Lập chương trình tính toán thủy động học bánh lái, chương 1 docx

CHƯƠNG 1:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LÁI.
2.1.1.Một số khái niệm cơ bản và thuật ngữ chính.
2.1.1.1. Tính ăn lái của tàu và nhiệm vụ của thiết bị lái.
- Tính ăn lái của tàu thuỷ là khả năng giữ nguyên hoặc thay đổi
hướng đi của t
àu theo ý người lái. Tính ăn lái bao gồm hai lĩnh vực
chính liên hệ mật thiết với nhau là tính ổn định hướng và tính quay
tr
ở.
+ Tính ổn định hướng là khả năng giữ hướng đi của tàu mà
không có s
ự tham gia giữ hướng của người lái hoặc chỉ với góc
nghiêng bánh lái rất nhỏ.
+ Tính quay trở là khả năng thay đổi hướng đi về một phía bất
kỳ của tàu.
Qua đó ta thấy, tính ổn định hướng và tính quay trở là hai khái
ni
ệm tương phản nhau, một con tàu có tính ổn định hướng tốt thì sẽ
có tính quay trở kém và ngược lại.
Tính ăn lái của t
àu phụ thuộc rất nhiều vào kích thước (L, B) và
hình dáng thân tàu, nh
ất là phần đuôi. Không những thế, tính ăn lái
còn phụ thuộc rất nhiều vào những bộ phận ổn định cố định như ky
hông, ky đuôi…vào độ lớn v
à số lượng chân vịt cũng như vị trí đặt
chúng trên tàu.
- Thi
ết bị lái có nhiệm vụ đảm bảo tính ăn lái của tàu, bằng cách

tạo ra mô men quay làm quay tàu quanh trục thẳng đứng đi qua
trọng tâm tàu.
2.1.1.2. Quá trình quay vòng của tàu.
- Định nghĩa: Quá trình quay vòng của tàu là quỹ đạo chuyển
động của trọng tâm t
àu khi quay bánh lái đi một góc  và giữ
nguyên bánh lái ở vị trí đó.
- Các giai đoạn của quá trình quay vòng tàu: gồm 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Là giai đoạn quay lái. Bánh lái từ vị trí nằm
trong mặt phẳng đối xứng của tàu được quay đi một góc  (gọi là
góc quay lái). Áp lực thuỷ động P tác động lên bánh lái tăng dần
thành phần P
2
của P ngược với chiều quay lái và làm tàu dạt sang
ngang. Thành phần P
1
của P hướng ngược chiều tiến của tàu sẽ làm
gi
ảm vận tốc của tàu. Mômen M
t
= P* l bắt đầu làm quay mũi tàu
theo chi
ều quay lái. Lực đẩy chân vịt P
cv
bị đổi hướng, đẩy tàu đi
lệch khỏi hướng đi lúc quay lái.
+ Giai đoạn 2: Là giai đoạn chuyển động quá độ. Bánh lái được
giữ cố định ở góc . Tàu quay dần quanh trục thẳng đứng đi qua
trọng tâm tàu. Góc giữa mặt phẳng đối xứng của tàu và hướng vận
tốc chuyển động của trọng tâm tàu gọi là góc lệch hướng .

Góc
 tăng đến 
max
còn đường kính quay vòng quá độ D giảm
đến giá trị D
min
.
+ Giai đoạn 3: Là giai đoạn chuyển động xác lập, bắt đầu từ lúc
góc lệch hướng  và đường kính quay vòng D đạt được giá trị cố
định kéo dài đến khi bánh lái c
òn giữ được ở góc quay lái . Trọng
tâm tàu chuyển động trên một đường tròn gọi là đường kính quay
vòng xác lập với đường kính D
min
= D
0
.
Giá tr
ị đường kính đó có thể được thống kê như sau:
Với tàu cá thì D = ( 4 6)* L
V
ới tàu vận tải và các tàu khác thì D = ( 6 8)* L
Quá trình quay vòng tàu
được thể hiện bằng hình vẽ dưới đây:

Hình 2.1. Quá trình quay vòng của tàu
Pcv

.




r
0
l
P1
R0 P2
K2
Pcv
V
R
V
P
M
P
cv
R2
P
R
RR
.
.
.
Rmin=const
R
A
max=const
max
III
I

II
v
v


.
.
.
.

.
v

.
Dmin
D