Расчеты сопротивления воды и буксировочной мощности моторной яхты проекта AY-15
/продолжение/
Следующий этап публикации касается расчетов в программе NavCad 2005. В предыдущей публикации для расчета сопротивления и буксировочной мощности проекта B20-R говорилось о том, что входные данные в программу NavCad 2005 надо внести вручную. Воспользуемся данными, полученными в программе Maxsurf Stability и приложенными в уже знакомом для вас файле. Но на этот раз возьмем не данные, полученные для судна на ровный киль как это было при расчете в Maxsurf Resistance, а данные по КВЛ с дифферентом.
Зачем? Ответ прост: Чтобы увидеть разницу в окончательных результатах по методу Fung в программе Maxsurf Resistance и по методу HSTS в программе NavCad 2005, потому что оба метода созданы по одной публикации - Fung, Leibman от 1995г. для круглоскулых катеров с транцевой кормой.
Методы, принятые в программе HydroComp NavCad 2005 для расчета сопротивления воды и необходимой буксировочной мощности голого корпуса проекта AY-15 на тихой, глубокой воде без учета выступающих частей, ветра и волнения.
Выбран интервал скоростей 5-16 узлов. После ввода входных данных программа не рекомендует ни одного метода синим цветом (т.е. нет самых подходящих методов для расчета).
Есть рекомендации в розовом цвете (т.е. хорошие методы для применения) для следующих методов по статистическим данным серийных испытаний моделей судов в опытовых бассейнах:
- Метод Jin 1980 – по публикацию Jin, P., Su, B. & Tan, Z., "A Parametric Study on High-Speed Displacement Hulls", High-Speed Surface Craft, Sept 1980.
- Метод Jin 1988 – по публикацию Jin, P., et al, "Regression Re-Analysis of High-Speed Round Bilge Displacement Hull Residuary Resistance", Ship Engineering No. 6, December 1988.
- Метод De Groot HC – по публикацию De Groot, D., "Resistance and Propulsion of Motor-Boats", International Shipbuilding Progress, Vol. 2, No. 6, 1955.
- Метод NTUA – по публикацию Radojcic, D., Grigoropoulos, G. J., Rodic, T., Kuvelic, T., and Damala, D.P. "The Resistance and Trim of Semi-Displacement, Double-Chine, Transom-Stern Hull Series", Proceedings FAST 2001, Southampton, 2001.
Есть также и рекомендации в черном цвете (т.е. удовлетворительные методы для применения). Из них выбраны следующие:
- Метод Simple Displ/Semi- по публикацию HydroComp, Inc. in-house development, 1992.
- Метод CRTS – по публикацию Fung, S., "Resistance and Powering Prediction for Transom Stern Hull Forms During Early Stage Ship Design", SNAME Transactions, Vol. 99, 1991.
- Метод HSTS- по публикацию Fung, S.C. and Leibman, L., "Revised Speed-Dependent Powering Predictions for High-Speed Transom Stern Hull Forms", Proceedings Third International Conference of Fast Sea Transportation (FAST '95), Germany, 1995.
- Метод Holtrop 1984 - по следующим публикациям:
Holtrop, J., "A Statistical Resistance Prediction Method With a Speed Dependent Form Factor", Proceedings SMSSH '88, Varna, Oct 1988.
Holtrop, J., "A Statistical Re-Analysis of Resistance and Propulsion Data", International Shipbuilding Progress, Vol. 31, No. 363 Nov 1984.
Holtrop, J. and Mennen, G.G.J., "An Approximate Power Prediction Method", International Shipbuilding Progress, Vol. 29, No. 335, Jul 1982.
- Метод Mercier – по публикацию Mercier, J.A. &Savitsky, D., "Resistance of Transom Stern Craft in the Pre-Planing Regime", Davidson Lab. Report SIT-DL-73-1667, Jun 1973.
- Метод NPL - по публикацию Radojcic, D, Rodic, T, and Kostic, N, "Resistance and Trim Predictions for the NPL High Speed Round Bilge Displacement Hull Series", International Conference on Power, Performance, and Operability of Small Craft", Southampton, September 1997
При всех выше описанных методах принят общий пропульсивный КПД равный 1.0 (т.е. 100%), для того чтобы получить буксировочную мощность.
Для выбора самого подходящего для проекта AY-15 метода расчета, посмотрим на характер кривых на сравнительной диаграмме буксировочных мощностей-см. приложенный расчет. Видно, что самые близкие величины показаны на группе кривых от NPL до De Groot HC. В этой группе кривая по методу HSTS (Fung,Leibman) является как бы усреднённой и самой достоверной. По ней для максимальной скорости 13 узлов получим буксировочную мощность PEbare = 148 кВт.
Но серия испытанных моделей по методу HSTS имеет транцевую корму и круглую скулу. А серия по методу De Groot HC- транцевую корму и острую скулу.
У проекта AY-15 острая скула с брызгоотбойником, что более похоже на модели серии De Groot HC. По методу De Groot HC для максимальной скорости 13 узлов буксировочная мощность составляет PEbare = 153 кВт. При этом PEtotal = 153 / 0,5 = 306 кВт.
Прилагаю сравнительную диаграмму окончательно принятых кривых по программам NavCad и Maxsurf Resistance. В ней можно увидеть насколько различаются результаты по методу Fung в программе Maxsurf Resistance и по методу HSTS в программе NavCad 2005. Разница в мощности заметна при скорости более 11 узлов и составляет, при 13 узлах -5 кВт, а при 16 узлах уже 8,45 кВт.
Вывод: при одинаковом водоизмещении результаты по методу HSTS в программе NavCad с учетом дифферента (кривая синего цвета) меньше чем результаты по методу Fung в программе Maxsurf Resistance на ровный киль (кривая красного цвета). Оба метода выполнены по одной научной публикации.
Совпадение кривых буксировочной мощности по методу Fung в программе Maxsurf Resistance и по методу De Groot HC в программе NavCad 2005при скорости 13 узлов является случайным.
В итоге предлагаю принять выбор подходящих двигателей для проекта AY-15 по диаграмме, полученной по методу De Groot Hard Chine в программе HydroComp NavCad 2005.
В конце расчетов я хочу поблагодарить всем которые проектировали это судно. Специальные благодарности инж. Петр Ежову за предоставленной возможности, также и инж. Александр Обидину за оказанную помощь во время вычислений и за редактирование текста публикации на русском языке. Большое спасибо и инж. Александр Андрееву за предоставленного Иркутского варианта модели. Спасибо всем!
Разработал:
NA Razmik Baharyan
Rousse-Bulgaria