Наиболее распространенная компоновка винто-рулевого комплекса, состоящего из винта фиксированного шага и пераруля, существенно ограничивает возможности управления су дном при малой скорости набегающего потока и требует применения дополнительных средств управления. Необходимость обеспечения безопасности мореплавания, при совершении маневра в стесненных водах или при малой скорости хода судна, требует применения предельных углов отклонения рулевой поверхности. Достижение предельных углов отклонения рулевой плоскости, в свою очередь, приводит к срыву потока и относительному уменьшению поворачивающего момента. Ухудшение условий обтекания пераруля приводит к значительному ограничению скорости движения судна и, как следствие, изменению режима работы главного двигателя. Наблюдающаяся при совершении судном маневра, повышенная неравномерность набегающего на элементы гидромеханического комплекса, приводит к изменению характеристик винто-рулевого комплекса, существенно влияя на винтовую характеристику главного двигателя. В работе выполнен анализ условий обтекания элементов винто-рулевого комплекса при повышенной неравномерности набегающего потока, характерного для маневрирующего судна. В качестве источника качественных данных о влиянии маневра су дна на характеристики гидромеханического комплекса использованы результаты приемо-сдаточных испытаний судов и их пропульсивных комплексов. В качестве объекта управляющего воздействия на гидромеханический комплекс выбрано перо руля. Выполнено численное моделирование и расчетное определение гидродинамических характеристик пера руля при малых и предельных углах отклонения, оценка параметров дополнительно подаваемой воды на профилированную часть рулевойплоскости с целью управления пограничным слоем. Повышение гидродинамических характеристик пера руля путем создания дополнительной подъемной силы способствует ограничению возможной перегрузки главного двигателя за счет уменьшения угла перекладки рулевойплоскости. Положительный эффект, полученный как на малых скоростях, так и на проектных режимах движения судна, способствует повышению мореходных качеств и снижению влияния неравномерности набегающего потока. Результаты оценки режимов работы главного двигателя подтверждают возможность ограничения утяжеления винтовой характеристики путем улучшения гидродинамических свойств пера руля. Определены дальнейшие направления исследования судового гидромеханического комплекса и диапазоны возможного изменения параметров при применении систем струйного управления обтеканием руля.
судовой гидромеханический комплекс, главный двигатель, винтовая характеристика, маневр, система управления пограничным слоем, винто-ру левой комплекс, перо руля, рулевая плоскость, гидродинамические характеристики
1. Basic Principles of Ship Propulsion. Url: https: //marineman-es.com/propeller-aft-ship //(дата обращения 01.12.2021).
2. Орлов, E. И. Стандартизация в отрасли судового, тепловозного и промышленного двигателестроения /Е.И. Орлов, А.П. Петров,Е.Е. Живлюк // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. -2016. - №4 (38). - С. 138 - 156. DOI:https://doi.org/10.21821/2309-5180-2016-8-4-138-156
3. Осовский, Д.И. Повышение гидродинамических хар актеристик пер а ру ля су дна с использованием системы управления пограничным слоем / Д.И. Осовский, А.С. Шаратов, А.Н. Горбенко, С.Х. Шмелев // Эксплуатация морского транспорта. - 2021. - №1(98). - С. 78-88. DOIhttps://doi.org/10.34046/aumsuomt98/13.
4. Sasaki, N., Kuribayashi, S., & Atlar, M. (2018, April). Gate Rudder®. In Proceedings of the 3rd International Symposium on Naval Architecture and M aritime (INT -NAM), Istanbul, Turkey. Pp. 24-25.
5. Shen, Y. Т., Jiang Ch. W., Kenneth R. D. Twisted Rudder for Reduced Cavitation. J Ship Res. 1997. Vol. 44. Pp. 260-272.
6. Jialun, L., Quadvlieg F., Hekkenberg, R. Impacts of the rudder profile on manoeuvring performance of ships. 2016. Vol. 124. Pp. 226-240.
7. Ибрагимов, О.Э., Применение струйной механизации для повышения маневренности судов/ О.Э. Ибрагимов, Д. И. Осовский // Рыбное хозяйство Украины. - 2011. - №5. - С. 45-47.
8. Кацман, Ф.М. Конструирование винто-рулевых комплексов морских су дов /Ф. М. Кацман, Е.М. Кудреватый. - Л.: Судостроение, 1974. - 376с.
9. Гаврилов, В.В. Критерии оценки проектных решений по судовому пропульсивному комплексу /В.В. Гаврилов,Ю. В. Лабзин // Труды Крыловского государственного научного центра. -2021. -№51.-С. 45-47.
10. Дитятев, С. Г. Исследование изменений винтовой характеристики судового малооборотного дизеля в эксплуатации: дис.. канд. техн. наук: 05.08.05 / Дитятев Сергей Германович. - Л.: ЛВИМУ им. адм. С. О. Макарова, 1984. -295с.
11. Руководство по определению маневренных характеристик судов, Российский морской регистр судоходства, 2005. - 16с.
12. Расчет маневренности и проведение натурных маневренных испытаний судов внутреннего и смешанного плавания, 2004. - 38с.
13. Печников, А.Н. Тенденции энергосбережения в современном судостроении /А.Н. Печников, Д.Т. Темиряев// Эксплуатация морского транспорта. -2014. -№ 1(73). - С. 33 - 37.
14. Черепанов, Б. Е. Судовые вспомогательные и промысловые механизмы, системы и их эксплуатация / Б.Е. Черпанов. - М.: Агропромиздат. -1986,- 283 с.
15. Roh, MI., Lee KY. Examples of Ship Design Model. In: Computational Ship Design. Springer, Singapore. 2018. Pp. 347-353. https://doi.org/10.1007/978-981-10-4885-2_17
16. Шаратов, А. С. Оценка влияния маневра кругь нотоннажного танкера на винтовую характеристику малооборотного двигателя // Морскж технологии: проблемы и решения-2021. -2014. -С. 89-92.
17. Шаратов, А. С. Проверка гипотезы дополнительного струйного воздействия воды, подаваемой через щелевую насадку на лопасти гребного винта // Эксплуатация морского транспорта. -2019. - №1. - С. 67-76.
18. Король, Ю. М. Влияние лопастных и профильных характеристик на гидродинамическую эффективность гребных винтов / Ю. М. Король, О. Н. Корнелюк // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. -2017.-№4(70).-С. 80-88.
19. Сертификация Flowvision Url:http://www.tesis.com.ru/software/flowvision/ (дата обращения 01.02.2022).
20. Шаратов, А. С. Особенности реализации дополнительного струйного воздействия воды на лопасти гребного винта фиксированного шага // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. - 2019. - №1. - С. 53-62. DOI: https://doi.org/10.24143/2073-1574-2021-2-32-42
21. Бажанкин, Ю. В. Анализ взаимодействия гребного винта с рулевым органом судна// Научные проблемы водного транспорта. - 2011. - №29. - С.11-15.
22. Кацман, Ф. М. Эксплуатация пропульсивного комплекса морского судна/Ф. М.Кацман. -М.: Транспорт, 1987. -222с.
