Расчет количества стоек подводных крыльев и их прочности

Число стоек, крепящих подводные крылья к корпусу мотолодки, определяется лишь соображениями прочности конструкции. Здесь необходимо иметь в виду, что с ростом относительной скорости прочность крыльев становится решающим фактором.

Если на катерах с небольшой относительной скоростью можно применять крылья с одной или двумя стойками из алюминиево-магниевых сплавов, то чтобы обеспечить необходимую прочность крыльев катера с большой относительной скоростью приходится устанавливать большое число стоек, которые увеличивают сопротивление и риск прорыва воздуха на верхнюю поверхность крыла. Кривые на рис. 14 наглядно иллюстрируют динамику напряжений, действующих на крыло в зависимости от расчетной скорости.

Рис. 14. Напряжения, возникающие в носовом крыле катера.

Данные, приведенные на рис. 14, получены для катера водоизмещением 0,5 т, имеющего два малопогруженных плоских крыла с Су = 0,15 и относительной толщиной 0,06, нагрузка между которыми распределена поровну. Пунктирные кривые отражают усилия, возникающие на крыле с одной плоскостью, а сплошные — на комбинированном крыле, состоящем из двух отдельно стоящих крыльев, имеющих заданное удлинение.

Из графика видно, что в первом варианте при скорости более 10-12 м/сек прочность крыльев необходимо увеличивать. Для этого надо либо ставить третью стойку, что крайне нежелательно, либо применять более прочный материал. Во втором варианте с отдельно стоящими крыльями сходные напряжения появляются на значительно более высоких скоростях — 20-25 м/сек.

Эти данные могут быть использованы как основа при расчете необходимой прочности и выборе материала крыльев для катеров близкого водоизмещения.

При расчете прочности крыльев необходимо учитывать не только нагрузку, определяемую подъемной силой, но и усилия, возникающие на крыле во время движения на волнении. Эти усилия, иногда во много раз превосходящие статическую нагрузку, вызываются частыми «ударными» проваливаниями в момент просекания крылом волны, изменением угла атаки при качке и степени погружения крыльев. Перечисленные факторы вынуждают изготавливать крылья с определенным запасом прочности. Так, для малопогруженных элементов конструкции коэффициент зaпaca принимается равным трем, а для глубокопогруженных он может быть снижен. Для элементов, выходящих во время движения из воды, этот коэффициент уменьшается до 1,25-1,5.

Наиболее распространенным профилем для стоек является простой и технологичный в изготовлении симметричный сегмент со срезанной выходящей кромкой (рис. 15).

Рис. 15. Профиль стойки.

Сегментный профиль для стоек может быть круговым или параболическим. Ординаты для обоих вариантов приведены в таблице 2.

Таблица 2. Относительные ординаты профилей стоек.

x/b

Тип профиля

круговой сегмент

параболический сегмент

у/еm

0

0

0

0,075

0,190

0,286

0,150

0,360

0,470

0,300

0,640

0,721

0,450

0,840

0,881

0,600

0,960

0,972

0,750

1,0

1,0

1,0

0,960

0,972

За срезом кормовой кромки стойки образуется воздушная каверна с повышенным атмосферным давлением, что способствует снижению сопротивления стойки.

С целью уменьшения опасности прорыва воздуха на засасывающую поверхность входящие кромки стоек следует по возможности смещать по хорде крыла таким образом, чтобы максимальная толщина стойки находилась бы на 50-100 мм за кормовой кромкой крыла (рис. 16).

Рис. 16. Соединение стойки с подводным крылом.

 
   
  
 
 
Copyright © 2008 ИП Гараев З. М.
Тел.: (8552) 77-36-15
катера лодки Условия использования материалов сайта Политика конфиденциальности партнеры


Создание сайта Вебцентр CMS SiteEdit


Rambler's Top100