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.
von Echenbach: Берем Баяна :) Или кр.2 р. Европа (х-пароход).
Штурман1: Anton пишет: Какого года справочник? 1960. Krom Kruah пишет: Я вообще-то считал что отсуствие фундаментального образования фатальным Чтобы разобраться в расчетах (и при необходимости повторить) особого образования не потребуется. Школьная физика и математика. Мы же не теоретические изыскания проводим, а типовой расчет в пределах предъэскизного (ну, мах. эскизного) проекта, по давно устаканенной методике. Восточную мудрость помните. "Увидев голодного человека на берегу пруда - научи его ловить рыбу!" Что я и попытаюсь сделать. Krom Kruah пишет: прошу в качестве ев. прототипа принять Баяна von Echenbach пишет: Берем Баяна Хорошо, берем Баян. Давайте характеристики. Пока эти, дальше уточним. Длина (по КВЛ), м = Ширина (по КВЛ), м = Осадка (по КВЛ), м = Водоизмещение (для взятой осадки), т = Расчетная скорость, уз = По поводу скорости. Есть два вида расчета: 1. По заданной мощности определить достижимую скорость; 2. Для заданной скорости определить потребную мощность. Расчеты в принципе одинаковые, но для 1-го надо просчитать ряд точек, построить кривую и где она пересечет кривую сопротивления, там и будет достижимая скорость. Для 2-го считается только одна точка. Расчет нескольких точек большого образовательного значения не имеет, поэтому предлагаю ограничится одной скоростью и посчитать потребную мощность. Расчет делаем в ручную, для наглядности и возможности "потрогать" каждую цифру.
Anton: Штурман1 пишет: 1960. Спросил потому что у военных кораблей (особенно скоростныз) ко ВМВ изменились обводы, и послевоенный справочник явно говорит о кораблях периода ВМВ, тогда как Папмель составлял диаграммы в 20х годах еще по статистике кораблей (именно военных) обводов начала века, так что для данного периода Папмелем можно смело пользоваться.
ольга: Anton пишет: Изложу свое видение вопроса, все-таки когда-то изучал проектирование военного (не гражданского) корабля. 1. Сначала по прототипу подбирается наиболее подходящий ГВ А на прототипе он откуда? Первые винты - делались чисто интуитивно. Потом накопили опыт и выявили закономерности. Упорядочили информацию и изложили на бумаге. времена РЯВ - как раз к той эпохе и относятся - интуитивно-эстетичной ( например форма корпуса ЭБР сложнее и изящнее чем у "Дредноута")
артём: ВРШ, в среднем на оптимальных режимах проигрывает ВФШ 10 - 15% (условно). А вообще, друзья, девушкам с образованием (и мозгами) стоит доверять. Винт совершенно точно поддаётся расчету. Плохо прогнозируются условия работы винта. Все диаграммы и универсальные формулы, очень приближённые расчеты.
артём: Оля, вы во мнгом правы. Однако, изначально, винт расчитывается. Далее уточняются условия работы винта. Совершенно не понял про обводы, чем это утюги изящьней?
Anton: ольга пишет: Первые винты - делались чисто интуитивно. Ну да, тут с Вами сложно поспорить, но я то писал не про первые винты.
Штурман1: Данных по "Баяну" пока нет. Поэтому внесу свою лепту по другому вопросу. Anton пишет: 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 Для гражданских судов это выглядит так: 1. Определяется кривая сопротивления. Если обводы судна стандартные - по стандартным сериям (напр. ОСТ 5.0181-75). Если придумали что-то новое - по испытаниям моделей в бассейне. Испытание модели в бассейне, доложу я вам, удовольствие не дешевое, особенно если испытывают не одну форму обводов, а несколько. Модели тоже не хилого размера - в бассейне ЛКИ до 3 м, в ЦНИИ Крылова - до 5 м, а вообще, по-моему, до 10 м. Испытание моделей длиной ок. 1 м (бассейн ЛИИВТ) практической ценности не имеет. 2. Получив кривую сопротивления, подбирают винт по серийным диаграммам, например винты серии B Голландского бассейна. При чем в зависимости от выбора двигателя винт выбирают либо оптимальный по диаметру, либо оптимальный по оборотам (почему, кто скажет?). 3. Если судно стандартное, то этого достаточно. Если нет, то необходимо целое научное исследование по проектированию комплекса кормовые обводы - винт и уточнения характеристик винта по (обратите внимание) вихревой ТЕОРИИ.
Штурман1: артём пишет: Все диаграммы и универсальные формулы, очень приближённые расчеты. Тут Вы не правы, расчет по диаграммам достаточно близок к натуре. Иначе бы по ним не считали.
Krom Kruah: Штурман1 пишет: Хорошо, берем Баян. Давайте характеристики. Длина (по КВЛ), м = 135 Длина (макс.), м = 137 (Re.: Баян - с таранным форштевнем) Ширина (по КВЛ), м = 17.6 Осадка (по КВЛ), м = 6.7 Водоизмещение (для взятой осадки), т = 7802 (это нормальное водоизмещение. Полное - 8237 тонн) Расчетная скорость, уз = 20.6 (?!? кстати это макс. скорость на изпытаниях, а как раз интересно могла ли быть больше с подходящих винтов и данной КМУ?) КМУ: котлы: Бельвиля с экономайзерами (26 шт.) механизмы: 2 пар. машины тройного разширения мощность (макс.) л.с. = 16500 Re: В нек. источников попадал и на инфой про 22 уз. скорости и мощности КМУ 17400 л.с. (возможно именно это было по проекте). Выше дал по монографую Броненосные крейсера типа «Баян» В.Я. Крестьянинов, С.В. Молодцов Re: В данном весе и обеме КМУ с котлов Шульца-Торникрофта или Нормана КМУ дала бы мощности ок. 20500-22000 л.с. (пр. как у Аскольда) Интересно что вышло бы со скорости Баяна в таком случае? Если нужно еще что-то, милисти прошу - спрашивайте - я готов. P.S.: Данные по построенных после войны однотипных БРКР: Силовая установка: две вертикальные паровые машины тройного расширения, 26 котлов, 2 винта, "Баян II" - 18,600 л.с. "Адмирал Макаров" – 15,527 л.с., "Паллада" – 17,125 л.с.) Скорость: "Баян II" - 21,8 узла "Адмирал Макаров" – 21,08 узла, "Паллада" – 20,82 узла)
Штурман1: Я тоже посмотрел Крестьянинов В.Я., Молодцов С.В. Броненосные крейсера типа "БАЯН", но в электронном варианте. http://wunderwaffe.narod.ru/Magazine/MK/1997_03/. И у меня возникли вопросы. 135 м - Длина между перпендикулярами. Обычно (сейчас) - носовой перпен. это пересечение КВЛ и штевня, кормовой перпен. - ОСЬ БАЛЛЕРА. Но судя по чертежу, для Баяна - это пересечение КВЛ и аштерштевня. Хорошо, берем L=135 м. Судя по теорет. чертежу http://wunderwaffe.narod.ru/Magazine/MK/1997_03/Draw/TN_08.JPG максимальная ширина выше КВЛ, а ширина по КВЛ - не 17,6, а 17,5. Поэтому беру B=17,5 м. Соотношению осадка/водоизмещение придется поверить, ибо иначе придется обсчитывать теорет. чертеж, что не самое страшное - обычный типовой расчет, проблема - снять с чертежа ПРАВИЛЬНЫЕ размеры. Водоизмещение кстати там D=7802,625 т. Считаем не в столбик, лишние цифры не помеха. Скорость там указана такая. "15 мая крейсер на шести пробегах развил максимальный ход 20,5 узла." "В декабре 1902 года на официаль-ных приемных испытаниях на полный ход крейсер достиг 20,97 узла." Но хотите 20,6 - пусть будет. По поводу достижимой скорости - см. выше. Я показываю как считать одну точку, желающие могут повторить его для других скоростей. И получат достижимую скорость.
Anton: Штурман1 пишет: При чем в зависимости от выбора двигателя винт выбирают либо оптимальный по диаметру, либо оптимальный по оборотам (почему, кто скажет?). Это риторический вопрос или что?
Krom Kruah: Штурман1 пишет: Но судя по чертежу, для Баяна - это пересечение КВЛ и аштерштевня. Да. Это именно так. Поэтому беру B=17,5 м. ОК. Кстати для послевоенных потомков Баяна дают именно 17.5 м. "В декабре 1902 года на официаль-ных приемных испытаниях на полный ход крейсер достиг 20,97 узла." Черт знает - при пр. одинаковом корпусе у "потомстве" : длина - "Баян II" - 137,16 метра "Адмирал Макаров" – 138,81 метра "Паллада" – 138,68 метра ширина - 17,5 метра (у всех) осадка - 6,5 метра ("Паллада" – 6,44 метра) водоизмещение: "Баян II" - 7,901 тонна "Адмирал Макаров" – 7,890 тонн, "Паллада" – 7,834 тонны При том например "Баян II" дал 21.8 уз. при 18600 л.с., "Адмирал Макаров" - 21.08 уз. при (всего-то) 15527 л.с., а "Паллада" - 20,82 узла при 17125 л.с. Так или иначе будет "около" или "более-менее".
Штурман1: Anton пишет: Это риторический вопрос или что? Проверка на "вшивость". Krom Kruah пишет: Черт знает - Поэтому палео-расчет (по аналогии с палеонтологией) нужно проверять и проверять. Продолжаю. Расчет сопротивления по диаграме Папмеля. Для тех кто не знает - это график некоего коэфф. С1 как функция двух параметров φ1 и v1. Как они вычисляются и что делать с С1 будет ясно из расчета. Для начала - коэф. общей полноты - δ=D/(kв.ч.*ρ*L*B*T)=7802,625/(1,01*1,025*135*17,5*6,7)=0,476. kв.ч. - коэффициент выступающих частей - винты, валы, дейдвуды, рули. ρ - плотность воды т/куб.м. Получили прохлоп. В http://wunderwaffe.narod.ru/Magazine/MK/1997_03/ указано 0,5 (даже в двух местах - под разными названиями). Попробуем взять другую осадку. Углубление без киля, м...............................................................6,5. Получается у "Баяна" брусковый киль. δ=D/(kв.ч.*ρ*L*B*T)=7802,625/(1,01*1,025*135*17,5*6,5)=0,491. Уже ближе, принимаем. φ1=10*B*δ/L=10*17.5*0.491/135=0,636. кв.кор.φ1=0,798. λ1=0,7+0,03*кв.кор.(L)=0,7*0,03*кв.кор.(135)=1,049. x1=1,05, т.к. корабль двухвинтовой. v1=vs*кв.кор.(φ1/L)=20,6*кв.кор.(0,636/135)=1,413. Теперь с графика C1=f(v1,φ1)=46,7. Буксировочная мощность EPS=(D/L)*(x1*кв.кор.(φ1)/λ1)*((vs^3)/C1)=(7802.625/135)*(1.05*0.798/1.049)*((20.6^3)/46.7)=8642 л.с. скорость v=vs*1852/3600=10.6 м/с Буксировочное сопротивление R=EPS*75/v=8642*75/10,6=61150 кгс (это в старой системе килограмм-силы). В СИ будет 61150*9,81=599800 Н. Пока все. Извиняюсь за жуткое написание формул. Проверьте на предмет ошибок. Попробую еще прикинуть по сериям. Это позже.
Штурман1: Посмотрел внимательно на расчеты по сериям. Не дотягивают они по δ - мин. 0,6, а те которые дотягивают - имеют такие современные обводы, что применияь их к Баяну - бред. Поэтому вопрос к тем кто понимает - доверяем Папмелю или ищем серийные расчеты, а лучше всего достать реальную?
Krom Kruah: Штурман1 пишет: Расчет сопротивления по диаграме Папмеля Не смогли ли бы вбухать всего того хозяйства в Excel (например). Вообще-то так плавно и незаметно можно дойти до чего-то вроде сильно улучшенного , намного более гибкого и удобного издания SpringSharp-a (который не очень гибкий по отношению нек. параметров и вследствии того то там то в др. месте врет, да и невозможно менять нек. параметры, варирующие в разн. флотов и периодов) если по мере возможностей расширять будем с кое-каких расчетов по ост. параметров ТТХ. Ну, и нек. пояснения по некоментированных параметров (т.е. - что это такое и как называется).
Штурман1: Krom Kruah пишет: Не смогли ли бы вбухать всего того хозяйства в Excel (например). В Excel - плохо. Интерполяция по таблицам в нем громоздко выходит. Лучше сразу писать нормальную программу. Krom Kruah пишет: намного более гибкого и удобного издания SpringSharp-a Что мною же и предлагалось: http://tsushima4.fastbb.ru/index.pl?1-6-0-00000002-000-120-0 Штурман пишет: Если пресловутый Шарп так плох, что непонятно, что и как он считает. То не сотворить ли свою программу, про которую все будет известно. Krom Kruah пишет: Ну, и нек. пояснения по некоментированных параметров (т.е. - что это такое и как называется). Что именно? Если по Папмелю, то там голая эмпирика (стат. обработка) , даже без следов физического смысла.
Krom Kruah: Штурман1 пишет: Что мною же и предлагалось Кстати к августе ожидается SpringSharp v. 3.0 beta . По предварительных клятв - сериозно лучше именно по контролем над параметров. Поживем-увидем - что не отменяет потребности из чго-то свое и "как для себя" сделанного.
Anton: Штурман1 пишет: ищем серийные расчеты, а лучше всего достать реальную? А где ж Вы их возьмете?
Штурман1: Штурман1 пишет: Лучше сразу писать нормальную программу. На заре туманной юности и 286 компов, я занимался исследовательским проектированим гр. судов. И писал программу расчета их характеристик, по тем временам на Basik-e . С расчетом кривой сопротивления, подбором винта, определения весов и т.д. правда для одного типа судна. Но все это давно кануло в Лету и костей не найти.
Штурман1: Anton пишет: А где ж Вы их возьмете? А вдруг у кого на книжной полке пылиться книжечка с таким скажем названием "Отчет о испытаниях модели кр. Баян".
Штурман1: Но это так, "надежды юноши питают". Ближе к делу. Расчет буксировочного сопротивления принимаем? Вопрос к тем, кто понимает. Если нет, то предложения? Если да, то переходим к винтам. Что известно про винты Баяна: диаметр, дисковое, шаговое отношение, число лопастей? Если ничего этого нет, будем подбирать свой. Тут есть тонкости, о которых в следующий раз.
Krom Kruah: Дополнение из Мельниковского "Баяна": по начальному проекту мощность 16000 л.с. и скорость 21 уз. По окончательному - 16500 л.с. и 21 уз. По изпытаниях макс. скорость 20.9 уз. (но не на 24-часового хода, как надо было). Т.е. - скорость в 20.6 уз. можно принять как достоверной. Коеффициент общей полноты по проекту = 0.501. Ширина по миделе - 17.4 м, ср. углубление - 6.7 м, длина м/у перпендикулярами 135 м. Про винтов - пока ничего...
Krom Kruah: Штурман1 пишет: Получили прохлоп. В http://wunderwaffe.narod.ru/Magazine/MK/1997_03/ указано 0,5 (даже в двух местах - под разными названиями). Там вообще немало неувязок. Вес брони (нижн. пояса например) совершенно не вяжется. Кстати реальная эксплиатационная скорость была выше 20 уз. что очень хорошо.
Anton: Krom Kruah Есть сильное подозрение, что водоизмещение дано в "длинных" английских тоннах (принятых в РИФ). 1 англ. тонна = 1,016 метрической тонны.
Krom Kruah: Anton пишет: Есть сильное подозрение, что водоизмещение дано в "длинных" английских тоннах Угу. Тогда КПВ получается 0.5 без всяких допущений, что осадка не 6.7, а 6.5 м. Соотв. водоизм. в метр. тонн получается примерно 7926 тонн.
Anton: Диаграмма Папмеля есть здесь http://vm.msun.ru/Vga/Parametry/18_13.jpg
ольга: Anton пишет: Ну да, тут с Вами сложно поспорить, но я то писал не про первые винты. Гидромеханика - страшная наука! Расчеты весьма приблизительны. Работать изготовленный винт будет, но есть много всяких но... артём пишет: Оля, вы во мнгом правы. Однако, изначально, винт расчитывается. Далее уточняются условия работы винта. Совершенно не понял про обводы, чем это утюги изящьней? Изящней - это эстетичней! Или вам нравятся квадратно рубленные формы корпуса? Впрочем это дело вкуса.
артём: Возможно я не прав, при этом заблуждается вся советская гидродинамика.
артём: Оля практически вас люблю. Всмысле, теоритически. Эстетика вещь\наука, субъективная. Всю сознательную жизнь увлекаюсь быстроходными, водоизмещающими корпусами. Возможно, я урод, однако считаю хорошо.
Anton: Штурман1 пишет: Ближе к делу. Расчет буксировочного сопротивления принимаем? Вопрос к тем, кто понимает. Если нет, то предложения? Если да, то переходим к винтам. Что известно про винты Баяна: диаметр, дисковое, шаговое отношение, число лопастей? Если ничего этого нет, будем подбирать свой. Тут есть тонкости, о которых в следующий раз. Что-то застопорилось с винтами Баяна:-( Предлагаю для проверки методики посчитать крейсер Варяг, по которому про винты известно. Водоизмещение 6604 т Длина по ВЛ 127,8 м Ширина 15,9 м Осадка средняя 5, 94 м Мощность 14157,5 л/с (150 об/мин) Скорость 23,18 узл Количество винтов 2 Диаметр винта 4,4 м Шаг 5,56 м δ=0,528 φ1=0,6575 λ1=1,0391 x1=1,05, т.к. корабль двухвинтовой. v1=1,6627 C1=f(v1,φ1)=42 Буксировочная мощность EPS=12555 л.с. Буксировочное сопротивление R=78967 кгс.=774667 Н. Штурман1, Проверте пожалуста вычисления и сделайте показательный расчет по винтам.
Штурман1: ольга пишет: Или вам нравятся квадратно рубленные формы корпуса? Вы будете смеяться, но где-то в 70-х годах в журнале "Морской флот" в обзоре мирового судостроения приводился проект грузового судна из плоских панелей. Их правда было больше 7 (5 - это коробка от ботинок, если заострить оконечности - 7). Обоснование такого проекта было такое: ухудшая гидродинамику, увеличивая мощность ЭУ и увеличивая расход топлива выигрываем в технологии и стоимости постройки. Но потом этот проект нигде не прорезался.
Штурман1: Anton пишет: показательный расчет по винтам Как оказалось, когда долго чем-то не занимаешься, оно улетучивается из памяти :-( Придется сходить в библиотеку - освежить, а она только в чеверг. Так что с винтом подождите. Расчеты ходкости завтра - сегодня уже поздно. А пока обещанные тонкости. И ответ на "риторический" вопрос. Прошу прощения у тех кто знает, объяснение для не специалистов. Как известно из теории винтов, область винтов с наибольшим КПД лежит в области больших диаметров и малых оборотов. Эта область практически не реализуется на морских судах - не хватает осадки для размещения таких больших винтов. В зоне же обычных винтов есть два оптимума: 1) винт оптимальный по диаметру; 2) винт оптимальный по оборотам. И соответственно две схемы расчета. Если при расчете винта мы не завязаны жестко на оборотах двигателя - двигатель скажем не серийный или передача с двигателя на винт осуществляется через редуктор - тогда задаем максимальный диаметр винта из условий размещениея и рассчитываем винт оптимальный по оборотам. Если же обороты двигателя жестко заданы - то оптимизируем диаметр винта.
von Echenbach: Штурман1 пишет: оптимизируем диаметр винта. Количество проектируемых винтов влияет на расчеты: диаметр, обороты и т.д.? В какую в среднем сторону (т.к. функции и параметры неоднозначны).
Штурман1: Anton пишет: Проверте пожалуста вычисления С точностью округления и снятия с диаграммы - верно. Только опять каверзный вопрос - "Водоизмещение 6604 т" - тонны нормальные или длинные? (когда эта путаница была устранена - в 1917?) von Echenbach пишет: Количество проектируемых винтов влияет на расчеты: диаметр, обороты и т.д.? Когда одного винта максимально возможного (с точки зрения размещения) диаметра не хватает для создания потребного упора устанавливаются 2, 3 и т.д. винтов.
Anton: Штурман1 пишет: Только опять каверзный вопрос - "Водоизмещение 6604 т" - тонны нормальные или длинные? Приведено к метрическим Штурман1 пишет: (когда эта путаница была устранена - в 1917?) Видимо да, даже несколько позже - с полным переходом судостроения на метрическую систему. Вообще указание, что нагрузка масс дается в длинных тоннах я встречал только у Поленова (в "Крейсер "Аврора"), все остальные авторы просто добросовестно переписывают цифры с дореволюционных источников, у Виноградова в "Последних исполинах ..." дается факсимиле "Объяснительной записки к проекту линейного корабля в 35000 АНГ.ТОНН" - это 1914 г.
Штурман1: Anton пишет: Диаметр винта 4,4 м Шаг 5,56 м Антон! С винтами Варяга тоже не все чисто. В http://wunderwaffe.narod.ru/Magazine/MK/2003_03/02.htm сказано: "В соответствии с проектными чертежа-ми, на «Варяге» предполагалось устано-вить два четырехлопастных винта со съемными лопастями диаметром 4,4 м. Однако в ходе строительства их замени-ли на два трехлопастных винта с непо-движными лопастями и стандартным шагом 5,6 м." Во-первых, 5,56 м – очевидно описка. Во-вторых, для второго винта диаметр явно не указан, а делать предположение, что он такой же как у первого, по-моему, неправильно. Попробуем снять размер с чертежей, благо нужно еще углубление оси винта. Чертежи берем http://wunderwaffe.narod.ru/Magazine/MK/2003_03/Draw/TN_05.JPG с масштабной линейкой на http://wunderwaffe.narod.ru/Magazine/MK/2003_03/Draw/TN_06.JPG и получаем. Масштабная линейка - 5,95 см - 20 м. Осадка - 1,94 см - 6,52 м (ни чего похожего на 5,94 м, указанных Антоном) Диаметр винта - 2*0,52 см = 1,04 см - 3,50 м (опять мимо) Заглубление оси винта - 1,27 см - 4,27 м (но веры ему, учитывая прохлопы выше, никакой) Либо я разучился снимать размеры с чертежа, либо в них ошибки.
Anton: Штурман1 пишет: Во-первых, 5,56 м – очевидно описка. Во-вторых, для второго винта диаметр явно не указан, а делать предположение, что он такой же как у первого, по-моему, неправильно. Это из Мельникова "Трехлопастные гребные винты диаметром около 4,4 м изготовлялись из марганцовистой бронзы и имели съемные лопасти с креплениями, позволявшими менять шаг, который обычно составлял 5,56 м." http://cruiserx.narod.ru/Melnikov/m108_123.htm Штурман1 пишет: Осадка - 1,94 см - 6,52 м (ни чего похожего на 5,94 м, указанных Антоном) 5,94 м это осадка при проведении испытаний "вышли в залив, имея углубление 5,94 м на ровный киль. Волнение не превышало двух баллов при ветре 2—3 балла. К 9 часам утра, когда уголь разгорелся во всех топках, начали 12-часовой пробег с контрактной скоростью 23 узла. Входные люки в кочегарках были открыты, вентиляторы нагнетали давление. Средняя частота вращения составляла около 149 об/мин, давление пара в котлах достигло 17,5 атм. Не обошлось без происшествий: разорвало трубку в котле № 30 и его вывели из действия на 3,5 часа. Однако это не помешало кораблю достичь средней скорости 23,18 узла, что было выше контрактной. Индикаторные диаграммы показали суммарную мощность обеих машин — 14 157,5 л. с." http://cruiserx.narod.ru/Melnikov/m85_90.htm После испытаний водоизмещение (осадка) были увеличены из соображений остойчивости "Теперь, чтобы опустить центр тяжести корабля и тем самым увеличить метацентрическую высоту, решено было уложить на днище крейсера чугунные чушки общим весом до 200 т. В этом случае метацентрическая высота при нормальном запасе угля составляла около 0,7 м, а с полным запасом (при водоизмещении 7000 т) — около 0,6 м. Однако при этом осадка крейсера превышала проектную, равную 5,94 м." http://cruiserx.narod.ru/Melnikov/m96_101.htm Т.е. расчет надо делать для проектного водоизмещения при котором Варяг проходил испытания, а потом ради интереса проверить на сколько укладка балласта снизила скорость. С чертежами попробую разобраться.
Krom Kruah: Anton пишет: Т.е. расчет надо делать для проектного водоизмещения при котором Варяг проходил испытания, а потом ради интереса проверить на сколько укладка балласта снизила скорость. С чертежами попробую разобраться. Т.е. - принимаем корпус Варяга в качестве еталонного по обводов? (оно по всех свидетельств так и было). Спрашиваю, чтобы знать на какой основе работать дальше. У меня такое ощущение, что с даных по Баяна что-то не так... Ну, а 200 тонн недогруза у Варяга пойдут на пользу рода! Это 50 м/100мм/2.44 м пояс вместе с траверзами!
Anton: Krom Kruah пишет: Т.е. - принимаем корпус Варяга в качестве еталонного по обводов? (оно по всех свидетельств так и было). Спрашиваю, чтобы знать на какой основе работать дальше. У меня такое ощущение, что с даных по Баяна что-то не так... Не совсем так, просто я хочу проверить насколько результаты расчета по методике совпадают с практикой, т.е. фактическим кораблем. Если совпадение по мощности в пределах 5-7% (погрешность кубической зависимости скорости), то методику можно применять на любой корпус и любую скорость (в пределах разумного, конечно). Однако по эталонному кораблю (Варяг) по которому вроде-бы все было ясно начинают вырисовываться неясности.
Штурман1: Час от часу не легче. Катаев. В соответствии с проектными чертежами, на «Варяге» предполагалось установить два четырехлопастных винта со съемными лопастями диаметром 4,4 м. Однако в ходе строительства их заменили на два трехлопастных винта с непо-движными лопастями и стандартным шагом 5,6 м. Мельников. Трехлопастные гребные винты диаметром около 4,4 м изготовлялись из марганцовистой бронзы и имели съемные лопасти с креплениями, позволявшими менять шаг, который обычно составлял 5,56 м. Судя по конструкции - это разные винты. У Катаева - винт с неподвижными лопастями. Шаг постоянный 5,6 м. У Мельникова - лопасти позволявшие менять шаг. Шаг переменный, обычно - 5,56 м. Единственное, в чем они совпадают - это число лопастей - 3. Anton пишет: чушки общим весом до 200 т. Расчет на пальцах. Sвл=α*L*B=0.7..0.8*127.8*15.9=~1500 кв.м. dV=1.025*dT*Sвл=1.025*0.01*1500=15.4 т на 1 см осадки. 200 т --> 13 см. А у меня разница 6,52-5,94=0,58 м - ??? Anton пишет: С чертежами попробую разобраться. Разберётесь, снимите заглубление винта.
Штурман1: Anton пишет: Водоизмещение 6604 т Осадка средняя 5, 94 м А тогда еще вопрос, водоизмещение соответствует осадке? А то я чувствую, что все закончится обсчетом теоретического....
Anton: Штурман1 пишет: А то я чувствую, что все закончится обсчетом теоретического.... В принципе это самое логичное, но погешности :-(
Anton: Штурман1 пишет: Судя по конструкции - это разные винты. У Катаева - винт с неподвижными лопастями. Шаг постоянный 5,6 м. У Мельникова - лопасти позволявшие менять шаг. Шаг переменный, обычно - 5,56 м. Единственное, в чем они совпадают - это число лопастей - 3. Необязательно. В САСШ принята была (да и сейчас) английская система измерений (футы, дюймы), т.е. и Мельников и Катаев пересчитывали шаг винта в метр.систему, Катаев мог просто округлить. И у Мельникова и у Катаева это ВФШ, только у Мельникова указано, что лопасти сьемные и шаг их мог меняться (в доке), а у Катаева это не указано (наверно потому, что шаг никогда не менялся в реале).
Штурман1: Anton пишет: В принципе это самое логичное, но погешности :-( Погрешности, кстати не самое страшное. Труднее снять ПРАВИЛЬНЫЕ размеры с теоретического. Вот теоретический Варяга - http://wunderwaffe.narod.ru/Magazine/MK/2003_03/Draw/02.jpg. О номерах шпангоутов можно только догадываться. И как соотнести его с каким-нибудь линейным размером, а лучше с несколькими, а лучше по всем трем осям? Масштаб который приведен там (1/4" = 1') ничего не дает, т.к. это не бумажный документ. После того как сняты размеры (можно даже не через равные промежутки - ватерлинии или шпации) - проблем с расчетом нет. Anton пишет: Необязательно. Вы считаете? Мне кажется у Катаева четко сказано: "два трехлопастных винта с НЕПОДВИЖНЫМИ лопастями" Anton пишет: пересчитывали шаг винта в метр.систему А если пересчитать назад? 5,6 м = 18' 4.5" - извините за десятые доли дюйма. 5.56 м = 18' 2.9" - ну и сколько могло быть в реале?
Anton: Штурман1 пишет: Погрешности, кстати не самое страшное. Труднее снять ПРАВИЛЬНЫЕ размеры с теоретического. Под погрешностями я имел ввиду в т.ч. и погрешности снятия размеров Штурман1 пишет: Мне кажется у Катаева четко сказано: "два трехлопастных винта с НЕПОДВИЖНЫМИ лопастями" А мне кажется, что неподвижные означает, что нельзя изменить шаг винта в море (т.е.это не ВРШ) и вовсе не указывает на то, что лопасти съемные или не съемные (в смысле, что после повторной установки лопасти можно установить другой шаг) Штурман1 пишет: А если пересчитать назад? 5,6 м = 18' 4.5" - извините за десятые доли дюйма. 5.56 м = 18' 2.9" - ну и сколько могло быть в реале? А что даст пересчет назад? Я имел ввиду, что если округлить 5,56, то будет 5,6.
Anton: Штурман1 пишет: Осадка - 1,94 см - 6,52 м (ни чего похожего на 5,94 м, указанных Антоном) Осадка все-таки 5,94 м (во всяком случае так считали американцы) "«Варяг» - стальной, двухвинтовой, защищенный крейсер (protected cruiser) следующих размеров: наибольшая длина 425 футов и 1 дюйм; длина между перпендикулярами 400 футов; ширина 52 фута; осадка 19 футов и 6 дюймов; водоизмещение 6500 тонн; скорость 23 узла." http://cruiserx.narod.ru/philadelphia.htm, на чертеже указана осадка для непонятного водоизмещения, да и мелковат он. Обратите внимание на фото "Варяг на стапеле" у Катаева. Марки осадок к сожалению не разобрать, но зато известна площадь ясно видимого пера руля 12 м2, из этого пересчитал отстояние осей ГВ от ОП, получилось 2,2 м, т.е. до поверхности 5,94-2,2=3,74 м - от осей гребных валов.
Штурман1: Пока реальных винтов нет, ни для Бояна, ни для Варяга проверочный расчет сделать нельзя. Поэтому попробую сделать проектировочный расчет винта для Баяна. Если я нигде не наврал, то получается следующее Исходные данные. Водоизмещение, D = 7803 т Длина по ВЛ, L = 135 м Ширина, B = 17,5 м Осадка, T = 6,5 м Мощность, Ne = 16500 л.с. Скорость, vs = 20,6 узл Количество винтов, zp = 2 Диаметр винта, Dв = 5,11 м Погружение оси винта, hs = 3,93 м Число лопастей, z = 3 ============================================================== Водоизмещение D = 7803 т (длинных) = 7803*1,016 = 7928 т (метрических) Объемное водоизмещение V = D/(kв.ч.*ρ) = 7928/(1,01*1,025) = 7658 м3 Коэф. общей полноты δ = V/(L*B*T) = 7658/(135*17,5*6,5) = 0,499 φ1 = 10*(B/L)*δ = 10*(17,5/135)*0,499 = 0,647 кв.кор(φ1) = кв.кор(0,647) = 0,804 λ1 = 0,7+0,03*кв.кор(L) = 0,7+0,03*кв.кор(135) = 1,049 x1 = 1,05, т.к. корабль двухвинтовой. v1 = vs*кв.кор.(φ1/L) = 20,6*кв.кор(0,647/135) = 1,426 Теперь с графика C1 = f(v1,φ1) = 47,7 Буксировочная мощность EPS = (D/L)*(x1*кв.кор(φ1)/λ1)*((vs^3)/C1) = = (7928/135)*(1,05*0,804/1,049)*((20,6^3)/ 47,7) = 8660 л.с. Скорость судна. vc = vs*1852/3600 = 20,6*1852/3600 = 10,6 м/с Буксировочное сопротивление Rб = EPS*75/vc = 8660*75/10,6 = 61270 кгс = 61270*9,81/1000 = 601 кН Число Фруда Fr = vс/кв.кор(g*L) = 10,6/кв.кор(9,81*135) = 0,291 Коэффициенты взаимодействия винта с корпусом судна. коэффициент попутного потока φ = 0,165*δ^x*кв.кор(куб.кор(V)/Dв)-Δφ = = 0,165*0,499^2*кв.кор(куб.кор(7658)/5,11)-0,0136 = 0,0671 где, для бортовых винтов x = 2; Δφ – поправка на волнообразование; Δφ = 0,3*δ*(Fr-0.2) = 0,3*0,499*(0,291-0,2) = 0,0136 коэффициент засасывания, для двухвинтовых судов с кронштейнами t = 0,7*φ+0,06 = 0,7*0,0671+0,06 = 0,1070 Скорость потока в диске винта vp = vc*(1-φ) = 10,6*(1-0,0671) = 9,89 м/с Упор гребного винта P = Rб/((1-t)*zp) = 601/((1-0,1070)*2) = 337 кН Удельная нагрузка гребного винта p’ = P/(π*Dв^2/4) = 337 /(3,14*5,11^2/4) = 16,43 кПа (кН/м2), в старой системе для входа в график p’ = 1675 кг/м2 Дисковое отношение для избежания второй стадии кавитации снимают с графика θ = f(p’,hs) = 0,14. Для избежания еще и первой стадии кавитации θ = (1,5..1,7)*θ = (1,5..1,7)*0,14 = 0,21..0,24 – принимаем 0,35 – графиков меньше нет. Вспомогательный коэффициент K’d = Dв*vp*кв.кор(ρ/P) = 5,11 *9,89*кв.кор(1,025/337) = 2,79 т.к K’d >2, то число лопастей z = 3 (как и на самом деле) С диаграммы для расчета гребных винтов для z = 3 и θ = 0,35, при K’d = 2,79 снимаем относительная поступь, λp = 1,12 коэф. упора, K1 = 0,165 КПД винта, ηp = 0,79 шаговое отношение, H/D = 1,39 Шаг винта H = D*H/D = 5,11*1,39 = 7,1 м Обороты винты n = vp/( λp*Dв) = 9,89/(1,12*5,11) = 1,728 об/с = 103,7 об/мин Упор винта P = K1*ρ*n^2*D^4 = 0,165*1,025*1,728^2*5,11^4 = 344 кН (отличие от значения указанного ранее 337 кН = 2% - точность снятия с диаграммы) Коэф. момента K2 = λp/(2*π)*(K1/ηp) = 1,12/(2*3,14)*(0,165/0,79) = 0,0372 Момент на винте M = K2*ρ*n^2*D^5 = 0,0372*1,025*1,728^2*5,11^5 = 397 кНм Мощность подводимая к винту Np = M*2*π*n = 397*2*3,14*1,728 = 4310 кВт Мощность двигателя Ne = Np/ηв = 4310 /0,98 = 4398 кВт = 5975 л.с. ηв – КПД валопровода Мощность всей энергетической установки Ne = Ne*zp = 4398*2 = 8796 кВт = 11950 л.с. Грубо, достижимая скорость vs1 = vs*куб.кор(Ne1/Ne) = 20,6*куб.кор(16500/11950) = 22,9 уз
Anton: Штурман1 пишет: попробую сделать проектировочный расчет винта для Баяна. Будте добры, поясните коэффициенты и переменные, хотя бы с минимумом теории
Штурман1: Anton пишет: Будте добры, поясните коэффициенты и переменные Всегда, пожалуйста! А что конкретно?
Штурман1: По просьбе любопытных помещаю пример диаграммы для расчета винтов. Такие диаграммы строятся для своего количества лопастей z и дискового отношения Θ. Диаграмма построена в осях K1 - коэффициент упора, λp - относительная поступь. На диаграмме представлены два семейства линий. Первые, H/D - шаговое отношение винта, вторые, ηp - КПД винта. Есть две доп. линии - K'd и K'n - для проектирования оптимального винта по диаметру и оборотам соответственно. Обратите на характер линии ηp = 0,75 - т.н. "яблоко" абсолютно оптимального винта - на судах обычно не реализуемого. Порядок проектирования и расчета уже готового винта несколько различаются.
полная версия страницы