Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 621.333

Pulling characteristics of propellers and water jets

Shulga R. N. РhD of technical sciences, VEI – branch of FSUE "Academician Zababakhin RFNC – VNIITF", Moscow

The effectiveness of the ship electric propulsion system has been calculated with the help of analytical expressions and modeling. The propulsion factor of models is lower than that of full-scale prototype ships due to the scale effect, and depends on the propulsor type, its size, rotation frequency and workmanship quality. The propulsion characteristic scaling factor is mainly determined by the difference of resistance of the original and model and cannot be scaled, which needs to be specified when transitioning to the original. Calculations of traction characteristics of propulsion system of model single-shaft cargo ship are made and methodology of characteristics transfer to the original is shown. Diagrams for calculation of stopper coefficients, power, torque depending on propeller pitch and propeller pitch for steerable propeller and water jet are given. For river ships and mixed sea-river ships, which often maneuver at low speeds and at shallow depths, calculations of water jet efficiency with account of flow slope up to angles less than 200 are made. The area of water shuttle valve operation with "forbidden zone" is estimated and necessity of development of a universal methodology for calculating steerability of vessels is shown.

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:

For citation:
Shulga R. N., Pulling characteristics of propellers and water jets. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт №3 2023. 2023;3.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: