Приложение 5. Определение периодических усилий, обусловленных работой гребных винтов

Приложение 5

Определение периодических усилий, обусловленных работой гребных винтов

При работе винтов вблизи обшивки корпуса индуцируются различные по частоте и интенсивности периодические усилия, основные гармоники которых возбуждают два характерных вида ходовой вибрации: колебания с частотой, равной частоте вращения гребного винта - вибрация первого порядка, и колебания с частотой, равной частоте вращения гребного винта, умноженной на число его лопастей - лопастная вибрация.

Возникновение возмущающей силы первого порядка является, в основном, следствием гидродинамической неуравновешенности гребного винта, обусловленной, в свою очередь, неточностью его изготовления (разношаговостью, различием углов между лопастями и т.д.).

В основу расчетного метода оценки этого усилия положен алгоритм, изложенный в работе [12]. Максимально допустимая неточность изготовления гребного винта принимается в соответствии с действующими требованиями (ГОСТ 8054-81 "Винты гребные металлические").

Возмущающие усилия лопастного порядка воздействуют на корпус судна двумя путями: непосредственно через воду (пульсирующие гидродинамические давления) и через опорные конструкции подшипников валопровода (усилия, возникающие на лопастях винта при его работе в неравномерном поле скоростей).

Расчет максимальной величины пульсирующих давлений и их равнодействующей осуществляется на базе алгоритма работы [12]. Так как при определенных условиях на усилия лопастного порядка существенное влияние может оказать кавитация, в расчет вводятся соответствующие коэффициенты, учитывающие этот фактор.

Периодические усилия на лопастях винта возникают вследствие того, что углы атаки и скорости набегающего на лопасти потока изменяются за время оборота винта из-за неоднородности поля, в котором он работает. Так как обычно данная компонента лопастного усилия не превосходит половины равнодействующей пульсирующих давлений, в предлагаемой методике используется приближенный метод расчета неуравновешенных усилий на лопастях гребного винта, описанный в работе [14].