Технические науки / 2.Механика

Балашов М.Г., Катарага Т.Г., Шевченко О.Ю., Абрамян К.В.

Севастопольский национальный технический университет, Украина

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУПОГРУЖНЫХ ПЛАВУЧИХ КРАНОВ БЕЗ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ КОЛОНН В РАБОЧЕМ ПОЛОЖЕНИИ

Введение. Существующие плавучие краны высокой мореходности представлены крановыми судами с традиционными судовыми обводами и полупогружными плавучими кранами (ППК). Среди множества ППК выделяется группа обладающая сравнительно малой грузоподъемностью крана. Это как правило рабочие платформы, не предназначенные для большого строительства на шельфе. Они имеют в качестве верхнего строения как правило полноповоротный мачтовый кран.

Цель исследований. Решение задачи экспериментальной оценки сопротивления воды движению судна с использованием модели ППК (рисунок 1), в условиях тихой воды в рабочем положении при варьировании горизонтального клиренса 0/110/220 мм и курсовых углов течения 0⁰ и 90⁰. Для выполнения исследования была изменена ранее созданная модель ППК. Для этого вместо колонн на палубу устанавливается вставка. Главные размерения модели остались неизменными [1]. На модели были выполнены прогоны в бассейне кафедры океанотехники и кораблестроения СевНТУ.

Результаты. При изучении сопротивления воды движению судов использована рабочая гипотеза о независимости отдельных составляющих полного гидродинамического сопротивления. Благодаря этой гипотезе процесс исследования сопротивления движению судов значительно упрощается, поскольку каждая отдельная составляющая сопротивления зависит от более ограниченного количества причин по сравнению с полным сопротивлением.

Рисунок 1 – Модель ППК в бассейне

Общая формула для определения сопротивления воды равномерного движения можно представить в виде [2]:

,

где – безразмерный коэффициент сопротивления воды движению модели ППК (судна), являющийся сложной функцией чисел Fr и Re;

– плотность воды, кг/м³;

– площадь смоченной поверхность модели ППК (судна), м²;

– скорость модели ППК (судна), м/с.

Модель кранового судна – полупогружное двухкорпусное судно с четырьмя стабилизирующими колоннами, установленными в оконечностях.

В процессе пробега модели регистрировалась скорость установившегося движения ее под действием падающего груза. Вес этого груза за вычетом сил трения в буксировочной системе равен буксировочному сопротивлению модели. Задаваясь различными значениями груза, обеспечивающего буксировку модели, и получая соответствующие этим грузам значения скорости, были найдены зависимости сопротивления от скорости хода.

Прогоны модели выполнены для рабочего (осадка 180 мм) положения при четырех колонном варианте, с диапазоном горизонтального клиренса 0/110/220.

Выводы. Проведены экспериментальные исследования сопротивления воды движению судна в малом опытовом бассейне кафедры океанотехники и кораблестроения СевНТУ на усовершенствованной модели полупогружного плавучего крана. Получены графики зависимости величины относительного сопротивления от относительной скорости при различных величинах горизонтального клиренса, представленные на рисунке 2.

Рисунок 2 – Кривые коэффициента сопротивления

Литература:

1. Балашов М.Г. Модельные исследования ходкости полупогружных плавучих кранов / М.Г. Балашов // Вестник СевНТУ. Сер. Механика, энергетика, экология: сб. науч. тр. – Севастополь, 2008. – Вып. 88. – С.35 – 39.

2. Транспортные катамараны внутреннего плавания/М.Я. Алферьев, Г.С. Мадорский – Л.: Транспорт, 1976. – 336с.