Как рассчитать мощность двигателя для движения определённого корпуса судна с заданной скоростью? Такой вопрос мне задавали не один раз. И чтобы на него ответить, я решил опубликовать здесь один из способов в упрощённом, более наглядном виде.

Существует метод Папмеля. Его можно применить, если характеристики теоретического чертежа лежат в следующих пределах: В:Т = 1,5 — 3,5  L:B = 4 — 11 и δ = 0,35 — 0,80

Для примера возьмём существующий проект катера и рассчитаем мощность двигателя, необходимую для его движения со скоростью 20 узлов:

Итак, чтобы подобрать двигатель для судна, нужно определить его буксировочную мощность , т. е. сопротивление, которое нужно преодолеть для движения с требуемой скоростью. Сделать это можно, зная основные характеристики корпуса, с помощью эмпирической формулы и диаграммы Папмеля:

V — водоизмещение судна — 4,54м³

vs — скорость судна — 20 узлов,

L – длина по ватерлинии 9м,

Co -коэффициент, определяемый по диаграмме Папмеля взависимости от коэффициента Ψ и относительной скорости ν’

х – коэффициент, учитывающий влияние выступающих частей (если один вал, х = 1, два вала — х = 2),

λ — поправочный множитель на длину судна, определяется по формуле:

В нашем случае λ=0,79

Ψ  -характеристика остроты корпуса,

В нашем случае Ψ=0,42 так как:

B — ширина подводной части корпуса — 2,2 м

δ — коэффициент общей полноты, определяемый по формуле:

В нашем случае δ=0,174 так как:

ρ = 1,015 кг/м³ – это плотность морской воды

Т — осадка судна — 1,3 м

Теперь вычисляем приведённую скорость V’ по формуле:

 

v’ = 1.44

По диаграмме Папмеля, относительно Ψ и V’ находим Со ~ 27.

Значит буксировочная мощность Nr равна 122 л.с.= 89,7кВт.

Далее, определяем мощность Nв, которую необходимо сообщить винту:

η – пропульсивный коэффициент, принимаемый при расчётах равным 0,6

Nв =149,5кВт

Nе = 188л.с. = 138кВт – эффективная мощность двигателя

ηв=0,98 — кпд валопровода. Зависит от протяжённости линии вала.

ηп=0,96 кпд редуктора. Учитывает потери в редукторе.

Кn=1,2 — коэффициент запаса мощности. Показывает, какой запас мощности имеет двигатель в номинальных условиях (корпус не оброс, отсутствие волны и ветра, судно не перегружено) .

И действительно, у катеров такого типа мощность двигателя, как правило, сопоставима с рассчитанной.

*При расчёте я использовал информацию из "СПРАВОЧНИКА СУДОВОГО МЕХАНИКА" Л. Л. Грицая 1974 года.