1 CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI - Thiết bị lái tàu thủy phận quan trọng hệ thống thiết bị tàu thủy, ñảm bảo tính hàng hải cho tàu - Trong thực tế, việc giải toán thiết kế thiết bị lái tàu thủy qua ñó tính bền cho thiết bị lái nhu cầu cấp thiết mà ngành tàu thuyền nói chung môn tàu thuyền nói riêng ñặt - Tính toán thủy ñộng học bánh lái phận cấu thành trình tính toán thiết bị lái, sử dụng công thức gần ñúng từ thực nghiệm - Việc tính toán thủy ñộng học bánh lái sử dụng công thức gần ñúng với thời gian dài cộng với việc tra ñồ thị phức tạp nên ảnh hưởng không nhỏ ñến ñộ xác toán - Vì lý nên ñề tài thực công việc “Lập chương trình tính toán thủy ñộng học bánh lái”, giải vấn ñề thời gian ñộ xác tính toán thủy ñộng học bánh lái, phục vụ cho việc thiết kế thiết bị lái tàu thủy 1.2 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI - Đề tài “Lập chương trình tính toán thủy ñộng học bánh lái” sử dụng phần mềm Visual Basic 6.0, sau ñi số hoá ñồ thị hệ số ñặc tính thuỷ ñộng ñưa kết dạng bảng phục vụ cho việc tính lực mômen thuỷ ñộng tác dụng lên bánh lái sở lý thuyết ñã ñược hướng dẫn nghiên cứu - Đề tài không ñi sâu vào ñánh giá ñộ xác công thức tính toán mà tập trung vào giải toán rút ngắn thời gian tính toán thủy ñộng học bánh lái với ñộ xác cao phục vụ nhu cầu thiết kế thiết bị lái tàu thủy - Bố cục ñề tài bao gồm: Chương ĐẶT VẤN ĐỀ Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương LẬP CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN THỦY ĐỘNG HỌC BÁNH LÁI SỬ DỤNG PHẦN MỀM VISUAL BASIC (VB) 6.0 Chương THẢO LUẬN KẾT QUẢ CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI 2.1.1 Một số khái niệm thuật ngữ 2.1.1.1 Tính ăn lái tàu nhiệm vụ thiết bị lái - Tính ăn lái tàu thuỷ khả giữ nguyên thay ñổi hướng ñi tàu theo ý người lái Tính ăn lái bao gồm hai lĩnh vực liên hệ mật thiết với tính ổn ñịnh hướng tính quay trở + Tính ổn ñịnh hướng khả giữ hướng ñi tàu mà tham gia giữ hướng người lái với góc nghiêng bánh lái nhỏ + Tính quay trở khả thay ñổi hướng ñi phía tàu Qua ñó ta thấy, tính ổn ñịnh hướng tính quay trở hai khái niệm tương phản nhau, tàu có tính ổn ñịnh hướng tốt có tính quay trở ngược lại Tính ăn lái tàu phụ thuộc nhiều vào kích thước (L, B) hình dáng thân tàu, phần ñuôi Không thế, tính ăn lái phụ thuộc nhiều vào phận ổn ñịnh cố ñịnh ky hông, ky ñuôi…vào ñộ lớn số lượng chân vịt vị trí ñặt chúng tàu - Thiết bị lái có nhiệm vụ ñảm bảo tính ăn lái tàu, cách tạo mô men quay làm quay tàu quanh trục thẳng ñứng ñi qua trọng tâm tàu 2.1.1.2 Quá trình quay vòng tàu - Định nghĩa: Quá trình quay vòng tàu quỹ ñạo chuyển ñộng trọng tâm tàu quay bánh lái ñi góc α giữ nguyên bánh lái vị trí ñó - Các giai ñoạn trình quay vòng tàu: gồm giai ñoạn: + Giai ñoạn 1: Là giai ñoạn quay lái Bánh lái từ vị trí nằm mặt phẳng ñối xứng tàu ñược quay ñi góc α (gọi góc quay lái) Áp lực thuỷ ñộng P tác ñộng lên bánh lái tăng dần thành phần P2 P ngược với chiều quay lái làm tàu dạt sang ngang Thành phần P1 P hướng ngược chiều tiến tàu làm giảm vận tốc tàu Mômen Mt = P* l bắt ñầu làm quay mũi tàu theo chiều quay lái Lực ñẩy chân vịt Pcv bị ñổi hướng, ñẩy tàu ñi lệch khỏi hướng ñi lúc quay lái + Giai ñoạn 2: Là giai ñoạn chuyển ñộng ñộ Bánh lái ñược giữ cố ñịnh góc α Tàu quay dần quanh trục thẳng ñứng ñi qua trọng tâm tàu Góc mặt phẳng ñối xứng tàu hướng vận tốc chuyển ñộng trọng tâm tàu gọi góc lệch hướng β Góc β tăng ñến βmax ñường kính quay vòng ñộ D giảm ñến giá trị Dmin + Giai ñoạn 3: Là giai ñoạn chuyển ñộng xác lập, bắt ñầu từ lúc góc lệch hướng β ñường kính quay vòng D ñạt ñược giá trị cố ñịnh kéo dài ñến bánh lái giữ ñược góc quay lái α Trọng tâm tàu chuyển ñộng ñường tròn gọi ñường kính quay vòng xác lập với ñường kính Dmin = D0 Giá trị ñường kính ñó ñược thống kê sau: Với tàu cá D = ( 4÷ 6)* L Với tàu vận tải tàu khác D = ( 6÷ 8)* L Quá trình quay vòng tàu ñược thể hình vẽ ñây: D β A α α v III R II v βmax β=βmax=const Rmin=const I v α Dmin R Pcv α R β V V P R0 M P2 R2 l K2 P1 R ϕ r0 P Pcv Pcv α R Hình 2.1 Quá trình quay vòng tàu 2.1.2 Các loại thiết bị lái phận thiết bị lái 2.1.2.1 Các loại thiết bị lái - Thiết bị lái dùng bánh lái loại thiết bị lái ñơn giản phổ biến Bánh lái có dạng phẳng có prôfin lưu tuyến Khi tàu chạy thẳng bánh lái nằm mặt phẳng ñối xứng tàu song song với mặt phẳng ñó - Thiết bị lái dùng bánh lái chủ ñộng ñể tăng tính quay trở tàu, tàu chạy tốc ñộ thấp Với loại bánh lái người ta lắp thêm vào chân vịt phụ Hình 2.2 Bánh lái chủ ñộng với chân vịt lái phụ Gối ñỡ Bánh lái Ống ñạo lưu Đường trục Trục lái Động ñiện quay chân vịt Máy lái Mấu lắp ráp Ổ ñỡ chịu lực 10 Mấu lắp ráp - Thiết bị lái dùng ñạo lưu quay: Đạo lưu quay ống có profin lưu tuyến ñặt bao quanh chân vịt Ngoài tác dụng lái tàu, ñạo lưu phận thiết bị ñẩy, có tác dụng cải thiện chất lượng ñẩy chân vịt - Ngoài thiết bị lái kể có thiết bị lái kiểu nước Trong giới hạn ñề tài, không ñi sâu nghiên cứu ñến ñặc ñiểm, phân loại, ưu nhược ñiểm phận thiết bị lái mà ñi sâu nghiên cứu thiết bị lái dùng bánh lái 2.1.2.2 Các phận thiết bị lái - Bánh lái (hoặc ñạo lưu quay): trực tiếp chịu áp lực thuỷ ñộng ñể lái tàu - Trụ lái: phần sống ñuôi tàu, có lề ñể lắp bánh lái - Trục lái: truyền mômen lái từ máy lái tới làm quay bánh lái ñạo lưu - Bộ phận tạo lực lái gồm nguồn ñộng lực, hệ truyền ñộng, hệ ñiều khiển - Các thiết bị an toàn tín hiệu: thiết bị góc quay lái, thiết bị giới hạn góc quay lái, thiết bị hãm… 2.1.3 Phân loại bánh lái yêu cầu bố trí bánh lái tàu thuỷ 2.1.3.1 Phân loại bánh lái - Theo cách liên kết bánh lái vỏ tàu: + Bánh lái ñơn giản (kiểu 1, 3): bánh lái có gối ñỡ phía gối ñỡ phía bánh lái Ngoài thêm gối ñỡ trung gian Hình 2.3 Bánh lái ñơn giản + Bánh lái nửa treo (kiểu 2): bánh lái có nửa phần làm việc Hình 2.5 Bánh lái treo Hình 2.4 Bánh lái nửa treo ñoạn công xôn + Bánh lái treo (kiểu 4): bánh lái liên kết với vỏ tàu qua gối trục lái - Theo vị trí bánh lái so với ñường tâm quay: + Bánh lái cân bằng: bánh lái có ñường tâm quay chia bánh lái thành hai phần Mômen áp lực thủy ñộng tác dụng lên phần sau ñược cân áp lực tác dụng lên phần trước + Bánh lái không cân bằng: bánh lái có ñường tâm quay nằm sát cạnh trước bánh lái Mômen áp lực thuỷ ñộng tác dụng lên bánh lái truyền hoàn toàn lên trục lái + Bánh lái bán cân bằng: bánh lái có phần nhô phía trước trục lái gây ñối trọng - Theo số chốt liên kết: gồm bánh lái chốt bánh lái nhiều chốt Các bánh lái ñơn giản bánh lái nửa treo liên kết với sống ñuôi tàu hay nhiều chốt lề Có thể tóm tắt việc phân loại bánh lái qua sơ ñồ ñây: Bánh lái Bánh lái ñơn giản Không cân Bánh lái nửa treo Cân Một chốt Một chốt Hai chốt Hai chốt Nhiều chốt Trụ lái rời Bánh lái treo Cân Hình 2.6 Phân loại bánh lái Cân Một chốt Hai chốt Bố trí bánh lái yêu cầu ñối với vị trí bánh lái 2.1.3.2 - Các kiểu bố trí bánh lái tàu: Tàu chân vịt có kiểu bố trí sau: + Kiểu 1: Bánh lái ñặt sau chân vịt mặt phẳng ñối xứng tàu (ñược sử dụng phổ biến) + Kiểu 2: Bánh lái ñặt sau ñạo lưu cố ñịnh mặt phẳng ñối xứng tàu Tàu hai chân vịt có kiểu bố trí sau: + Kiểu 1: Mỗi bánh lái ñặt mặt phẳng ñối xứng (không phổ biến) + Kiểu 2: Mỗi chân vịt bánh lái (kiểu ñược dùng tàu biển tàu nội thuỷ) + Kiểu 3: Hai bánh lái tiến ñặt sau hai bánh lái lùi ñặt trước chân vịt (ít dùng) + Kiểu 4: Mỗi chân vịt có ñạo lưu cố ñịnh bánh lái ñặt sau ñạo lưu + Kiểu 5: Mỗi chân vịt có ñạo lưu cố ñịnh chung bánh lái ñặt mặt phẳng ñối xứng Các yêu cầu ñối với vị trí bánh lái tàu - + Bánh lái phải nằm dòng ñẩy chân vịt Khoảng cách a mép lái mép cánh b trước bánh nhỏ 0.3 m hbl chân vịt không chiều dài tàu 120 m (ño cách trục chân c (a≥ 0.3 m) a Hình 2.7 Yêu cầu ñối với vị trí bánh lái 10 vịt khoảng 0.7* Rcv – Rcv bán kính chân vịt Nếu chiều dài tàu lớn 120 m khoảng cách a tương ứng tăng giảm 0.025 m ứng với ñoạn 15 m thay ñổi chiều dài Trị số a nhỏ dao ñộng vùng ñuôi tàu tăng + Khi tàu toàn tải, bánh lái phải ngập hoàn toàn nước Khoảng cách lớp nước phía bánh lái b không nhỏ 0.25* hbl (tàu sông- biển) 0.125* hbl (tàu chạy hồ), với hbl chiều cao bánh lái Tàu sông cấp “C” “D” mặt bánh lái cao ñường nước chở hàng khoảng (0.05 ÷ 0.1)* hbl không 350 mm + Mặt bánh lái cân nửa cân không ñược thấp mép cánh chân vịt (c>0) + Ở tàu có tốc ñộ trung bình, trục quay bánh lái phải vuông góc với mặt phẳng tàu nằm mặt chứa ñường tâm quay chân vịt + Ở tàu cao tốc hai chân vịt, bánh lái nên ñặt dịch sang phía mạn chân vịt có hướng quay ñặt dịch vào chân vịt có hướng quay vào Khi ñó bánh lái không rơi vào vùng xoáy + Khi quay hết lái sang bên mạn, mép sau bánh lái không ñược vượt giới hạn chiều rộng tàu + Nếu bánh lái treo cân ñược hàn với trục lái chiều cao bánh lái phải chọn cho tháo ñược bánh lái sửa chữa 2.2 LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ ĐỘNG HỌC BÁNH LÁI 2.2.1 Lý thuyết tính toán thuỷ ñộng học bánh lái 2.2.1.1 Đặt vấn ñề - Việc tính toán thuỷ ñộng học bánh lái sở quan trọng cho việc tính toán, thiết kế thiết bị lái tàu thuỷ 46 Hình 3.18 Bảng tính ứng với Prôfin NACA-0006, Lamda= Hình 3.19 Bảng tính ứng với Prôfin NACA-0009, Lamda= 47 Hình 3.20 Bảng tính ứng với Prôfin NACA-0012, Lamda= Hình 3.21 Bảng tính ứng với Prôfin NACA-0015, Lamda= 48 Hình 3.22 Bảng tính ứng với Prôfin NACA-0018, Lamda= Hình 3.23 Hộp thông báo click nút Kiểm tra không phù hợp 49 Hình 3.24 Bảng tính hệ số, lực mômen trường hợp hiệu chỉnh Hình 3.25 Form minh hoạ lực thuỷ ñộng tác dụng lên bánh lái 50 Hình 3.26 Form minh hoạ ñồ thị hệ số ñặc tính thuỷ ñộng học 3.5 HOÀN THIỆN CHƯƠNG TRÌNH Sau hoàn thành trình xây dựng sơ ñồ thuật toán, thiết kế giao diện viết code cho chương trình ta tiến hành chạy thử chương trình ñể kiểm tra xem câu lệnh bị lỗi hay không cách: - Nhập thông số cần thiết cho trình tính toán - Thực công việc tính toán ñể biết chương trình ñã hoàn thiện hay mắc lỗi - Chạy chương trình - Lưu kết ñạt ñược với ñuôi *.txt (Notepad) Nếu chạy câu lệnh mà chương trình báo lỗi, ta cần nghiên cứu có biện pháp giải lỗi ñó ñể chương trình ñược hoàn thiện tốt Cuối cùng, lưu ñề án với ñuôi *.exe, ñiều làm cho ñề án gọn nhẹ, làm việc với giao diện window dễ tra cứu hay truy xuất kết 51 Việc viết Code cho chương trình xin ñược trình bày ñĩa CD, bạn ñọc có nhu cầu tham khảo chương trình liên hệ trực tiếp Bộ môn Tàu thuyền- Trường Đại học Nha Trang Xin chân thành cảm ơn bạn ñã quan tâm ñến chương trình này! 52 Chương THẢO LUẬN KẾT QUẢ 4.1 ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT KẾT QUẢ Việc kiểm tra ñánh giá kết chương trình tính toán thủy ñộng học bánh lái ñược so sánh với tàu mẫu tính toán tay Tàu ñược chọn kiểm tra tàu lưới kéo vỏ gỗ hoạt ñộng xa bờ khu vực Khánh Hoà Các thông số phục vụ cho việc tính toán: - Chiều dài hai trụ L : 19.97 (m) - Chiều rộng thiết kế B : 6.62 (m) - Chiều chìm trung bình T : 1.82 (m) - Vận tốc tàu v : 10 (Hl/h) - Đường kính chân vịt Dcv : (m) - Số chân vịt z : (chiếc) Để thực toán tính toán thủy ñộng học bánh lái máy tính ñiện tử mà cụ thể ñây sử dụng phần mềm Visual Basic 6.0 ta thực sau: Tại Form Tính toán thông số hình học bánh lái ta nhập thông số tàu, nhập hệ số ảnh hưởng diện tích bánh lái textbox bên cạnh Giá trị hệ số chọn 3.2, so sánh với tàu mẫu, người tính chọn 4.12 nên textbox bạn nhập vào giá trị 4.12 hình vẽ 4.1: 53 Hình 4.1 Form Tính toán nhập thông số Sau ñó chọn giá trị chiều cao bánh lái Checkbox, ñây chọn giá trị mặc ñịnh h= 0.8* T Sau ñó Click nút tính toán, kết cho thông số chiều rộng bánh lái, diện tích bánh lái, hệ số kéo dài, chiều dày prôfin lớn Textbox hình vẽ 4.2: 54 Hình 4.2 Kết tính toán thông số hình học bánh lái Có thể trình tính toán thông số hình học mà cụ thể diện tích bánh lái, S≤ 0.8* Smin kết thông báo không thảo mãn dạng hộp thoại Trong trường hợp tàu mẫu này, kết tính diện tích bánh lái hoàn toàn thoả mãn Sau kết thúc trình tính toán thông số hình học tàu, ta lưu kết tính ñược ñuôi *.txt có dạng sau: Hình 4.3 File lưu kết thông số hình học bánh lái 55 Sau lưu kết thông số hình học bánh lái vừa tính ñược xong, ñể chuyển sang Form khác, ta click vào nút Tính kv kcv Vì thông số thể tích lượng dãn nước tàu hệ số béo thể tích (Delta) cho trước với thông số tàu, chưa cho mà ta phải tính, ñây tính trực tiếp Click nút tính V Delta theo hình vẽ ñây: Hình 4.4 Giá trị thể tích lượng dãn nước tàu hệ số béo thể tích Tiếp theo nhập hệ số lực ñẩy chân vịt σcv ứng với loại tàu ta chọn trước, tính toán thiết kế tay, tác giả ñã chọn σv= 4.0 Click nút Tính hệ số kv kcv kết cho ta hai thông số ảnh hưởng vỏ tàu chân vịt ñến ñặc tính thủy ñộng bánh lái hình vẽ 4.5: 56 Hình 4.5 Kết tính hệ số ảnh hưởng kv kcv Khi tính ñược kv kcv ta lưu kết ñuôi *.txt hình 4.6: Hình 4.6 File lưu kết tính hệ số kv kcv Tiếp ñến ta Click nút Kiểm tra, mục ñích công việc nhằm xác ñịnh xem thông số hệ số kéo dài λ (Lamda) có phù hợp với thông số ta ñã chọn list giá trị hay không (trong trường hợp tàu mẫu phù hợp với Lamda= 1.5), ñó xuất hộp thông báo hình 4.7: 57 Hình 4.7 Hộp thoại thông báo giá trị Lamda phù hợp giá trị chọn Ta tính trực tiếp cách Click vào menu Gia tri chọn Prôfin NACA-0012, Lamda= 1.5, ta có kết hình 4.8: 58 Hình 4.8 Bảng tính hệ số lực, lực mômen ứng với prôfin Lamda= 1.5 Giá trị lực mômen lớn cần xác ñịnh lưu file *.txt hình 4.9: Hình 4.9 File lưu kết lực mômen lớn Mục ñích việc lưu kết ñể ta in cần hay ñể so sánh kết với tàu mẫu lựa chọn 59 4.2 SO SÁNH, NHẬN XÉT VỚI KẾT QUẢ TÍNH BẰNG TAY Kết tính toán thuỷ ñộng chương trình sử dụng tàu mẫu từ ñề tài thiết kế thiết bị lái thuỷ lực phần tính toán thuỷ ñộng tính tay, hai kết ñược so sánh bảng sau: Đại lượng STT Sai Kết tính Kết tính tay MTĐT 1.5 1.497 3.10-5 0.998 2.10-5 lệch (%) Diện tích bánh lái, m2 Chiều rộng bánh lái, m2 Hệ số kéo dài λ 1.5 1.503 5.10-5 Chiều dày prôfin t, m 0.15 0.15 Hệ số ảnh hưởng vỏ kv 0.724 0.725 10-3 Hệ số ảnh hưởng chân vịt kcv 3.76 3.792 3.10-4 Lực nâng lớn Lmax, kG 6224.57 6277.14 0.53 Lực cản lớn Dmax, kG 3961.09 3994.54 0.33 Lực tổng hợp lớn Rmax, kG 7378.04 7440.35 0.62 2263.08 2278.69 0.15 10 Mômen thuỷ ñộng lớn MtñMax, kG.m Bảng 4.10 Bảng so sánh kết tính toán hai phương pháp Như vậy, thông qua bảng tính ta có nhận xét sau: Tuy tàu mẫu ñược tính phương pháp khác nhìn chung kết tính toán phương pháp có kết xấp xỉ nhau, sai số không ñáng kể Điều ñó kết luận rằng, toán tính toán thiết kế thiết bị lái tàu thuỷ phương pháp truyền thống cho kết tương ñối xác 60 4.3 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Do chương trình tính toán thủy ñộng học bánh lái sử dụng phần mềm Visual Basic 6.0 ñược thực thời gian ngắn nên không tránh khỏi sai sót giới hạn ñịnh khuyến nghị nên hoàn thiện chương trình thành phần mềm thiết kế thiết bị lái tàu thủy nhằm phục vụ cho công tác tính toán thiết kế thiết bị lái Việc hoàn thiện chương trình thiết kế thiết bị lái tàu thủy sử dụng máy tính ñiện tử mà ñây sử dụng phần mềm VB6.0 cần ñược bổ sung thêm phần tính toán cụm bánh lái, tính toán truyền ñộng ñiện bánh lái (máy lái)…nhằm chọn hệ thống lái thích hợp, tính bền cho thiết bị lái ñảm bảo tính hàng hải cho tàu Hy vọng tương lai tới, Bộ môn Tàu thuyền có chương trình riêng phục vụ cho nhu cầu thiết kế thiết bị lái tàu thủy ñể sinh viên không thực việc tính toán thiết kế thiết bị lái tàu thủy tay mà sử dụng phần mềm cẩm nang nhằm tra cứu hay so sánh tính xác kết ñạt ñược [...]... Xác định diện tích bánh lái Sbl và các thơng số hình học của bánh lái b Tính tốn thuỷ động học bánh lái c Tính tốn cụm bánh lái + Tính tốn trục lái: trục cong, trục thẳng + Tính tốn trụ lái + Tính chọn các ổ đỡ, chốt trên, dưới, áp lực + Tính tốn trục lái + bánh lái d Tính tốn truyền động lái (máy lái) Từ trình tự tính tốn như trên ta nhận thấy cơng việc tính tốn thuỷ động học bánh lái chiếm một vị trí... rộng bánh lái tại mặt cắt đó Hệ số cân bằng k ảnh hưởng khơng đáng kể đến đặc tính thuỷ động bánh lái cũng như đến q trình tính tốn thuỷ động học bánh lái trong đề tài nên giá trị mặc định tơi chọn là k= 0.25 Sau khi xác định được các thơng số hình học của bánh lái thì ta tiến hành tính tốn các đặc tính thuỷ động của bánh lái 2.2.2.2 Đặc tính thuỷ động của bánh lái 1 Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính. .. (tâm áp suất) đến cạnh dẫn Mtd 2 Đặc tính thuỷ động của bánh lái: Việc tính tốn thuỷ động học bánh lái, tức là đi xác định 2 thơng số lực thuỷ động R và mơmen thuỷ động Mtđ thơng qua các đặc tính thuỷ động của bánh lái Khi quay bánh lái một góc α so với phương dòng chảy, trên bánh lái xuất hiện hợp lực thuỷ động R đặt tại một điểm gọi là tâm áp lực của bánh lái Để tiện tính tốn, R thường được N tâm quay... biệt quan trọng trong việc xác định các giá trị lực (R) và mơmen thuỷ động (Mtd) của chương trình Q trình lập trình tính tốn các lực và mơmen tác dụng lên bánh lái sử dụng các hệ số đặc tính thuỷ động CL, CD, CM được thực hiện ở phần lập trình dưới đây ta sẽ đi nghiên cứu 33 Chương 3 LẬP CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN THUỶ ĐỘNG HỌC BÁNH LÁI SỬ DỤNG PHẦN MỀM VISUABASIC 6.0 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG Phần lớn các... tổng thể tính tốn thiết kế thiết bị lái nói riêng và đảm bảo an tồn cho tàu nói chung Vấn đề đặt ra là nghiên cứu q trình tính tốn thiết bị lái để làm bàn đạp cho phương pháp tính tốn thuỷ động học bánh lái sau này 2.2.1.2 Những yếu tố cần xét đến khi tính tốn thuỷ động thiết bị lái 1 Chế độ tính tốn 13 Mục đích của việc tính tốn thuỷ động thiết bị lái là xác định các trị số của lực thuỷ động R và... - Tổng hợp lực tác dụng lên bánh lái: R= L2 + D 2 , kG (2-39) - Mơmen thuỷ động: Mtd = CM* kv* kcv* ρ *v2 2 * S* b, kG.m (2-40) 24 - Mơmen lái trên trục lái được xác định: M1 = k0* Mtd + Mms, kG.m (2-41) Trong phạm vi đề tài đi lập chương trình tính tốn thuỷ động học bánh lái, ta khơng đi xác định giá trị mơmen lái trên trục lái mà chỉ đi xác định giá trị mơmen thuỷ động tính từ tâm áp lực (tâm áp suất)... chính xác hơn 2.2.2 Phương pháp tính tốn thuỷ động học bánh lái 2.2.2.1 Xác định các thơng số hình học của bánh lái 1 Chiều cao bánh lái h: Việc tính chọn tuỳ thuộc tuyến hình phần đi tàu Ở đây tơi chọn giá trị chiều cao bánh lái nằm trong khoảng 0.6* T≤ h ≥ 0.9*T, giá trị mặc định chọn là h= 0.8* T 2 Diện tích bánh lái S: - Chọn theo tàu mẫu có tính ăn lái tốt - Chọn theo cơng thức số liệu thống kê... đặc tính thuỷ động của bánh lái, trong tính tốn có thể bỏ qua 22 vd làm tăng vận tốc dòng chảy qua bánh lái theo hướng dọc trục chân vịt v’bl: v’bl = vcv + vd (2-26) vt làm thay đổi góc tấn của dòng chảy qua bánh lái α: − v +v α = arctg t t v' bl (2-27) Trong đó: − vt : vận tốc tiếp của dòng chảy qua bánh lái khi khơng có chân vịt, m/s Trong tính tốn thực tế thiết bị lái, vận tốc dọc của bánh lái. .. định các trị số của lực thuỷ động R và mơmen thuỷ động Mtđ để chọn máy lái, tính tốn kích thước và kiểm tra độ bền thiết bị lái Khi góc lái quay góc α, tàu bắt đầu chuyển động trên đường quay vòng với góc lệch hướng β, góc tấn hình học của bánh lái là: α’ = ± β Góc tấn thực của bánh lái khi dòng chảy tới bánh lái bị lệch hướng làm thay đổi góc tấn hình học do ảnh hưởng của vỏ tàu và của chân vịt là:... động với cạnh dẫn là: Mtđ = N* (xa – xc) (2-45) Trong chương trình lập trình tính tốn thuỷ động học bánh lái phần tính hiệu chỉnh, tơi kí hiệu xa= e, xc = a Trong đó: xa: khoảng cách tâm áp suất tính từ cạnh dẫn, m CM *b CN (2-46) (với CN = L* cosα + D* sinα) (2-47) xa = xc: khoảng cách từ tâm quay của bánh lái đến cạnh dẫn Các lực và mơmen thuỷ động được biểu diễn qua các hệ số khơng thứ ngun sau: