РАСЧЕТ МАНЕВРЕННОСТИ И ПРОВЕДЕНИЕ НАТУРНЫХ МАНЕВРЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ СУДОВ ВНУТРЕННЕГО И СМЕШАННОГО ПЛАВАНИЯ

Руководство

Р.006-2004

Москва

2016

Утверждено	приказами Российского Речного Регистра ОТ 14.07.2004 № 20-п, от 13.09.2016 № 56-п (Извещение № 1 об изменении)
Введено в действие	с 16.08.2004, Извещение № 1 об изменении — с 19.09.2016
Издание	1

Ответственный за выпуск — С. В. Канурный Оригинал-макет — Е. Л. Багров

Никакая часть настоящего издания не может для целей продажи воспроизводиться, закладываться в поисковую систему или передаваться в любой форме или любыми средствами, включая электронные, механические, фотокопировальные или иные средства, без получения предварительного письменного разрешения федерального автономного учреждения «Российский Речной Регистр*.

О Российский Речной Регистр, 2016

4 Поворотливость Таблица 4.6.5

г Значения к*, при Стт 1 н 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 0,6 0,66 0,67 0,69 0,73 0,76 0,79 0,82 0,83 0,85 0,7 0,77 0,79 0,81 0,85 0,89 0,92 0,94 0,96 0,98 0,8 0,88 0,89 0,91 0,95 0,99 1,01 1,04 1,06 1,08 0,9 0,92 0,93 0,95 0,99 1,03 1,07 1,10 1,13 1,15 Л. Значения к(, при Стт 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 25,0 30,0 35,0 0,6 0,87 0,89 0,90 0,91 0,92 0,92 0,93 0,93 0,93 0,7 0,90 1,00 1,02 1,04 1,06 1,07 1,08 1,07 1,07 0,8 1,11 1,13 1,15 1,16 U7 1,18 1,19 1,20 1,20 0,9 1,17 1,20 1,20 1,21 1,22 1,23 1,24 1,24 1,24

.6 позиционная составляющая безразмерной поперечной силы ДРК В_у (строка 13) - по формуле:

^в\ = kv⁺?т^ст + ц • cos РкК •sin б*;    (4.6.6)

.7 вспомогательный коэффициент £р (строка 14) - по табл. 4.6.7;

Таблица 4.6.7

г.. Значения к$ при Стт 1 н 2,0 2.5 3.0 4.0 5,0 6.0 7,0 8.0 9.0 0,6 0,42 0,42 0,42 0,43 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,7 0,53 0,54 0,55 0,56 0,58 0,59 0,6 0,62 0,63 0,8 0,61 0,63 0,63 0,66 0,67 0,69 0,7 0,72 0,73 0,9 0,68 0,69 0,70 0,72 0,73 0,75 0,77 0,78 0,80 Л. Значения к$ при Стт 10 12 14 16 18 20 25 30 35 0,6 0,50 0,50 0,52 0,53 0,53 0,53 0,55 0,55 0,55 0,7 0,63 0,65 0,66 0,68 0,69 0,7 0,71 0,72 0,73 0,8 0,74 0,75 0,77 0,78 0,79 0,8 0,81 0,82 0,84 0,9 0,81 0,82 0.84 0,85 0,86 0,86 0,89 0,90 0,90

.8 демпфирующая составляющая безразмерной поперечной силы ДРК D_y(строка 15) - по формуле:

А = - (А_у + ц-cos б*)- Ар- sin р_к;    (4.6.8)

.9 если стабилизатор насадки имеет выступающую вверх из струи 1ребно-ix> винта часть с площадью А^_Т , м², и относительным удлинением (отношением средней высоты этой части стабилизатора к ее длине) /.Jk, то следует

Руководство Р.006-2004 с изменением N° 1

выполнить расчет дополнительной безразмерной поперечной силы ДС_СТ (строка 16) но формуле:

0,14 •    • А?т(32 - р_к )cosp_K

О+^ст)-п¹

.10 если на двухвинтовом судне, оборудованным гребными винтами в поворотных насадках, установлен дополнительный руль в ДГ1, имеющий площадь А_Р и относительное удлинение /._Р и перекладываемый на угол, превышающий угол перекладки насадок в к_Р раз, то следует выполнить расчет дополнительной безразмерной поперечной силы С_Р(строка 17) по формуле:

где р_к определяется но формуле (4.2.2) для ДРК в ДП.

При отсутствии в составе ДРКС среднего руля С_Р = 0;

.11 расчет безразмерной поперечной силы C_yR ДРКС «гребные винты в поворотных насадках» и «гребные винты в поворотных насадках и средний руль» (строка 18) следует выполнять но формуле:

Сук ⁼ Ф*[0,81(Лу + /\) + АС_СТ + 0,5Ср ).    (4.6.11)

4.7 Расчет безразмерной поперечной силы ДРКС «рули за открытыми гребными винтами» следует выполнять по форме табл. 4.7. В качестве наибольшего возможного угла перекладки руля 6 принимается угол 6_т = 35°. Расчет при углах дрейфа Р = 5°, 10°, 15° может не выполняться.

Таблица 4.7

Но строки Вычисляемые величины Р 5° 10° 15° 20° ю '-/1 о 30° 35° 40° 8 Ур (ПО формуле (4.6.1)) - - - 9 Ст (рис. 4.8) - - - 10 Су (по табл. 4.8.3) - - - 11 Ар (по табл. 4.8.4) - - - 12 ка (но табл. 4.8.5) - - - 13 (по формуле (4.8.6)) - - - 14 bR(по формуле (4.8.7)) - - - 15 Лу(по формуле (4.8.8)) - - - 16 Ву (по формуле (4.8.9)) - - - 17 Сгв (по формуле (4.8.10)) - - - 18 ку (по формуле (4.8.11)) - - - 19 CvR (по формуле (4.8.12)) - - -

3

СОДЕРЖАНИЕ ^{2 1 3 4 5 6 7 8 9 10}

Руководство P.006-2004 с изменением К? /

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1    Настоящее Руководство предназначено для использования при расчетах численных критериев, регламентирующих маневренность судов, и проведении натурных маневренных испытаний в соответствии с указаниями 6 ч. II Правил классификации и постройки судов (далее - ПКПС).

2 ОБОЗНАЧЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПОЯСНЕНИЯ

2.1    Термины, относящиеся к общей терминологии Правил, их определения и сокращения приведены в 6.2.1 ч. II ПКПС.

2.2    В настоящем Руководстве приняты следующие обозначения:

/4о= п1?/4 - площадь диска гребного винта, м²;

Л_Е - площадь спрямленной поверхности гребного винта, м²;

A_r - площадь пера руля, м²;

А'_к - площадь части пера руля, расположенной в струе гребного винта, м²; A_r - площадь части перс! руля, расположенной вне струи гребного винта, м²;

В - ширина судна, м;

С_в - коэффициент общей полноты корпуса судна;

С_тхо, С_то - коэффициенты нагрузки при номинальном режиме движения судна (при v₀ и //₀);

С_ук - характеристика корпуса судна;

D - диаметр гребного винта, м;

Я_ц - диаметр установившейся циркуляции, м;

/)_ц /L = 2/0 - относительный диаметр установившейся циркуляции; k_v - коэффициент увеличения скорости в районе ДРК при криволинейном движении судна;

L - длина судна, м;

/„ - длина насадки, м;

/,= /„//) -относительная длина насадки; т - масса судна, т;

п и п_м - частота вращения гребного винта, с'¹ и мин¹; п₀ - номинальная частота вращения гребного винта, с"¹;

R - сопротивление воды движению судна, Н;

/?о- сопротивление воды движению судна при v₀ , II;

Р - шаг гребного вингга, м;

S- площадь парусности, м²;

2 Обозначения, определения и пояснения

Т - осадка судна, м;

/ - время, с;

v и v_s - скорость судна, м/с и км/ч; v - падение скорости судна при криволинейном движении; v₀ -скоростьсудна при номинальной частоте вращения всех (ребных винтов, м/с;

V_A - скорость ветра в районе плавания, м/с; v, - скорость натекания воды на ДРК, м/с;

vv- коэффициент попутного потока при движении судна прямым курсом; w - коэффициент попутного потока при криволинейном движении судна; .Vp, .Vp' = Xp/D - отстояние, м, и относительное отстояние носовой кромки профиля руля от плоскости диска открытого гребного винта или от задней кромки насадки, измеренное по оси гребного винта; z_P- количество ДРК в составе ДРКС;

6* - угол отклонения струи гребною винта при отклонении поворотной насадки на угол 6, град;

/v_R - относительное удлинение пера руля;

/»'_R - относительное удлинение части пера руля, расположенной в струе гребного винта;

/-к - относительное удлинение части пера руля, расположенной вне струи гребного винта;

Р - плотность воды, кг/м³.

2.3 В настоящем Руководстве приняты следующие определения:

.1 безразмерная поперечная сила ДРК C_yR - поперечная сила ДРК Y_r. II, отнесенная к величине pv*AJ2\

.2бе зразмерная угловая скорость судна Q - отношение угловой скорости судна о), град/с, к величине 57,3-v/L:

.Здемпфиру ю щ а я с о с т а в л я ю щ а я си л ы - составляющая, зависящая or угловой скорости судна, как правило, препятствующая вращению судна;

.4коэффицисит нагрузки по упору гребного винта С_т - упор гребного винта Г_Р, Н, отнесенный к величине ру,²Л₀/2;

.5 коэффициент нагрузки С_гг ДРК «гребной винт -насадка»- упор Г,. ДРК «гребной винт-насадка», Н, отнесенный к величине pv*AJ2;

.6относительная поступь J_P гребного винта (ДРК «гребной винт - насадка») - отношение скорости натекания во-

Руководство Р. 006-2004 с изменением N° I

ды на ДРК v_a, м/с, к произведению частоты вращения гребного винта //, с'¹, и диаметра 1ребного винта D, м;

.7 относительное удлинение пера руля (части пера руля) - отношение высоты руля или его части (стабилизатора насадки или его части) к соответствующей хорде; при сложной форме в плане - отношение площади в плане к квадрату хорды или отношение квадрата высоты к площади в плане;

.8 позиционная составляющая силы - составляющая, зависящая от угла дрейфа (для судна), угла перекладки руля (для средств управления);

.9угловая скорость судна о) - отношение изменения угла курса к времени его изменения, град/с;

.10 угол дрейфа р - угол между диаметральной плоскостью (далее ДП) и направлением скорости в центре тяжести судна, град;

.11 угол дрейфа р_к - угол дрейфа в корме (угол натекания воды на ДРК), град;

.12 у гол перекладки руля б - угол поворота средств управления по отношению к ДП, град;

. 13 у п о р греб н о г о в и н т а Г_Р — сила, развиваемая гребным винтом в направлении ДП, приложенная к упорному подшипнику, II;

.14 упор Т_Е ДРК «гребной винт-насадка» - суммарная сила, развиваемая ДРК «гребной вишг - насадка» в направлении ДП, II.

3 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТОВ МАНЕВРЕННОСТИ

3.1    В настоящем 1>уководстве предусмотрена возможность расчета численных значений критериев маневренности для следующих типов ДРКС:

.11ребные винты в поворотных насадках;

.2 гребные винты в поворотных насадках и средний руль;

.3 рули за открытыми гребными винтами;

.4 рули за 1ребными винтами в насадках.

Для ДРКС другого тина способы расчета численных значений критериев маневренности должны быть согласованы с Речным Регистром.

3.2    При пользовании таблицами, графиками и диаграммами, приведенными в настоящем Руководстве, промежуточные значения исходных характеристик определяются с помощью линейной интерполяции.

4 ПОВОРОТЛИВОСТЬ

4.1    Наименьший относительный диаметр установившейся циркуляции

(Ai Шшь = 2Д\,„ следует оп-редслять путем нахождения абсциссы точки пересечения кривых C_yt(Q) и С_уК(П), построенных на одном графике в функции безразмерной угловой скорости судна Q (рис. 4.1).

4.2    Расчет характеристики корпуса C_yt(£2) и характеристик взаимодействия корпуса с ДРК (коэффициента попутно-IX) потока н\ падения скоросги v, коэффициента увеличения скорости натекания воды на ДРК к_у) следует выполнять по форме табл. 4.2, при этом:

Таблица 4.2

строки Вычисляемые величины Р 5° 10° 15° 20° 25° 30° 35е 40° 1 Q (рис. 4.2-1 - 4.2-4) 2 Cj* (рис. 4.2-1 -4.2-4) 3 Рк (по формуле (4.2.2)) 4 w'(по формуле (4.2.3-1)) 5 v'(no формуле (4.2.4)) 6 kv (по формуле (4.2.5)) 7 Ф (по формуле (4.2.6))

. 1 для каждого из заданных в табл. 4.2 углов дрейфа р но известным значениям В/Т_% T/L (и С_в для пассажирских судов) по выбранной диаграмме (рис. 4.2-1 - 4.2-4) определяются значения Q и С_ук (строки 1, 2 табл. 4.2). Диаграммы, приведенные на рис. 4.2-1 - 4.2-4, служат для построения ха-ракгерисгики корпуса судна C_yk(Q) при расчетах поворотливости, устойчивости на курсе и управляемости при неработающих движителях. Каждая диаграмма (рис. 4.2-1 - для грузовых судов, рис. 4.2-2 - 4.2-4 - для пассажирских судов с различными коэффициентами обшей полноты С_в) разбита на 5 поддиаграмм, соответствующих значениям В/Т: 3,5; 4,5; 5,5; 6,5; 7,5. На ка-

Руководство Р. 006-2004 с изменением N9 I

ждой поддиаграмме нанесена сетка кривых T/L в диапазоне значений от 0,02 до 0,04 и кривых р в диапазоне значений от 5° до 40°.

Для расчета характеристики корпуса судна C_yk(Q) по типу судна и коэффициенту обшей полноты С_в выбирается необходимая диаграмма, затем по отношению В/Т выбираются поддиаграмма и на ней соответствующая кривая T/L. По заданным значениям углов дрейфа р (кривые на поддиаграммах) определяются безразмерная угловая скорость судна Q (ось абсцисс) и характеристика корпуса C_yi(£2) (ось ординат). При этом следует обращать внимание на то, что каждой поддиаграмме соответствует своя ось ординат;

.2 угол натекания воды на ДНК р_к (строка 3) рассчитывается по (формуле:

Рк = x arctg(tg р + 0,475-Q/cos Р), град,    (4.2.2)

где х = 1,0 для бортовых ДРК;

X = 0,8 для ДРК в ДП судна;

.3 коэффициент попутного потока w дтя одно- и двухвинтовых судов (строка 4) рассчитывается но (формуле:

где \v_p - коэффициент попутного потока по расчету ходкости судна.

71ля трехвинговых судов значение коэффициента »v_p принимается по формуле:

% = <2-*W + "J/3,    (4.2.3-2)

где >v_6opi - коэффициент попутного потока по расчету ходкости дтя бортовых движителей, а - коэффициент попутного потока по расчету ходкости дтя среднего движителя;

.4 падение скорости судна v на установившейся циркуляции (строка 5) рассчитывается по (формуле:

v = 1 - 0,7*2 + 0,122-Q²⁶;    (4.2.4)

.5 коэффициент увеличения скорости натекания воды k_v в районе ДРК судна (строка 6) рассчитывается по формуле:

£_v = cos р/ cos р_к ;    (4.2.5)

.6 вспомогательный коэффициент (р (строка 7) определяется по (формуле:

q>=nz_rD²(l-w'Y/(4LT).    (4.2.6)

1

   Обозначения, определения и пояснения.................................................. 4

2

   Общие положения....................................................................................... 4

3

   Общие указания к выполнению расчетов маневренности...................... 6

4

   Поворотливость........................................................................................... 7

5

   Устойчивость на курсе................................................................................ 21

6

   Управляемость при неработающих движителях....................................... 26

7

   Способность судна к экстренному торможению...................................... 27

8

   Управляемость при ветре............................................................................ 29

9

   Указания по проведению натурных испытаний....................................... 32

10

   Таблица маневренности.............................................................................. 35