Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Hình 1.1 Thành phần phân lực ngang C và phản lực nước D sinh ra khi chân vịt chiều phải quay chạy tới

Hình 1.1 Thành phần phân lực ngang C và phản lực nước D sinh ra khi chân vịt chiều phải quay chạy tới

Tải bản đầy đủ - 0trang

15

Qua phân tích trên thấy rằng các phân lực ngang C 1và C3 không gây ảnh

hưởng đến quay trở mà chỉ có C2 và C4 mới có tác dụng. Hai lực C2 và C4

ngược chiều nhau và có phương vng góc với mặt phẳng trục dọc của tàu.

Cánh II làm việc theo hướng sâu hơn cánh IV nên lực C 2>C4. Gọi lực tổng

hợp của chúng là C, ta có C = C2 –C4. Như vậy tổng hợp lực C cùng chiều với

C2 làm cho lái tàu dịch chuyển về phía bên trái.

Cũng qua phân tích trên ta thấy rằng phản lực nước tác dụng vào cánh

chân vịt D2 và D4khơng gây ảnh hưởng gì đến quay trở mà chỉ có D1 và D3mới

có tác dụng. Hai lực này ngược chiều nhau và có độ lớn khác nhau. Cánh III

làm việc sâu hơn cánh I nên phản lực D3D1. Nếu gọi lực tổng hợp của chúng

là D thì ta có D = D3–D1. Như vậy tổng hợp phản lực D cùng chiều với D 3làm

cho lái tàu dịch chuyển về bên phải.

* Các dòng nước sinh ra khi chân vịt quay.

a. Dòng nước chảy từ mũi về lái.

Khi chân vịt quay đẩy tàu chuyển động tới thì xuất hiện dòng nước chảy

từ mũi về lái, nếu bánh lái để số khơng (Zero lái) thì áp lực của nước tác dụng

cân bằng trên hai mặt bánh lái, vì vậy sẽ khơng ảnh hưởng đến quay trở của

tàu mà chỉ làm cho tàu luôn chuyển động thẳng. Nếu bẻ lái về một bên mạn

nào đó thì dòng này kết hợp với thành phần phản lực dọc của dòng nước xốy

tròn do chân vịt tạo ra sẽ tạo nên áp lực nước lên mặt bánh lái làm cho mũi

tàu ngả về mạn bẻ lái.

b. Thành phần xốy tròn do chân vịt tạo ra.

Khi chân vịt quay tạo luồng nước đạp về phía sau đẩy tàu chuyển động

về phía trước, luồng nước này tạo thành một dòng nước cuộn tròn theo chiều

ngang của chân vịt. Các phần tử của dòng nước bị đẩy lùi đồng thời tham gia

hai chuyển động: vừa chuyển động quay vừa chuyển động thẳng. Khi đó,



16

dòng bị đẩy lùi có thể chia thành hai thành phần tương ứng là thành phần

phân lực ngang được ký hiệu C và thành phần phân lực dọc được ký hiệu ƒdoc.

c. Dòng nước hút theo tàu.

Khi đứng yên, thân tàu sẽ chiếm một lượng rẽ nước đúng bằng thể tích

phần chìm của nó. Nếu chân vit đạp nước đẩy tàu tiến về phía trước thì phần

chìm đó sẽ để lại phía sau một vùng trống. Do sự chênh lệch về áp suất mà

nước ở xung quanh nhanh chóng tràn vào lấp chổ trống đó và khi tàu tiếp tục

chạy tới thì các khoảng trống được hình thành nối tiếp nhau. Nước cũng tiếp

tục chuyển động tràn vào lấp những khoảng trống trên. Khi đó sẽ hình thành

một dòng nước đuổi theo sự chuyển động của tàu để lấp chổ trống do phần

chìm của tàu để lại. Đây là dòng nước hút theo tàu. Tốc dộ của dòng nước hút

theo mạnh nhất ở gần mặt nước, giảm dần và đạt giá trị gần bằng không ở

dưới ki tàu.

Nếu tàu có chân vịt chiều phải khi chạy tới, dòng nước tràn vào này sẽ

sinh ra một lực có tác dụng đẩy lái tàu qua trái được ký hiệu là b. Mặt khác,

dòng này có chuyển động xi theo tàu nên một phần nào đó đã sinh ra lực

cản dòng nước chảy từ mũi về lái, làm giảm áp lực tác dụng lên mặt bánh lái

khi bánh lái bẻ sang một bên.

Khi tàu đứng yên, dòng này khơng tồn tại, nó chỉ xuất hiện khi tàu bắt

đầu chuyển động và tăng theo vận tốc tàu. Tàu có hình hộp thì dòng theo

mạnh, vì vậy các tàu có phần lái vng, đáy bằng phẳng thường khó nghe lái

hơn tàu có phần lái tròn và thon phía sau lái.

* Hiệu ứng của chân vịt ảnh hưởng tới đặc tính điều động tàu.

Điều kiện xét ở đây là tàu có trang bị chân vịt bước cố định, chiều phải,

tàu không chịu tác động của sóng gió, dòng chảy.

a. Khi tàu chạy tới bánh lái để số không (Zero lái).

- Thành phần phân lực ngang C.



17

Như đã trình bày ở trên, tổng hợp thành phần phân lực ngang C cùng

chiều với chiều tác dụng của C2, C= C2 – C4. Thành phần này có tác dụng đẩy

lái tàu sang trái, mũi tàu sang phải (với chân vịt chiều phải), với chân vịt

chiều trái thì ngược lại, tổng hợp lực C sẽ đẩy lái tàu sang phải còn mũi tàu

sang trái.

- Thành phần phản lực của nước D.

Cũng theo phân tích ở trên, thành phần này sinh ra khi tàu có trớn tới.

Tổng hợp D cùng chiều với tác dụng của D 3, D= D3– D1, thành phần này có

tác dụng đẩy lái tàu sang phải, mũi tàu sang trái (với chân vịt chiều phải), với

chân vịt chiều trái thì ngược lại, tổng hợp lực D sẽ đẩy lái tàu sang trái, mũi

tàu sang phải.

- Thành phần dòng nước hút theo tàu b.

Dòngnước hút theo tàu b có tác dụng đẩy mũi tàu sang phải, lái tàu sang

trái (với chân vịt chiều phải). Với chân vịt chiều trái thì ngược lại, dòng nước

hút theo tàu có tác dụng đẩy lái tàu qua phải, mũi tàu sang trái.

Ta nhận thấy rằng với chân vịt chiều phải khi quay, tàu có trớn tới thì

tổng hợp thành phần phân lực ngang C và thành phần do dòng nước hút theo

tàu b sẽ lớn hơn phản lực D. Nói cách khác C + b >D, tức là tổng hợp lực này

sẽ làm cho lái tàu ngả sang trái, mũi ngả sang phải. Nếu chân vịt chiều trái thì

ngược lại, lái tàu ngả phải còn mũi ngả sang trái.

Lưu ý rằng hiện tượng này xảy ra khi tàu có trớn tới, còn nếu chưa có

trớn tới thì dòng nước theo tàu chưa xuất hiện. Do đó ban đầu khi mới khởi

động máy tới thì mũi tàu có xu hướng ngả sang trái, sau khi có trớn tới thì

mũi tàu có xu hướng ngả phải. Hiện tượng này gọi là Hiệu ứng chân vịt. Ta

cần đặc biệt lưu ý khi tàu chạy ba- lát, khi tàu chúi lái lớn. Các lực có thể

khác nhau về độ lớn do đó hiệu ứng cũng sẽ có khi mạnh, khi yếu khác nhau.

b. Khi tàu chạy lùi bánh lái để số khơng.



18



Hình 1.2 Chân vịt chiều phải, tàu chạy lùi, bánh lái để số khơng

Xét hình vẽ 1.2, dòng nước do chân vịt sinh ra đập vào lái tàu không đều

tại mọi thời điểm. Dòng này khơng cuộn quanh bánh lái mà tác dụng trực tiếp

vào các bên mạn hông tàu từ phía dưới đường nước.

- Thành phần phân lực ngang C’.

+ Cánh I sinh ra phân lực ngang C1’. Khối nước do cánh I sinh ra từ phải

sang trái và xi xuống phía dưới song song với mặt bánh lái, do vậy C 1’

khơng có tác dụng quay trở.

+ Cánh II quạt khối nước từ phải sang trái đập vào hơng tàu mạn phải

sinh ra phân lực ngang C2’ có tác dụng làm lái tàu sang trái, mũi sang phải.

+ Cánh III quạt khối nước từ dưới lên tạo ra phân lực ngang C 3’ song

song với mặt bánh lái khơng có tác dụng quay trở.

+ Cánh IV quạt khối nước từ trên xuống dưới và sang phải tạo ra phân

lực ngang C4’ đập vào hông tàu mạn trái làm cho lái tàu sang phải, mũi sang

trái.

Qua phân tích ta thấy C2’ >C4’ vì cánh II quay khối nước hồn tồn đập

vào hơng tàu mạn phải phía trên, còn cánh IV thì một phần khối nước luồn



19

qua ki tàu sang bên phải, phần còn lại đập vào hơng tàu mạn trái. Do vậy tác

dụng của tổng hợp phân lực ngang C’ làm mũi tàu ngả sang phải.

- Thành phần phản lực D’.

Phân tích tương tự như khi tàu chạy tới, ta thấy thành phần D 2’ chỉ có tác

dụng dìm lái tàu xuống và D4’ chỉ có tác dụng nâng lái tàu lên. Thành phầnD 1’

làm lái tàu ngả sang phải, D3’ làm lái tàu ngả sang trái. Vì D 3’ >D1’ nên tổng

hợp D’=D3’ – D1’ làm cho lái tàu ngả sang trái và mũi tàu ngả sang phải.

- Thành phần dòng nước chảy từ lái về mũi.

Dòng nước chảy từ lái về mũi khơng có tác dụng quay trở. Như vậy, tổng

hợp các lực C’, D’cùng chiều và có tác dụng làm lái tàu ngả trái, mũi tàu ngả

sang phải (với chân vịt chiều phải). Với chân vịt chiều trái thì ngược lại, khi

tàu lùi lái ngả phải còn mũi ngả trái.

Tóm lại, khi tàu chạy lùi mũi có xu hướng ngả cùng chiều với chiều

quay chân vịt và việc ngả mũi này mạnh hơn rất nhiều so với khi tàu chạy tới.

* Tính năng của bánh lái.

a. Lực của bánh lái.

Bánh lái là một thiết bị không thể thiếu trong điều động tàu. Bánh lái giữ

cho tàu chuyển động trên hướng đi đã định hoặc thay đổi hướng đi của tàu

theo ý muốn của người điều khiển. Bánh lái được đặt phía sau chân vịt và

nằm trong mặt phẳng trục dọc của tàu. Bánh lái có thể quay đi một góc nhất

định sang phải hoặc sang trái (khoảng từ 450 phải đến 450 trái). Bánh lái có thể

được chế tạo bằng các nguyên liệu khác nhau, nhưng mỗi bánh lái đều có hai

bộ phận cơ bản là trục lái và mặt bánh lái.

Khi tàu chạy tới hoặc khi chạy lùi thì dòng nước chảy từ mũi về lái hoặc

dòng nước chảy từ lái về mũi sẽ tác dụng vào bề mặt của bánh lái một áp lực

P. Bằng thực nghiệm, người ta xây dựng công thức để tính áp lực đó như sau:

(1)



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Hình 1.1 Thành phần phân lực ngang C và phản lực nước D sinh ra khi chân vịt chiều phải quay chạy tới

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×