Тяговые характеристики пропульсивной системы судового электропривода обычно могут быть рассчитаны аналитически, уточнены при моделировании в бассейне и на этапе проектирования с помощью САПР, методика которых освещена в [1]. Движительные системы судов анализируются в [2–4]. В связи с нарастающей тенденцией перехода на электротягу в [5–9] освещаются вопросы моделирования и электрификации пропульсивных систем. Активное управление судном с применением винторулевых колонок (ВРК) и водометов рассмотрено в [11–16]. Влияние гидродинамики и скоса потока в ВРК рассмотрено в [17–20].
Целью статьи является анализ тяговых характеристик пропульсивной системы судового электропривода с учетом ВРК и водометов, которые наиболее востребованы в новых поколениях судов для их активного управления с учетом особенностей конструкции, условий мелководья и необходимости маневрирования.
Эффективность работы пропульсивной системы модели оценивается пропульсивным коэффициентом η, значение которого можно найти по формуле:
где Ре – полезная тяга гребного винта, H;
v – скорость модели, м/с;
М – крутящий момент, Н·м;
n – частота вращения гребного винта, c–1;
t и Ψ – коэффициенты засасывания и попутного потока;
ηдвиж – КПД движителя.
При движении модели полезная тяга гребного винта Ре должна быть равна сопротивлению воды движению модели R. Если модель двухвальная (x = 2), то должно соблюдаться равенство х · Ре = R.
Коэффициенты взаимодействия t и Ψ учитывают влияние корпуса модели на изменение КПД движителя ηдвиж. Поэтому:
где ηk – коэффициент влияния корпуса.
Для моделей морских судов ηk = 1,15÷ ÷1,20; для моделей речных судов, которые выполняются обычно двухвальными, коэффициент ηk = 1,05÷1,15; для моделей речных, имеющих туннельные обводы кормы, ηk = 0,95 ÷ 1,05.
Для расчетов движителей самоходных моделей морских судов нужно оценить по формулам следующие величины: