Форум

Влияние формы винтов на скорость

von Echenbach: Какое могло оказать влияние различная форма винтов на скорость кораблей периода 1860-1906? В "Первые русские броненосцы", "Кр.1 ранга Дм.Донской" встречаются упоминания о испытаниях с разными винтами: различный шаг и количество лопастей. Может быть у кого-нибудь имеются более подробные сведения.

Ответов - 91, стр: 1 2 3 All

ольга: von Echenbach пишет: Может быть у кого-нибудь имеются более подробные сведения. Точной научной теории с помощью которой можно в кабинете рассчитать идеальный винт для конкретного корабля не существует. Основная проблема - влияние формы корпуса корабля, на конфигурацию потоков, которые возникают при его движении. Разная форма корпуса - разные потоки. Возможно определенное масштабное моделирование в бассейне, но из-за масштабирования возникают большие погрешности. Поэтому побирают винты большей частью интуитивно, опираясь на предыдущий опыт и аналогии. Что-то на эту тему было в мемуарах А.Н.Крылова.

grosse: ольга пишет: Точной научной теории с помощью которой можно в кабинете рассчитать идеальный винт для конкретного корабля не существует. Эка Вы хватили. А я с дури в универе делал даже курсовой проект на тему расчета винта для вполне конкретного корабля... Может быть Вы имели в виду - научной теории не было в то время?

Comte: grosse пишет: Точной научной теории с помощью которой можно в кабинете рассчитать идеальный винт для конкретного корабля не существует. grosse пишет: Эка Вы хватили. А я с дури в универе делал даже курсовой проект на тему расчета винта для вполне конкретного корабля... Сколько я понимяю в этом деле - имитационную модель потоков сделать тяжело (в плане требуемой вычислительной мощности), но вполне реально. А вот делал ли кто-то оптимизацию на такой задаче - Господь его знает. И если и делал - то могут не признаться в этом в силу гос. и коммерческой тайны.


Anton: grosse пишет: А я с дури в универе делал даже курсовой проект на тему расчета винта для вполне конкретного корабля... Я в свое время делал курсовую по расчету винта для реального корабля (пр.1155). Расчетный винт (при том же диаметре, шаге и числе лопастей) имел КПД хуже, чем реальный (узла на два по скорости ПХ). Курсовую засчитали, потому как посчитана она была правильно, но почему так получается, никто из преподавателей объяснить не смог. Видимо реальный винт доводили опытным путем.

vov: Anton пишет: Расчетный винт (при том же диаметре, шаге и числе лопастей) имел КПД хуже, чем реальный (узла на два по скорости ПХ).... Видимо реальный винт доводили опытным путем. Ни фига себе! А я-то грешным делом думал, что сейчас можно обойтись без натурных испытаний. ИМХО, очень интересный факт.

Штурман1: Граждане!!!! Да считают винты, и теория есть, и совпадают с реальностью, и учитывается все.

Штурман1: Anton пишет: Я в свое время делал курсовую по расчету винта для реального корабля (пр.1155). Где и когда? Любопытно. Anton пишет: Расчетный винт (при том же диаметре, шаге и числе лопастей) имел КПД хуже, чем реальный А профиль лопасти? Гражданские винты считают по серии В. А у военных свои серии. Anton пишет: (узла на два по скорости ПХ). Великовата погрешность, удивительно, что не нашли в чем дело. Первая книжка, что попала под руку. Турбал В.К., Шпаков В.С., Штумпф В.М. Проектирование обводов и движителей морских транспортных судов. - Л., Судостроение, 1983. Винты не только считают на оптимум, но и считают всякие другие (не расчетные) режимы, а также расчитывают работу винта на качке

Штурман1: vov пишет: А я-то грешным делом думал, что сейчас можно обойтись без натурных испытаний. Да вся теория корабля (кроме статики) основана на экспериментальных данных. Их не делают только тогда когда проектируется что-то стандартное. Например, судно с обводами 60 серии, винты серии Трооста и т.д. А так как серийных испытаний проделано довольно много, для стандартных решений всегда можно подобрать нужную серию. А опытные (а тем более натурные) проводят для уникальных объектов.

ольга: Штурман1 пишет: Граждане!!!! Да считают винты, и теория есть, и совпадают с реальностью, и учитывается все. И получается посредственный винт. С испытаниями в бассейне получается винт лучшего качества. Но идеала добиться можно только случайно. grosse пишет: Эка Вы хватили. А я с дури в универе делал даже курсовой проект на тему расчета винта для вполне конкретного корабля... Может быть Вы имели в виду - научной теории не было в то время? Винт полученный Вами работать будет, но идеальным не будет. Он будет соответствовать диапазону возможных значений от... и до....

von Echenbach: Почти альтернатива :) - подбор щага, профиля и числа лопастей винтов до 1900-х был большей частью эмпирическим и подтверждался натурными испытаниями. А если на БР и БРКР, в том числе и корветы/клипера поставить современные винты (соосные, сложной формы и т.п.), насколько могла увеличиться их скорость?

Anton: Штурман1 пишет: Где и когда? Любопытно. ВВМИУ Дзержинского, году в 93

Штурман1: ольга пишет: И получается посредственный винт. Нет. Извините, но получаются нормальные винты, устаивающие весь гражданский флот. Испытываются в бассейне нестандартные винты необычной формы: с большим дисковым отношением, с саблевидными лопастями, суперкавитирующие, малошумные, с большим числом лопастей и т.д. Да и то только до тех пор пока не наберется достаточный объем испытаний, а потом - расчет. ольга пишет: Но идеала добиться можно только случайно. Вы что же, предполагаете, что винты проектируют вслепую, методом Эдисона - 10 000 случайных опытов и решение найдено? А почти 100 лет теоретических исследований - это пустой звук. Возьмите обычный учебник по винтам для кораблестроительных ВУЗов и почитайте. ольга пишет: Винт полученный Вами работать будет, но идеальным не будет. Это скорее относится к самому первому винту типа архимедов винт. ольга пишет: Он будет соответствовать диапазону возможных значений от... и до.... А я Вам открою страшную тайну. Когда винт проектируется, он рассчитывается на ОДИН режим (для транспортных гражданских судов - на эксплуатационную скорость с 15% запасом мощности). И только на этом режиме он будет иметь максимальный КПД. На всех остальных режимах КПД меньше. Для судов у которых ДВА режима работы (например, морские буксиры: 1 режим - буксировка, 2 режим - переход) винт расчитывается на наиболее важный режим, или ставится ВРШ. Но это не панацея - увеличивая КПД на нерасчетных режимах, уменьшается КПД на расчетном. von Echenbach пишет: А если на БР и БРКР, в том числе и корветы/клипера поставить современные винты (соосные, сложной формы и т.п.), насколько могла увеличиться их скорость? Априори не скажешь, надо считать. Но не очень намного, не обольщайтесь. На сколько мне известно, при применении несимметричных кормовых обводов, контрпропеллеров до и после винта, несимметричных рулей, многолопасных винтов с саблевидными лопастями речь идет о 2-5% экономии топлива.

NMD: Штурман1 пишет: ставится ВРШ Кстати, а на сколько (в %) ВРШ дороже или дешевле однорежимного?

Штурман1: Anton пишет: ВВМИУ Дзержинского, году в 93 Я так понимаю, механики-эксплуатационники, командиры БЧ-5? Ну раз 93, то в памяти наверно свежо. Откуда Вы брали кривую сопротивления? Реальную или считали, а если считали, то как? Характеристики двигателей: обороты/мощность? Винты по каким сериям?

Штурман1: NMD пишет: Кстати, а на сколько (в %) ВРШ дороже или дешевле однорежимного? Не знаю, но в цене всего судна - исчезающе малая величина. Принятие решения на установку ВРШ определяется не его стоимостью и даже не стоимостью съэкономленного топлива, а эксплуатационной необходимостью. На обычное транспортное судно смысла его ставить нет. В лучшем случае Вы не ухудшите пропульсивный коэффициент (как говорят апологеты ВРШ), в худшем - потеряете 5% мощности (как возражают сторонники ВФШ)

von Echenbach: Спасибо.

Anton: Штурман1 пишет: Я так понимаю, механики-эксплуатационники, командиры БЧ-5? Кораблестроитель, хотя служил и ком.БЧ-5 Штурман1 пишет: Откуда Вы брали кривую сопротивления? Реальную или считали, Из проектно-конструкторской документации, мощность на валу была известна для оборотов. Что интересно, у меня по расчету вышло чуть больше 28 узлов для полной мощности, по проекту ок.29 узлов, а в реале БПК "Маршал Василевский" пр.1155 (не головной) разгонялся до 30 узл (это я консульнировался с бывшим ком.БЧ-5 "Василевского", а в то время ст.преподавателем. Вообще причин нестыковок может быть много (напр. влияние корпуса, занижение КПД в расчетных формулах, для обеспечения гарантированного хода и т.п.), я привел наиболее вероятную на мой взгляд причину.

Anton: NMD пишет: Кстати, а на сколько (в %) ВРШ дороже или дешевле однорежимного? ВРШ сложнее в эксплуатации и требует обслуживания себя и своих вспом. систем (гидравлики), постоянный конроль за обводнением масла, квалифицированного обслуживающего персонала (что для ВМФ проблема, в отличии от гражданских), дополнительный ЗИП (который почему-то расходуется быстрее положенных сроков). Кроме того для большинства НК ВМФ (в отличии от гражданских судов) параметры ГВ подбираются для полного хода, где ВРШ проигрывает по КПД ВФШ, для НК экономия топлива менее важна, чем скорость ПХ (с чем я кстати не совсем согласен, но это реальные требования к проектантам со стороны ВМФ). Потому ВРШ, несмотря на свои преимущества не нашел широкого распространения в ВМФ (делались неоднократные попытки устанавливать ВРШ на проектируемых НК, но в конце-концов принималось решение устанавливать простой и надежный ВФШ). ВРШ все-таки используется на НК, у которых основными являются несколько режимов хода и ПХ не так важен (тральщики).

Штурман1: Anton пишет: ВРШ все-таки используется на НК, у которых основными являются несколько режимов хода и ПХ не так важен (тральщики). Тоже самое, что я и говорил. Основная задача тральщика - тащить трал с определенной скоростью. Режим работы винта - малая скорость, большой упор - т.н. "швартовный режим". А с какой скоростью он перемещается к минному полю - дело десятое, ну на 1-2 узла быстрее, ну и что? ВРШ, кстати тоже расчитывается на определнный ОДИН режим, на котором у него максимальный КПД. Ибо при перекладке лопастей их профиль искажается и КПД падает.

Штурман1: Anton пишет: Из проектно-конструкторской документации, Значит по прогонке в бассейне. Она там была уже полная, или только остаточный коэффициент? Anton пишет: разгонялся до 30 узл "Разгонялся" - это на какой мощности двигателя, эксплуатационной, максимальной длительной, номинальной, максимальной кратковременной, форсированной? Anton пишет: напр. влияние корпусаКак учитывали? В приведенной мною выше книге есть целая глава - "Взаимодействие движетелей с корпусом судна" с такими подразделами: Практические методы определения параметров, характеризующих взаимодействие гребного винта с корпусом. Влияние формы обводов и расположения движителей за корпусом на коэффициенты взаимодействия. Влияние толщины и расположения руля на взаимодействие гребного винта с корпусом. По работе мне пришлось обсчитывать парциальные режимы работы винтов танкера типа "Дрогобыч", натура с расчетом совпадала до 0,1 узла.

Anton: Штурман1 пишет: Она там была уже полная, или только остаточный коэффициент? Штурман1 пишет: Как учитывали? Таких подробностей не помню, давно это было, да и об этом случае вспомнил, потому что речь зашла о ГВ. Штурман1 пишет: на какой мощности двигателя, эксплуатационной, максимальной длительной, номинальной, максимальной кратковременной, форсированной Максимальной длительной, там 4 газовых турбины, у них нет максимальной кратковременной и форсированной мощности

ольга: Штурман1 пишет: Возьмите обычный учебник по винтам для кораблестроительных ВУЗов и почитайте. А я, Вас отошлю к специалистам ЦНИИ им. ак. А.Н.Крылова - они Вам подтвердят мою точку зрения. Кстати, Ваши слова ее тоже подтверждают:Штурман1 пишет: Нет. Извините, но получаются нормальные винты, устаивающие весь гражданский флот. Испытываются в бассейне нестандартные винты необычной формы: с большим дисковым отношением, с саблевидными лопастями, суперкавитирующие, малошумные, с большим числом лопастей и т.д. Да и то только до тех пор пока не наберется достаточный объем испытаний, а потом - расчет. С Ваших слов вытекает следующая последовательность: 1. Испытания моделей в бассейне, до тех пор, пока не наберется достаточный объем испытаний. Объем испытаний оформляется либо в виде серии графиков, либо в виде серии таблиц. 2. Для дальнейшего расчета используются полученные в пункте 1 результаты испытаний. То есть во главе угла стоят модельные испытания, на результатах которых строятся графики и таблицы. Т.е. полученный Вами винт будет соответствовать какому-то табличному значению (точке на графике), т.е. находится в диапазоне от и до (в плане того, что он вписывается по параметрам в табличную зависимость) Винты для нормальных судов - их поначалу лепили на глаз, без всяких модельных испытаний и расчетов. Затем, в ходе реальной эксплуатации выяснились определенные закономерности, которые оформили документально и возможно дополнили испытаниями в бассейне. Штурман1 пишет: А я Вам открою страшную тайну Вы забыли указать еще и про акустические параметры. Впрочем во времена РЯВ, вопрос об акустике еще не стоял.

kimsky: ольга пишет: А я, Вас отошлю к специалистам ЦНИИ им. ак. А.Н.Крылова - они Вам подтвердят мою точку зрения. Мадам, вы путаете (или не видите разницы) расчет новых конструкций на базе выведенных из экспериментов коэффициентов и графиков, и модельные испытания. Первое - расчет на базе имеющегося мат аппарата. Который, естественно, включает и данные, полученные их экспериментов. Второе - эксперимент.

Штурман1: von Echenbach пишет: Почти альтернатива :) - подбор щага, профиля и числа лопастей винтов до 1900-х был большей частью эмпирическим и подтверждался натурными испытаниями. А если на БР и БРКР, в том числе и корветы/клипера поставить современные винты (соосные, сложной формы и т.п.), насколько могла увеличиться их скорость? Хотите просчитать? Начните с поиска кривой сопротивления. Найдете - продолжим.

ольга: kimsky пишет: Мадам, вы путаете (или не видите разницы) расчет новых конструкций на базе выведенных из экспериментов коэффициентов и графиков, и модельные испытания. Отвечу Вашими же словами: kimsky пишет: расчет новых конструкций на базе выведенных из экспериментов коэффициентов и графиков, Что такое по вашему эксперимент? Это операция с физическим объектом (винтом или его моделью). Если коэффициенты получаются из экспериментов, то во главе стоят эксперименты. Серия экспериментов( по сути модельных или натурных или макетных испытаний) - сбор данных для коэффициентов - математическое моделирование на основе собранных данных - изготовление винта.

von Echenbach: Штурман1 пишет: Хотите просчитать? Так строго? :))) Здесь не филиал КСИ, надеюсь. Есть мнение, интерес к теме - кто знает, что может -делится. Профессиональный подход это хорошо, но кроме специалистов есть любители-дилетанты, к которым должно относится с пониманием, снисхождением с Олимпа и бережливостью. :)

Штурман1: von Echenbach пишет: Так строго? :))) Вы не поняли. Хотите просчитать [вместе]? А что такое КСИ?

von Echenbach: Штурман1 пишет: Хотите просчитать [вместе]? А что такое КСИ Просчитать - не против, НО мед. образование позволяет считать на уровне статистики :), иногда - с помощью физ-мат факультета и проводить некие системные подсчеты. Поэтому я всегда очень осторожен в большой математике и предпочитаю получать ответы и рекомендации от Профессионалов, к которым без сомнения Вы относитесь. КСИ - наверное старая абревиатура Кор. Стр. Ин-т.

kimsky: ольга пишет: Если коэффициенты получаются из экспериментов, то во главе стоят эксперименты. Я же говорю - не понимаете. К слову - без расчетных методик - модельные эксперименты могут быть спокойно засунуты... на дальнюю полку. И без мат.аппарата до сих пор винты бы меряли по десять штук на корабль. И что получали бы при том - одному богу ведомо.

ольга: kimsky пишет: Я же говорю - не понимаете. К слову - без расчетных методик - модельные эксперименты могут быть спокойно засунуты... на дальнюю полку. И без мат.аппарата до сих пор винты бы меряли по десять штук на корабль. И что получали бы при том - одному богу ведомо. Ага, а расчетные методики на чем базируются? На результатах серии экспериментов! Эксперимент на бумаге провести невозможно! А вот его записи наносятся на бумагу. Но вначале эксперимент(опыт (испытания)).

Anton: ольга пишет: И без мат.аппарата до сих пор винты бы меряли по десять штук на корабль ольга пишет: а расчетные методики на чем базируются? На результатах серии экспериментов! Эксперимент на бумаге провести невозможно! А вот его записи наносятся на бумагу. Но вначале эксперимент(опыт (испытания)). Ну вот, пришли к вопросу о первичности курицы или яйца :-) Изложу свое видение вопроса, все-таки когда-то изучал проектирование военного (не гражданского) корабля. 1. Сначала по прототипу подбирается наиболее подходящий ГВ 2. С использованием мат.аппарата он оптимизируеится для конкретного проектируемого корабля 3. Изготавливается и испытывается его модель (если х-ки соответствуют расчетным - то ГВ принимается, если нет, то вносятся изменнения параметров ГВ (с помощью мат.аппарата) изготавливается серия моделей и на испытания 4. Х-ки ГВ проверяются на головном корабле серии на испытаниях, если не соответствуют, то ГВ меняют и опять проверяют Вообще некоторые головные корабли серий свою службу до среднего ремонта провели на испытаниях, устранениях недостатков, улучшениях, опять испытаниях и т.д. Для сравнения: разница стоимости постройки, испытаний, устранения недостатков (без учета стоимости топлива, боеприпасов и обеспечения личного состава) головного и третьего корабля пр.1164 (ракетный крейсер) составляла более 20 млн. руб. обр.1961 г. Конечно, основную часть этой суммы съело освоение производства, но и остаток немаленький. Здесь еще не учтена строимость опытно-конструкторских работ. Вывод: все посчитать не можем, требуется проверка на практике и устранение замечаний по ее итогам (конечно и доработка методик расчета по результатам испытаний)

Anton: Я ошибся с цитатами, так правильно: kimsky пишет: И без мат.аппарата до сих пор винты бы меряли по десять штук на корабль. И что получали бы при том - одному богу ведомо. ольга пишет: а расчетные методики на чем базируются? На результатах серии экспериментов! Эксперимент на бумаге провести невозможно! А вот его записи наносятся на бумагу. Но вначале эксперимент(опыт (испытания)). Ну вот, пришли к вопросу о первичности курицы или яйца :-) Изложу свое видение вопроса, все-таки когда-то изучал проектирование военного (не гражданского) корабля. 1. Сначала по прототипу подбирается наиболее подходящий ГВ 2. С использованием мат.аппарата он оптимизируеится для конкретного проектируемого корабля 3. Изготавливается и испытывается его модель (если х-ки соответствуют расчетным - то ГВ принимается, если нет, то вносятся изменнения параметров ГВ (с помощью мат.аппарата) изготавливается серия моделей и на испытания 4. Х-ки ГВ проверяются на головном корабле серии на испытаниях, если не соответствуют, то ГВ меняют и опять проверяют Вообще некоторые головные корабли серий свою службу до среднего ремонта провели на испытаниях, устранениях недостатков, улучшениях, опять испытаниях и т.д. Для сравнения: разница стоимости постройки, испытаний, устранения недостатков (без учета стоимости топлива, боеприпасов и обеспечения личного состава) головного и третьего корабля пр.1164 (ракетный крейсер) составляла более 20 млн. руб. обр.1961 г. Конечно, основную часть этой суммы съело освоение производства, но и остаток немаленький. Здесь еще не учтена строимость опытно-конструкторских работ. Вывод: все посчитать не можем, требуется проверка на практике и устранение замечаний по ее итогам (конечно и доработка методик расчета по результатам испытаний)

Штурман1: von Echenbach пишет: НО мед. образование Это не помеха. von Echenbach пишет: большой математике ... не требуется. von Echenbach пишет: Просчитать - не против Так начнем! Выбирайте корабль. Но опять упираемся в кривую сопротивления (зависимость буксоровочного сопротивления от скорости). Реально найти реальную? Если нет, то можно прикинуть по к.л. серии, но мне доступны только серии гр.судов, ну и диаграма Папмеля для военных. Вы же понимаете, если нет правильного сопротивления, то разницы реальных и оптимальных винтов можно не увидеть.

kimsky: ольга пишет: Ага, а расчетные методики на чем базируются? Вот и выясните. Заодно, надеюсь, поймете, почему такое место в гидромеханике занимает Фруд. И почему таскание маленьких корабликов на динамометре стало иметь смысл после введения нужной теории...

von Echenbach: Anton пишет: пришли к вопросу о первичности курицы или яйца :-) Cначала было слово (мысль) :)Штурман1 пишет: но мне доступны только серии гр.судов, ну и диаграма Папмеля :) Это мне недоступно. Если диаграмму я ещё могу представить, то о Диаграмме Пампеля и не слышал.

Штурман1: von Echenbach пишет: о Диаграмме Пампеля и не слышал А и не надо, пароход выбирайте.

Anton: Штурман1 пишет: ну и диаграма Папмеля для военных. Если не подводит память, диаграмма Пампеля как раз и создавалась в начале 20 века, т.е. вполне подходит для обводов кораблей конца 19 начала 20 века (а вот для клиперов - вопрос)

Штурман1: В старом справочнике Войткунского сказано: "Во многих случаях, особенно для военных кораблей, расчет по диаграме Папмеля дает заниженное значение буксировочной мощности судна".

Anton: Штурман1 пишет: В старом справочнике Войткунского Какого года справочник?

Krom Kruah: Господа, смиренно прошу в качестве ев. прототипа принять Баяна. У меня по Шарпе он получается на полузла-узла тихоходнее для его КМУ и пр. обводов (точнее для его осн. размерениях и коеф. полноты водоизмещения). А ведь Баян с 22.5 уз. это совсем немалая разница! Кстати у англов вообще требуемая мощность для данной скорости - сериозно меньше, чем для немцев и тем-более чем для французев. Например (да и совсем в тематики РЯВ) можно ставнить (при пр. одинаковом водоизмещением) мощности КМУ и скорости японских БРКР. Там очень хорошо просматривается как и что. Только не понятно - почему? Может из-за винтов, или из-за обводов корпуса. Или - и то и другое, да и еще чего небудь? Штурман1 пишет: Так начнем! Выбирайте корабль. Но опять упираемся в кривую сопротивления (зависимость буксоровочного сопротивления от скорости). Реально найти реальную? Если нет, то можно прикинуть по к.л. серии, но мне доступны только серии гр.судов, ну и диаграма Папмеля для военных. Вы же понимаете, если нет правильного сопротивления, то разницы реальных и оптимальных винтов можно не увидеть. Это исключительно интересно для меня. Позвольте поучаствовать. Я вообще-то считал что отсуствие фундаментального образования фатальным , но Ваши слова Штурман1 пишет: о Диаграмме Пампеля и не слышал\\\\\А и не надо, пароход выбирайте. вселили в моей души надежды, что хоть и на обывательском уровне кое-что буду в состоянием понять.



полная версия страницы