ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 1 LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU - CHƯƠNG 10

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

161
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Lực cản của các tàu chạy nhanh và tàu lướt Khi càng tăng số Fr ta càng thấy rõ tàu chuyển chế độ từ bơi sang l ớt. Tuy vậy, một số kiểu tàu chạy nhanh vẫn không đạt đ ợc chế độ l ớt và các trị số Fr lớn đặc tr ng cho các kiểu tàu này là chế độ chuyển tiếp từ bơi sang l ớt (0,6 0,7 lực nâng thuỷ động xuất hiện làm tăng thành phần lực cản toé n ớc, đồng thời t thế tàu cũng bị thay đổi. Khi Fr 1,0, n...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 1 LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU - CHƯƠNG 10

Ch ¬ng 10 Lùc c¶n cña c¸c tµu ch¹y nhanh vµ tµu l ít Khi cµng t¨ng sè Fr ta cµng thÊy râ tµu chuyÓn chÕ ®é tõ b¬i sang l ít. Tuy vËy, mét sè kiÓu tµu ch¹y nhanh vÉn kh«ng ®¹t ® îc chÕ ®é l ít vµ c¸c trÞ sè Fr lín ®Æc tr ng cho c¸c kiÓu tµu nµy lµ chÕ ®é chuyÓn tiÕp tõ b¬i sang l ít (0,6 < Fr < 1,3). Giíi h¹n d íi cïng øng víi c¸c tµu cì lín cßn giíi h¹n trªn dµnh cho c¸c tµu cì bÐ vµ ca n«. B¾t ®Çu tõ Fr > 0,7 lùc n©ng thuû ®éng xuÊt hiÖn lµm t¨ng thµnh phÇn lùc c¶n toÐ n íc, ®ång thêi t thÕ tµu còng bÞ thay ®æi. Khi Fr > 1,0, n íc toÐ lªn hai bªn m¹n tµu víi diÖn tÝch n íc bao phñ t¨ng thªm 20% vµ lµm t¨ng thªm lùc c¶n toÐ n íc. Qu¸ tr×nh tÝnh chuyÓn lùc c¶n tõ m« h×nh sang tµu thùc cho c¸c lo¹i tµu nµy th× RS ® îc gép vµo RR. CÇn l u ý r»ng: khi tÝnh chuyÓn kªnh ®Ó ý ®Õn hiÖu chØnh vÒ sù thay ®æi mÆt ít, nªn c¸c c«ng thøc tÝnh ®Òu øng víi t thÕ tÜnh cña tµu. §èi víi c¸c kiÓu tµu nµy lùc c¶n phÇn nh« RAP còng nh lùc c¶n kh«ng khÝ RAA ®ãng vai trß ®¸ng kÓ (Xem H10.1) 2 2 R/D 10 15 6 R AP D RF 10 D 4 5 2 RR D 0 0,4 0,8 1,0 1,2 Fr 0,6 H×nh 10.1. C¸c thµnh phÇn chÝnh cña lùc c¶n vµ gãc chói phô thuéc Fr cña c¸c tµu ch¹y nhanh. §Ó ®¸nh gi¸ s¬ bé lùc c¶n d cña c¸c kiÓu tµu nµy ta cã thÓ sö dông ®å thÞ (Xem H10.2) theo kÕt qu¶ thö m« h×nh do GROT thùc hiÖn. HÖ sè CFocña c¸c kiÓu tµu nµy vµ cña m« h×nh tÝnh theo c«ng thøc CFo = 0,455/ lgRe2,58. 2 RR /D 10 Frv = 2,50 2,25 2,20 1,75 1,50 1,25 1,0 10 5  L 7 8 5 6 3 V H×nh 10.2. Lùc c¶n d ®¬n vÞ cña c¸c tµu ch¹y nhanh phô thuéc vµo = L/ 3 L . 73
Mét trong nh÷ng biÖn ph¸p ®Ó n©ng cao vËn tèc cña tµu lµ lîi dông chÕ ®é l ít. Trong thùc tÕ ®iÒu nµy chØ thùc hiÖn ® îc cho c¸c tµu cì bÐ víi chiÒu dµi kh«ng lín h¬n 40  50 m. C¸c tµu nµy ph¶i cã mét hÖ thèng n¨ng l îng ®ñ lín ®Ó ®¶m b¶o c¸c trÞ sè FrV, mµ víi FrV ®ã lùc n©ng thuû ®éng Rz ®ñ lín ®Ó chuyÓn sang chÕ ®é l ít. §Ó t¹o ra lùc n©ng thuû ®éng Rz ta cã thÓ sö dông c¸c ca n« cã ®¸y d¹ng tÊm ph¼ng hoÆc h¬i lâm, ®Æt nghiªng víi dßng ch¶y mét gãc bÐ nµo ®ã. Tuy nhiªn ®Ó c¶i thiÖn tÝnh ®i biÓn vµ gi¶m bít t¶i träng va ®Ëp cña sãng. Ngoµi ra cã thÓ sö dông ca n« d¹ng gÉy gãc (Xem H10.3). a) I II II I 0 910 1 23 §NTK 5 b) §NTK c) §NTK §NTK H×nh 10.3. TuyÕn h×nh cña ca n« d¹ng g·y gãc b. ®¸y kh«ng nh¶y bËc c. ®¸y nh¶y bËc phÇn mòi s ên cã ®é v¸t lín h¬n vµ lïi vÒ ®u«i th× ®é v¸t gi¶m dÇn vµ ®¸y gÇn d¹ng tÊm ph¼ng. D¹ng gÉy gãc phï hîp tµu chuyÓn ® îc sang chÕ ®é l ít vµ c¸c tÝnh n¨ng ®i biÓn. Lµm tµu cã ®¸y nh¶y bËc sÏ gi¶m ® îc lùc c¶n ®o¹n ®¸y tr íc bËc nhËn phÇn lín t¶i träng khi Fr lín. Tuy nhiªn khi ch¹y trªn sãng biÓn c¸c ca n« cã ®¸y nh¶y bËc sÏ kh«ng ®¶m b¶o ® îc tÝnh ®i biÓn cÇn thiÕt. Lùc c¶n nhít vµ sãng cña tµu l ít khi ch¹y gÇn ®Õn gå trªn ® êng cong lùc c¶n ® îc bæ sung thªm lùc c¶n toÐ n íc RS vµ lùc c¶n c¶m øng Ri. Khi ®ang l ít b¾t ®Çu tõ FrV = 1,5  2,0 lùc c¶n sãng gi¶m xuèng vµ khi FrV = 5  6 sÏ gÇn b»ng kh«ng. nh h ëng cña ®é nhít tíi quy luËt ph©n bè ¸p suÊt trªn ®¸y ca n« lµ kh«ng ®¸ng kÓ nªn RVP = 0. Trong tr êng hîp nµy tæng lùc c¶n cña tµu l ít cã thÓ viÕt: R = RF + RW + RS + Ri + RAP +RAA Lùc c¶n phÇn nh« RAP = 15  30% tæng lùc c¶n (Xem H10.4). 74
2 R/D 10 RbËc /R Kh«ng bËc 2 1 4 15 1,2 3 1,1 10 1,0 0,9 5 0,8 0 FrB = v 2 4 6 8 gB 1 2 3 4 Frv 5 H×nh 10.4. Lùc c¶n ®¬n vÞ cña: H×nh 10.5. TØ sè lùc c¶n cña ca n« cã bËc 1. tµu vá d a vµ kh«ng cã bËc. 2. g·y gãc 3. cã bËc 4. cã bËc vµ cã phÇn nh« Trªn nh÷ng tµu ®¸y kh«ng nh¶y bËc FrV 5  6, trªn c¸c tµu thÓ thao ®¸y nh¶y bËc FrV = 11  12. Khi ca n« chuyÓn ®éng gãc chói  thay ®æi ®Çu tiªn nã t¨ng cßn khi nã chuyÓn ®éng sang chÕ ®é l ít th× gãc chói  sÏ gi¶m xuèng. chÕ ®é l ít RF vµ RP cña ca n« g·y gãc phô thuéc Fr vµ hÖ sè t¶i träng tÜnh CD = D/gB . 3 Nghiªn cøu c¸c ®Æc tÝnh h×nh häc vµ ®éng lùc häc cña tµu l ít ng êi ta ®· tiÕn hµnh thö tÊm ph¼ng vµ g·y gãc trong bÓ thö, c¸c sè liÖu nhËn ® îc th êng biÓu diÔn d íi d¹ng kh«ng thø nguyªn. - HÖ sè t¶i träng ®éng CB = 2D/v2B2 Trong ®ã: D- t¶i träng hay träng l îng cña tÊm l ít. - HÖ sè m« men mD = M/DB Trong ®ã: M- m« men träng lùc cña tÊm ®èi víi mÐp sau cña nã. - ChiÒu dµi ít cña tÊm  = l/B Trong ®ã: l- chiÒu dµi mÆt ít cña tÊm. Khi v = const th× m« men cña t¶i träng b»ng m« men thuû ®éng t¸c dông lªn tÊm. VËy kho¶ng c¸ch tõ t©m ¸p suÊt tíi mÐp sau cña tÊm ld cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc sau: ld = BmD. HÖ sè t¶i träng ®éng CB cã liªn quan víi hÖ sè lùc n©ng Cy, FrB = Fr . Theo lý thuyÕt ®ång d¹ng c¸c hÖ sè CB, mD, R/D ®Òu phô thuéc vµo sè Fr, gãc tíi , còng nh c¸c ®Æc tÝnh h×nh häc cña tÊm. Mèi quan hÖ gi÷a c¸c thµnh phÇn lùc c¶n cña tµu l ít cã thÓ x¸c ®Þnh theo s¬ ®å (Xem H10.6). 75
y D ld R l x Rt Ry Rn P m ax v H×nh 10.6. S¬ ®å lùc t¸c dông lªn tÊm l ít. ®©y ng êi ta tr×nh bµy dßng bao tÊm ph¼ng b»ng dßng chÊt láng víi gãc tíi . Tæng lùc c¶n ma s¸t Rt h íng däc theo bÒ mÆt tÊm, lùc ¸p suÊt Rn h íng vu«ng gãc víi tÊm chiÕu chóng lªn ph ¬ng cña vËn tèc dßng ch¶y ta t×m ® îc lùc c¶n: R = Rx = Rtcos + Rnsin (10.3.1) Trong c«ng thøc trªn sè h¹ng thø nhÊt lµ lùc c¶n ma s¸t RF, thµnh phÇn thø hai lµ lùc c¶n ¸p lùc (tr êng hîp tµu cã bËc hoÆc kh«ng cã bËc) chóng ®Òu b»ng nhau, nh ng trong c©n ®èi chung cña lùc c¶n chóng h¬i kh¸c nhau. nh÷ng ca n« ®¸y cã mét bËc, phÇn tr íc bËc chÞu t¶i träng kho¶ng 70  80%. Khi h×nh d¸ng th©n tµu lµ kh«ng ®æi th× lùc c¶n cña c¸c tµu l ít hoµn toµn phô thuéc vµo vÞ trÝ träng t©m däc theo chiÒu dµi. nh h ëng cña ®é dÞch t©m vÒ ®u«i dÉn ®Õn t¨ng lùc c¶n. ChiÕu c¸c lùc lªn ph ¬ng vu«ng gãc víi ph ¬ng vËn tèc dßng ch¶y ta x¸c ®Þnh ® îc mèi quan hÖ gi÷a Rn vµ t¶i träng D cña tÊm: D = Rncos - Rtsin  Rncos. Tõ c¸c ph ¬ng tr×nh nµy sau khi x¸c ®Þnh ® îc Rn vµ ®em thay vµo (10.3.1) ta ® îc: R = RF + Dtg (10.3.2) Sè h¹ng Dtg = RP = RW + RS + Ri lµ tæng lùc ¸p lùc cña mÆt ít. Tõ (10.3.2) ta cã lùc c¶n ®¬n vÞ khi l ít lµ: R/D = RF/D + tg (10.3.3) Khi tg   th× lùc c¶n cña tµu l ít sÏ ® îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc sau: R = (CFo + CA)v2/2 + D (10.3.4) 76