4.4. Определение гидродинамических характеристик корпуса судна
при больших углах дрейфа....................................................................._ 100
Контрольные вопросы.............................................................................. 10З
Глава 5. Гидродинамические силы и моменты, индуцируемые ДРК судна юз
5.1. Гидродинамические характеристики открытого гребного винт;4
работающего в свободной воде............................................................_ 10З
5.2. Гидродинамические характеристики открытого гребного винт;4
работающего за кормой судна...............................................................’ 188
5.3. Гидродинамические характеристики открытого гребного вийта
при криволинейном движении судна...................................................... 109
5.4. Гидродинамические характеристики изолированного судового
руля.................................................................................................................. 114
5.5. Гидродинамические характеристики руля, расположенного за
корпусом судна и гребным винтом......................................................... 117
5.6. Гидродинамические характеристики руля при криволинейном
движении судна............................................................................................. 124
5.7. Гидродинамические силы, индуцируемые комплексом винт - по
воротная насадка — стабилизатор............................................................ 132
5.8. Характеристики системы судовые двигатели - гребные винты . . . 137
5.9. Расчетные дифференциальные уравнения динамики судового
комплекса. Эквивалентный судовой комплекс ................................. 142
Контрольные вопросы................................................................................. 147
Глава 6. Поворотливость судна................................................................................. 147
6.1. Циркуляционное движение судна............................................................ 147
6.2. Установившееся движение судна на циркуляции................................. 15 1
6.3. Скорость движения судна и частота вращения винтов на устано
вившейся циркуляции................................................................................. 15 3
6.4. Диаграмма управляемости судна...................................................... 155
6.5. Поворотливость судна при разных режимах работы гребных
винтов ............................................................................................................ 151
6.6. Оборот судна на месте................................................................................. 155
6.7. Маневренный период циркуляции............................................................ 153
6.8. Эволюционный период циркуляции ...................................................... 173
6.9. Крен судна на циркуляции........................................................................ 174
Контрольные вопросы................................................................................. 179
Глава 7. Устойчивость движения судна на курсе. Маневрирование судиа иа
прямом курсе................................................................................................
7.1. Теоретическая устойчивость движения судна.......................................
7.2. Эксплуатационная устойчивость движения судна..............................
7.3. Устойчивость движения судна с авторулевым....................................
7.4. Инерционные характеристики судна на прямом курсе .....................
7.5. Влияние режима работы судового комплекса на устойчивость дви
жения судна на прямом курсе..................................................................
7.6. Движение судна на прямом курсе ЗХ...................................................
Контрольные вопросы.................................................................................
Глава 8. Влияние путевых и метеорологических условий на маневренные
качества судна................................................................................................ 214
8.1. Влияние ветра на путь и управляемость судна .................................... 214
8.2. Управляемость судна на течении............................................................... 219
8.3. Влияние мелководья на маневренные качества судна........................ 225
8.4. Взаимодействие движущегося судна с другими судами и причалами 228
8.5. Устойчивость судна на курсе в условиях волнения........................... 233
8.6. Поворотливость судна на волнении......................................................... 238
Контрольные вопросы................................................................................. 245
Глава 9. Особенности управляемости судов различных типов........................ 245
9.1. Управляемость катамарана........................................................................ 245
9.2. Управляемость водометных судов......................................................... 251
9.3. Управляемость промысловых судов...................................................... 253
9.4. Управляемость толкаемых и секционных составов........................... 258
9.5. Управляемость буксирного состава......................................................... 261
Контрольные вопросы................................................................................. 262
Глава 10.Нормирование управляемости и обоснование необходимых харак
теристик ДРК судна.................................................................................... 262
10.1. Принципы и критерии нормирования управляемости судов .... 262
10.2. Нормирование эффективности ДРК .......................................... ... 267
10.3. Обоснование типа и ориентировочных характеристик ДРК ............ 275
10.4. Проектирование рулей.............................................................................. 278
10.5. Расчет оптимальных характеристик комплекса ВПНС..................... 283
Контрольные вопросы .............................................................................. 287
Глава 11. Практические методы улучшения маневренных качеств судиа . . . 288
11.1. Оптимальное соотношение поворотливости и устойчивости судна
на курсе......................................................................................................... 288
11.2. Улучшение поворотливости судна ......................................................... 289
11.3. Улучшение устойчивости судна на курсе............................................. 293
11.4. Выбор схемы ПУ и их упоров................................................ ................. 296
Контрольные вопросы ........................................................................... ... зоо
Глава 12. Экспериментальные исследования управляемости судна ............... 301
12.1. Цели и особенности проведения испытаний управляемости судна 301
12.2. Экспериментальные методы исследования управляемости судна . 302
12.3. Экспериментальное исследование неустановившихся режимов ра
боты судового комплекса................................................... ..................... 307
12.4. Особенности исследования управляемости судов на самоходных
моделях......................................................................................................... 311
Контрольные вопросы .............................................................................. 313
Глава 13. Решение задач управляемости судов на ЭВМ....................................... 313
13.1. Расчет управляемости в системе автоматизированного проекти
рования судна ............................................................................................. 3J3
13.2. Обоснование типа и ориентировочных характеристик ДРК с по
мощью ЭВМ................................................................................................... 3J4
13.3. Проверочный расчет управляемости судна.......................................... 317
Контрольные вопросы .............................................................................. 319
Список литературы.................................................................................... 323
Предметный указатель............................................................................... 320