Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính toán thiết bị lái bằng phương pháp lí thuyết Khác với phương pháp tính theo yêu cầu của quy phạm là tính theo các công th ức ghi trong quy phạm, phương pháp tính toán thiết bị lái theo phương pháp lí thuyết được dựa trên cơ sở là đi xác định các trị số tính toán của lực thủy động P v à mômen thủy động M tđ để chọn máy lái, tính toán các kích thước và kiểm tra độ bền thiết bị lái. II.2.2.1. Định nghĩa và công thức tính toán các thông số hình h ọc của bánh lái. Mục đích của tính toán các thông số hình học của bánh lái là khi có các thông s ố hình học cùng với việc chọn các hệ số trong các công thức ta sẽ xác định được lực thủy động P và mômen thủy động M tđ . II.2.2.1.1. Diện tích bánh lái A bl : Là diện tích mặt cắt đối xứng dọc của bánh lái. - Chọn theo tàu mẫu có tính ăn lái tốt. - Khi không có tàu mẫu thì chọn theo các số liệu thống kê: 100 LT A bl , (m 2 ). - Trong đó: L - Chiều dài giữa hai đường vuông góc của tàu (m). T - Chi ều chìm của tàu khi trở đầy (m). - Hệ số diện tích bánh lái thống kê. A bl - Tổng diện tích các bánh lái của tàu (m 2 ). - Khi không có tàu m ẫu hoặc không có số liệu thống kê thì có thể tính chọn theo công thức của G.V.Xôbôlep: 33 2,7 030,0 2,6 023,0 B L B L - Trong đó: L - Chiều dài tàu (m). B - Chi ều rộng tàu (m). - Hệ số béo thể tích của tàu. Khi chọn cần chú ý: tăng diện tích bánh lái thì đường kính quay vòng giảm khi góc quay lái lớn và đường kính quay vòng tăng khi góc quay lái nhỏ; diện tích khối đặc đuôi ảnh hưởng rất lớn đến tính quay trở của tàu, tăng diện tích khối đặc đuôi đường kính quay v òng tăng rất nhanh; hệ số của bánh lái nằm ngoài dòng đẩy chân vịt lớn hơn của bánh lái nằm trong dòng đẩy của chân vịt; hệ số của tàu hàng, khách lớn hơn của tàu dầu; tàu nội thuỷ và tàu sông - biển thường có diện tích bánh lái lớn hơn tàu biển v.v… Tóm lại diện tích bánh lái có ảnh hưởng rất lớn đến tính ăn lái của tàu, khi xác định nó phải chú ý đến các đặc điểm cụ thể của tàu: vị trí bánh lái, số chân vịt, loại tàu, kết cấu vùng đuôi tàu, luồng lạch v.v… - Diện tích bánh lái đã chọn phải không nhỏ hơn trị số tính theo công thức: A min = p.q. 75 150 75,0 100 . L TL , (m 2 ). - Trong đó: L - Chiều dài tàu (m). T - Chi ều chìm tàu (m). p - h ệ số, bằng 1,2 nếu bánh lái không đặt trực tiếp sau chân vịt; bằng 1,0 nếu bánh lái đặt trực tiếp sau chân vịt. q = 1,25 đối với tàu kéo, q = 1,0 đối với các loại t àu khác. II.2.2.1.2. Chiều cao bánh lái h bl : Là khoảng cách giữa điểm cao nhất và thấp nhất của bánh lái đo theo phương thẳng đứng. - Chiều cao bánh lái h bl được chọn lớn nhất có thể phụ thuộc vào tuyến hình phần đuôi tàu. II.2.2.1.3. Chiều rộng bánh lái b bl : Đối với bánh lái hình chữ nhật, chiều rộng bánh lái b bl là khoảng cách từ cạnh trước đến vcạnh sau của bánh lái; đối với bánh lái không có dạng chữ nhật thì chiều rộng bánh lái b bl là chiều rộng trung bình tính theo công th ức: B bl = bl bl h A II.2.2.1.4. Hệ số kéo dài của bánh lái : Được tính bằng một trong những công thức sau: = 2 2 bl bl bl bl bl bl b A A h b h - Hệ số kéo dài = 0,5 3,0 tùy theo kết cấu vùng đuôi tàu. II.2.2.1.5. Hệ số kéo dài của hệ bánh lái - trụ lái k : k = 2 2 k k k bl k bl b A A h b h II.2.2.1.6. Hệ số cân bằng của bánh lái k: k = bl cb A A - Trong đó: A cb - diện tích phần cân bằng bánh lái. - Thông thường: k = 0,25 0,35. - Để tránh dao động, bánh lái nên được cân bằng như sau: + Diện tích phần cân bằng không quá 25% diện tích bánh lái (k 0,25) +Chi ều rộng phần cân bằng tại mọi mặt cắt ngang không quá 35% chiều rộng bánh lái tại mặt cắt đó. II.2.2.1.7. Góc quay lái : Góc giữa mặt phẳng đối xứng dọc của bánh lái (đạo lưu) và mặt phẳng đối xứng của tàu. II.2.2.1.8. Chiều dày của profin: Chiều dày lớn nhất của profin t lấy theo đường kính trục chân vịt D cv : t = (0,100 0,125).D cv - Chiều dày tối ưu nằm trong khoảng: t = (0,12 0,25).b bl . Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính toán thiết bị lái bằng phương pháp lí thuyết Khác với phương pháp tính theo yêu cầu của quy phạm là tính theo các công th ức ghi trong quy phạm, phương pháp. phương pháp tính toán thiết bị lái theo phương pháp lí thuyết được dựa trên cơ sở là đi xác định các trị số tính toán của lực thủy động P v à mômen thủy động M tđ để chọn máy lái, tính toán các. và kiểm tra độ bền thiết bị lái. II.2.2.1. Định nghĩa và công thức tính toán các thông số hình h ọc của bánh lái. Mục đích của tính toán các thông số hình học của bánh lái là khi có các thông