Характеристики пропульсивного комплекса

Каждый из элементов пропульсивного комплекса имеет собственные характеристики.

Важными характеристиками ПК являются:

2.2.1. Буксировочная мощность (N _R) - мощность, используемая непосредственно на движение судна или мощность полезной тяги (EPS), которая определяет работу, совершаемую силой сопротивления в единицу времени при установившемся прямолинейном движении судна.

N _R = R v, (2.4)

где R – сила полного сопротивление движению судна, кН;

v - скорость движения судна, м/с.

Сила полного сопротивления включает в себя сопротивление воды, воздуха и выступающих частей. Сопротивлением воздуха из-за его небольшой по сравнению с сопротивлением воды значением в практических расчетах можно пренебрегать. Но в случае, когда судно движется с большой скоростью хода, а особенно, если судно имеет развитые надстройки, воздушное сопротивление необходимо учитывать, так как оно может составить 5-7 % всей силы сопротивления. Величина силы сопротивления воды движению судна зависит от его размеров и формы корпуса судна, скорости хода судна, глубины фарватера и др.. Характер зависимости между сопротивлением воды и скоростью таков, что при определенных скоростях небольшое увеличение скорости хода судна требует значительного увеличения затрат на преодоление сопротивления воды движению судна, а это экономически не выгодно. Это обстоятельство и не позволяет судам двигаться с большой скоростью. Сопротивление воды - это энергия, которую затрачивает движущееся в воде тело на приведение в движение масс воды. Сила сопротивления воды состоит из сопротивления давления и сопротивления трения. В свою очередь сопротивление давления можно разделить на две составляющие: сопротивление формы и волновое сопротивление. Полное сопротивление воды движению судна определяется, как сумма нескольких составляющих:
R _воды = R _тр + R _ф + R _в, (2.5)

где R _тр, R _ф и R _в – сопротивление трения, формы и волновое соответственно.

Все три составляющие взаимно влияют друг на друга, но при вычислении эти влиянием пренебрегают. И определяют каждую составляющую отдельно. Характеристикой волнового сопротивления является число Фруда – безразмерный коэффициент, определяемый отношением скорости к длине судна:

Fr = , (2.6)

где g - ускорение свободного падения, м/с²; L - длина судна, м

Для судов ледового класса необходимо учитывать значительное увеличение сопротивления при плавании в битом льду.

Для приближенной, ориентировочной оценки необходимой мощности можно воспользоваться так называемой формулой адмиралтейских коэффициентов

, (2.7)

где D - водоизмещение, т; С - адмиралтейский коэффициент, который может быть определен по данным наиболее близкого прототипа:

, (2.8)

где i - индекс, относится к данным прототипа; h_р - пропульсивный КПД;

h_в - КПД валопровода;

2.2.2. Валовая мощность (WPS), которую необходимо подвести к валам гребных винтов для обеспечения движения судна со скоростью V.

Определяется из соотношения:

. (2.9)

2.2.3. Эффективная мощность СЭУ

N_e^СЭУ = N _в/h_в. (2.10)

2.2.4. Эффективная мощность ГД

SN_e^ГД = N_e^СЭУ/h_п, (2.11)

где h_п – КПД передачи.