Эксплуатационные качества гребных винтов, работающих в неравномерном потоке при свободно-поворотном креплении лопастей

• Автор: Швец, Василий Николаевич
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Периодические усилия от работы гребных винтов в неравномерном набегающем потоке
1.2. Характеристики и конструкции винтов ВФШ и ВРШ
1.3. Конструкции винтов изменяемого шага
1.3.1. Винты ВИШ со “свободным ” и упругим креплением лопастей
1.3.2. Винт ВИШ с принудительным управлением лопастями
1.3.3. Конструкция вертолётных несущих винтов (НВ)
1.4. Методы практических расчётов гидродинамики винта
1.5. Расчёты прочности гребных винтов
1.6. Условные обозначения, системы координат и геометрия лопасти
ГЛАВА П. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ, ОПИСЫВАЮЩЕЙ ДВИЖЕНИЕ ГРЕБНОГО ВИНТА СО СВОБОДНОПОВОРОТНЫМ КРЕПЛЕНИЕМ ЛОПАСТЕЙ, КАК МЕХАНИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ В НЕРАВНОМЕРНОМ ПОТОКЕ ЗА КОРПУСОМ СУДНА
2.1. Конструктивные особенности изучаемого гребного винта
2.2. Составление дифференциальных уравнений движения в обобщенных координатах
2.2.1. Уравнения Лагранжа второго рода
2.2.2. Вычисление кинетической энергии механической системы
2.2.3. Определение потенциальной энергии
2.2.4. Вычисление функций Лагранжа и её производных
2.2.5. Нахождение обобщённых сил, действующих на механическую систему
2.3. Моделирование неравномерного поля скоростей потока воды за корпусом судна

ГЛАВА III. МЕТОДИКА ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ И ПОВЕРОЧНОГО ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЁТА НА ЭВМ ГРЕБНОГО ВИНТА
СО СВОБОДНО-ПОВОРОТНЫМ КРЕПЛЕНИЕМ ЛОПАСТЕЙ
3.1. Анализ колебательных движений свободно-поворотной пары лопастей
3.2. Выбор контура лопасти для гребного винта со свободно-поворотным креплением лопастей
3.3. Задание профилей сечений лопасти
3.4. Приближенные формулы для функций распределения толщины профиля гребного винта
3.5. Расчёт координат центра масс, моментов инерции и других интегральных характеристик лопасти
3.6. Порядок расчёта по вихревой теории гидродинамических сил и моментов, действующих на лопасть винта
3.7. Оценка прочности деталей, входящих в исследуемый гребной винт
3.7.1. Определение размеров вала лопастей
3.7.2. Расчет прочности лопастей гребного винта
ГЛАВА IV. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДИЧЕСКИХ УСИЛИЙ, ПЕРЕДАВАЕМЫХ НА ВАЛ ГРЕБНОГО ВИНТА СО СВОБОДНОПОВОРОТНЫМ И ФИКСИРОВАННЫМ КРЕПЛЕНИЕМ ЛОПАСТЕЙ ПРИ РАБОТЕ В НЕРАВНОМЕРНОМ ПОТОКЕ
4.1. Варианты исходных данных
4.2. Назначение расчётного режима движения судна
4.3. Анализ расчётной модели и основных допущений
4.4. Основные результаты численных экспериментов по определению периодических усилий, передаваемых на гребной вал винта со свободноповоротным и фиксированным креплением лопастей при работе в неравномерном потоке
ГЛАВА V. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРЕБНОГО ВИНТА СО СВОБОДНО-ПОВОРОТНЫМ КРЕПЛЕНИЕМ ЛОПАСТЕЙ И ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ
5.1 Подбор жесткости упругого элемента для получения оптимальных шаговых углов гребного винта
5.2. Расчет кривых действия для гребного винта со свободно-поворотным креплением лопастей и упругим элементом
5.3. Построение ходовых характеристик судового комплекса с гребным винтом со свободно-поворотным креплением лопастей и упругим элементом в виде пружины и комплекса с винтом фиксированного шага
ГЛАВА VI. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ГРЕБНОГО ВИНТА СО СВОБОДНО ПОВОРОТНЫМ КРЕПЛЕНИЕМ ЛОПАСТЕЙ
6.1. Разработка модели гребного винта со свободно-поворотным креплением лопастей и экспериментальной установки для её испытаний в воздушной среде
6.2. Результаты исследований модели гребного винта со свободно-поворотным креплением лопастей
6.3. Разработка экспериментального образца-модели гребного винта регулируемого шага со свободно-поворотным креплением лопастей и испытание его при реверсе направления вращения
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ. Комплект чертежей для изготовления экспериментального образца гребного винта регулируемого шага со свободно-поворотным креплением лопастей

силкрпЪ4 - [Гх = 17х/(рп204)]
моментов к рп205 - [Мх=Мх/(рП205) ;
мощностей к рпЪ5 - [Рп =РП 1(рп"о5 ) ;
Линейные величины, связанные с сечением на данном радиусе, можно отнести к половине хорды. Такие безразмерные величины обозначены волнистой чертой сверху: %=2%/с, с8=2с8!с
В работе использованы следующие системы координат.
Система координат Ау. Оо, Хо, Уо, Правая прямоугольная неподвижная система координат Ао связана с покоящейся на бесконечности жидкостью. В момент времени 1=0 система Ао совпадает с корабельной системой А.
Система координат А: О, X, У, Ъ (рис. 1.4). Правая прямоугольная корабельная система координат А связана с судном. Используется при определении размещения гребного винта относительно корпуса. Начало координат расположено в точке пересечения плоскостей мидель-шпангоуга, конструктивной ватерлинии и диаметрали. Ось X лежит в диаметральной плоскости и направлена в нос. Ось У лежит в плоскости конструктивной ватерлинии и направлена на правый борт. Ось Ъ лежит в плоскости мидель-шпангоута и направлена вниз.
Система координат В: Оо, Хо, уо, (рис. 1.4-1.5). Правая прямоугольная система координат В связана с судном. Используется при определении поля скоростей в диске гребного винта, а также для задания угла поворота лопасти. Начало координат системы В размещается в центре диска гребного винта. Ось Хо направлена вдоль оси гребного винта в нос судна (в сторону перемещения гребного винта при ходе судна вперёд). Положение оси хо относительно системы А задано углами наклона линии вала фян и хн- Угол фен отсчитывают от оси X до проекции оси хо на плоскость (ХУ) и принимают положительным при отклонении положительного конца оси хо на правый борт. Угол фен (широта) равен углу между осью Хо и её проекцией на плоскость (ХУ). Положительный угол ф5н соответствует