Yachting star

Главная | Регистрация | Вход
Вторник, 22.08.2017, 09:17
Приветствую Вас Гость | RSS
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 145
Меню сайта
Категории раздела
Мои статьи [22]
Yachting [61]
Новости [8]
Мини-чат
Главная » Статьи » Yachting

Выбор мощности двигателя и скорости парусно - моторной яхты

Большинство современных круизных яхт можно с уверенностью назвать парусно-моторными: они до 60% времени ходят под мотором. Для них надежный и правильно подобранный двигатель является таким же важным атрибутом, как уровень комфорта на борту и ходовые качества под парусами. Поэтому просчеты при выборе силовой установки недопустимы с точки зрения экономичности эксплуатации, не говоря уже о безопасности.

Проблема оценки мощности двигателя круизной парусно-моторной яхты часто возникает при переоборудовании судна силами владельца или экипажа, которые зачастую не обладают необходимыми специальными знаниями. Для них в первую очередь и предназначена предлагаемая статья.
Некоторые судовладельцы производят модернизацию по принципу "чем мощнее двигатель поставим, тем быстрее судно пойдет". В результате на яхте появляется дизель избыточной мощности, которая не может быть реализована при существующих размерениях и обводах корпуса. Приходилось встречать и самодельные яхты, оборудованные недостаточно мощными двигателями; уже при умеренных скоростях встречного ветра такие суда становились неуправляемыми.
Кстати, как показывает опыт, в рассматриваемом вопросе не всегда стоит ориентироваться на рекомендации специалистов фирм, занимающихся продажей двигателей: они с удовольствием "сплавят" вам более мощный (а значит, и более дорогой) экземпляр.
Приводимая в статье диаграмма может быть полезна также для конструкторов на начальных стадиях проектирования. Это особенно актуально, поскольку применяемые теоретические методы расчета пропульсивного комплекса судна не всегда применимы для яхт с учетом особенностей их движения и эксплуатации: действие ветра, волнения, течения, возможность буксировки другого судна, съемка с мели, совместное использование двигателя и парусов, использование складных гребных винтов с низким КПД, применение установок "сэйлдрайв" с угловыми колонками и гребными винтами, недобор мощности вследствие непрофессиональной "доводки" и неквалифицированного обслуживания, и т.д. - всем этим факторам малые суда особенно подвержены.
Автором предпринята попытка снабдить яхтсменов и конструкторов эффективным средством оценки достижимой скорости парусно-моторного судна современного архитектурного типа, выбора оптимального скоростного режима и соответствующего подбора дизельного двигателя.

Как получена предлагаемая диаграмма
Применен двойной подход к задаче: с одной стороны, анализируются статистические данные натурных испытаний; с другой выполняются серийные гидродинамические расчеты с использованием результатов испытаний систематической серии корпусов яхт Дэльфтского Университета. Базовая серия для расчетов составлена по результатам анализа статистики главных размерений современных судов рассматриваемого типа. Эти гидродинамические расчеты служат для установления характера и закономерностей диаграммы. Статистические данные испытаний использованы для "привязки" расчетов к показателям существующих судов: с их помощью определены значения комплексного пропульсивного коэффициента, учитывающего эффективность гребного винта и его взаимодействие с корпусом, КПД передачи, и др. факторы снижения мощности. Как показала проверка, для рассматриваемого типа яхт предлагаемый метод оценки мощности обеспечивает получение вполне достоверных результатов.

По результатам выполненного анализа построена предлагаемая на Рис.1 диаграмма. Она наглядно связывает скорость (при ходе без действия ветра и волнения) парусно-моторной яхты vS в узлах с ее водоизмещением D, т, длиной корпуса по ватерлинии LWL, м и мощностью установленного двигателя N, л.с. Значения диаграммы относятся к парусно-моторным яхтам с плавниковым килем и отдельно установленным рулем, с характерными для современных судов соотношениями главных размерений и формами корпуса, оборудованным стационарными дизельными двигателями и винтами фиксированного шага (ВФШ).

Задачи, решаемые с помощью диаграммы:

1. Обоснование скорости движения яхты под двигателем
Выбору скорости движения предшествует определение благоприятных скоростных режимов. Следует соотносить скорость и мощность устанавливаемого двигателя с формой корпуса. Вопросы взаимосвязи формы корпуса с достижимыми скоростями неоднократно подробно освещались в литературе. Для корпусов традиционных "водоизмещающих" форм энерговооруженность должна обеспечивать относительную скорость в пределах:

  • от Fr = 0.29 что соответствует минимальной скорости яхты в узлах по правилам ORC
  • до Fr = 0.42, за которым неизбежны большие затраты мощности для преодоления горба сопротивления. Т.е. следует избегать режимов, когда линии на диаграмме круто поднимаются вверх.

Для контроля режима движения на диаграмму нанесены изофруды и область значений, характерная для современных яхт (по статистическим данным).

2. Оценка мощности устанавливаемого двигателя.
Задаемся крейсерской скоростью яхты (из изложенных выше соображений). Зная длину яхты по КВЛ и водоизмещение при расчетной нагрузке определяем потребную мощность.

Запас мощности.
Как показывает анализ хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации парусно-моторных яхт, предусматривается запас мощности дизеля не менее 20% от номинальной. Если судно имеет развитую надводную часть или будет эксплуатироваться преимущественно в сложных погодных условиях, то запас мощности должен быть соответственно увеличен.

Тип гребного винта.
Значения диаграммы относятся к пропульсивным комплексам с ВФШ. Если используется складной винт (имеющий более низкий КПД), то мощность двигателя следует увеличить еще на 25...35 %.
Расчеты показывают, что при движении под парусом винт ВФШ приводит к снижению скорости в застопоренном и свободно вращающемся состоянии примерно на 7% и 3% соответственно (при Fr = 0.35). Тем не менее для рассматриваемого типа круизных парусно-моторных яхт, когда такая потеря скорости может быть оправдана, более рационально и экономично использовать именно жесткий винт.

Рис.1 - Диаграмма для выбора мощности

Пример:
Требуется оценить мощность дизеля для парусно-моторной яхты с LWL = 12.4 м, D = 13 т, оборудованной винтом фиксированного шага, для обеспечения крейсерской скорости vS = 8.0 уз.
Потребная энерговооруженность по диаграмме Рис.1 составит n = 2.6 л.с./т.; потребная мощность 34.5 л.с.
С учетом запаса мощности 20% мощность дизеля составит 43.1 л.с.
Из каталога выбираем ближайший больший по мощности дизель, например, Volvo Penta MD22L номинальной мощностью 48 л.с.
При работе на номинальной мощности скорость под этим двигателем (конечно, при надлежащем подборе винта) составит около 8.4 уз.
Как можно заметить, для повышения скорости всего на 0.5 узла потребуется установить двигатель мощностью 76 л.с.; расход топлива возрастет при этом в 1.6 раза.

Показательно, что для некоторых яхт и проектов в рекламных изданиях указывают практически не достижимые при их характеристиках значения скорости под двигателем. Напротив, если судно значительно "не добирает" скорость по сравнению с диаграммой, то существуют значительные резервы для совершенствования его пропульсивного комплекса. Предлагаем читателям, вооружившись предлагаемой диаграммой как инструментом, критически анализировать такого рода информацию.

Категория: Yachting | Добавил: ae (30.11.2008) | Автор: Назаров
Просмотров: 1094 | Рейтинг: 0.0/0 |
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа
Поиск
Друзья сайта
  • Каменный цветок
  • Под парусом
  • FotoStudio AE
  • Непран - бот
  • CSV
  • Rambler's Top100 Рейтинг - яхты и катера

    Copyright MyCorp © 2017 | Сайт создан в системе uCoz