phân tích đặc điểm cấu tạo và khai thác kỹ thuật chân vịt biến bước của tàu thủy

- 1 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
LỜI NĨI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của các thành tựu Khoa Học Kỹ Thuật, Ngành đóng tàu hiện nay
cũng đang có những bước tiến nhảy vọt với bằng chứng là hiện nay con người có thể đóng
được các con tàu với tải trọng hàng trăm nghìn tấn, những con tàu chạy với tốc rất cao, những
con tàu ngầm… Thế nhưng đó chưa phải đã là một bản hoàn thiện của Ngành công nghiệp
đóng tàu mà có thể xem nó như là những bước khởi đầu mạnh mẽ cho nền công nghiệm
chinh phục đại dương này. Một trong những điều đó phải kể đến chính làsự phát triển của
Chân Vòt Biến Bước.
Chân vòt biến bước xuất hiện cùng thời gian với sự xuất hiện của loại chân vòt thông
dụng hiện nay nhưng do cơ cấu của nó vào thời điểm đó quá cồng kềnh, sử dụng lại phức tạp
đòi hỏi trình độ khoa học cao nên chưa được ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên các nhà khoa học
không thể không nhìn nhận những ưu thế tuyệt vời của chân vòt biến bước mà bỏ qua hay
không nghiên cứu nó nên ngày nay chân vòt biến bước đã phần nào được đưa vào ứng dụng
trong ngành đóng tàu, hiện nay Chân vòt biến bước được sử dụng chủ yếu trên các tàu kỹ
thuật cao như tàu quân sự, tàu quét ngư lôi trên các loại tàu cá, tàu kéo, tàu phá băng… Đối
với các loại chân vòt thông dụng để đảo chiều quay không có cách nào hơn ngoài việc phải
dùng hộp số, hay động cơ điện để đảo chiều, còn dùng chân vòt biến bước thì có thể giải
quyết vấn đề này một cách triệt để và hoàn thiện hơn. Phương pháp thay đổi chiều nhờ chân
vòt biến bước có các ưu điểm làtiết kiệm được thời gian cần để thay đổi tải ở các chế độ khác
nhau, sử dụng được hết công suất của máy mà không cần phải đổi chiều quay của động cơ
hay của trục chân vòt.
Khi được giao cho đề tài này, tôi đã cố gắng để hoàn thành tối đa trong phạm vi hiểu
biết và khả năng có thể của tôi, tuy nhiên chắc chắn đề tài này sẽ còn nhiều thiếu sót cần
được bổ sung do nguồn nhận thức còn hạn chế về chân vòt biến bước nên kính mong được sự
đóng góp của các thầy cô và các bạn để đề tài này được hoàn chỉnh hơn.
Xin được chân thành cám ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Nhận đã tận

tình hướng dẫn và chỉ bảo để giúp tôi hoàn thành cuốn luận văn tốt nghiệp này.
TP. Hồ Chí Minh ngày 7/6/2005
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Sơn Tước
Lớp 42DLTT – CƠ SỞ II

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 2 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐẨY

1.1 Khái niệm chung về thiết bị đẩy
Để tàu có thể chạy đều trên một đường thẳng với tốc độ v, phải đặt nó vào lực đẩy
T
N
, bằng về trị số ngược chiều về tác dụng với lực cản nước và không khí. Có lực đẩy TN
do công suất máy thông qua một thiết bị đẩy. Tàu kéo, tàu đánh cá hay những loại tàu đặc
biệt khác, lực đẩy T
N
phải bằng, không những lực căn bản của thân tàu, còn có lực kéo ở
móc kéo Z.
Nếu chúng ta ký hiệu N
d
, công suất chung cung cấp qua trục đến thiết bị đẩy thì bây
giờ tỉ số giữa công suất kéo và công suất cung cấp sẽ là:
dd
o

o
N
R
N
N
75
J
x
== , chúng ta gọi là hiệu suất đẩy
1.2 Các loại thiết bị đẩy tàu.
Thiết bị đẩy tàu là hệ thống cấu trúc cơ khí tạo ra lực đẩy làm cho tàu chuyển động
tịnh tiến và nó cũng chuyển động cùng với con tàu.
Có rất nhiều loại thiết bị đẩy với nhiều nguyên lý hoạt động cũng như nhiều dạng
cấu trúc khác nhau. Lấy ví dụ như mái chèo. Đó là một dạng thiết bị đẩy rất đơn giản đã
được biết đến và được cải tiến từ nghìn đời nay. Loại thiết bị đẩy từ (nam châm) thủy
động học thì lại rất phức tạp và hoạt động trên cơ sở lợi dụng những hiện tượng mớI được
tìm ra không lâu. Ngoài ra còn có một loại thiết bị đẩy là buồm được sử dụng từ rất lâu
đời lợi dụng sức gió để làm tàu chuyển động.
Tuy nhiên trong giới hạn của đề tài đang thực hiện thì ta chỉ nghiên cứu về các dạng
thiết bị đẩy rất thông dụng hiện nay đó là những thiết bị làm việc trong nước, nguyên tắc
làm việc của nó là phụt đẩy khối lượng nước nó ngoạm được từ xung quanh vỏ tàu ra
phía ngược lại với chuyển động của tàu tạo thành lực đẩy tàu và làm cho tàu chuyển động.
Trong nhóm thiết bị đẩy thủy lực này thì loại phổ biến nhất bao gồm: Chân vịt, guồng,
thiết bị đẩy Cycloidal, thiết bị đẩy phản lực nước.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 3 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG

1.2.1 Chân vịt
Chân vịt có nhiều loại, loại có bước cố định, loại có bước thay đổi (xoay được), hệ
thống chân vịt đạo lưu, chân vịt sủi bọt hoàn toàn, chân vịt dạng hai cấp (2 chiếc) quay
cùng chiều hoặc ngược chiều, loại chân vịt hoặc chân vịt đạo lưu xoay một góc nhất định
hoặc 360
o
và có thể thay thế hoàn toàn bánh lái.





Hình 1
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của cánh chân vịt được biểu diển trên hình 1. Ở đây ta
thấy tổng hợp lực dP phát sinh trên phần tử cánh dưới tác dụng của dòng nước có vận tốc
tổng hợp là V gồm vận tốc tịnh tiến V
p
và vận tốc quay ω
r
.
Sự phát triển về hình dạng và kết cấu cùng với những thiết bị đi kèm theo chân vịt là
muôn hình muôn vẻ nhằm mục đích nâng cao hiệu suất đẩy, đem lại hiệu quả kinh tế
trong chế tạo và dễ sử dụng với tính năng nâng cao của hệ thống.
1.2.2 Thiết bị đẩy V-S (Cycloidal)
Dạng thiết bị đẩy này cũng được sử dụng nhiều trên các tàu kéo manơ, tàu khách và
tàu phà nhờ tính năng manơ rất tốt. Sử dụng thiết bị đẩy này phương tiện không cần bánh
lái. Trên hình 2 cho thấy tàu kéo được lắp V-S dưới đáy tàu nguyên lý hoạt động cũng
như tính manơ nhờ thiết bị đẩy V-S được thể hiện ở hình 3 a và b

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 4 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG





Hình 2: Bố trí thiết bị đẩy V-S trên tàu kéo







Hình 3: a) Nguyên lý hoạt động của V-S
b) Phương pháp manơ dùng V-S

1.2.3 Thiết bị đẩy guồng nước
Là một trong một số dạng thiết bị đẩy đầu tiên dùng trong tàu thủy. tuy nó nặng nề,
chiếm nhiều chỗ nhưng người ta vẫn còn ứng dụng nhờ ưu điểm của nó là dùng cho mớn
nước cạn, chạy êm và hơn nữa nó còn mang ý nghĩa và hình ảnh truyền thống của tàu
khách du lịch.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 5 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG







Hình 4: cách bố trí guồng trên tàu và mô hình của guồng.






Hình 5: Kết cấu mô hình guồng dùng cho tàu khách.
1.2.4 Thiết bị đẩy phản lực nước
Thiết bị đẩy phản lực nước là thiết bị đẩy ngày càng được dùng trong việc chế tạo
các tàu chạy trên nước cạn và tàu chở khách, quân sự vớI tốc độ rất cao, hiện tạI là cao
hơn so với những tàu lắp chân vịt. Để phục vụ cho việc quay trở người ta lắp đặt một hệ
thống phía sau ống phụt của nước để thay đổi hướng dòng nước, tạo ra phản lực có nhiều
hướng khác nhau để manơ tàu.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 6 -

Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
1.3 Hình học chân vịt
1.3.1 Đường xoắn ốc và mặt xoắn ốc.
Quỹ tích của một điểm quay với tốc độ góc không đổi xung quanh trục và cách trục
đó một khoảng cách r, đồng thời chuyển động tịnh tiến song song với trục này là được
xoắn ốc.
Các đặc trưng của đường xoắn ốc là bước xoắn (trong chân vịt thường gọi là bước)
và gọc bước xoắn.
Bước xoắn của đường xoắn ốc là quãng đường mà điểm tịnh tiến dọc theo hướng
trục sau khi thực hiện đúng một vòng quay, ký hiệu bước xoắn là H.


hình.6




Khi khai triển đường xoắn ốc có buớc không đổi lên mặt phẳng, chúng ta có đường
thẳng nghiêng với đường cơ bản một góc φ gọi là góc bước. Góc bước có thể xác định

r
H
tg
p
j
2
=
Tam giác mà một cạnh góc vuông bằng 2πr cạnh kia là H thì tam giác này là tam
giác bước, cạnh đốI diện góc vuông là đường khai triển của đường xoắn ốc. ĐốI vớI

đường xoắn ốc có bước thay đổi, hình khai triển của nó là một đường cong.




PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 7 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG




Hình. 7




Tại một điểm E trên đường cong đó, ta có thể xác định được bước xoắn cục bộ và
góc bước xoắn cục bộ tại điểm đó, bằng cách vẽ tam giác vuông EMK, trong đó EM tiếp
tuyến tại E; EK // AB và bằng AB. MK = H’ (bước xoắn cục bộ tại điểm E); φ’ – Góc
bước xoắn tại điểm E.
Mặt xoắn ốc thu được khi có một đoạn ab quay xung quanh một trục với vận tốc góc
nhất định và đồng thời tịnh tiến song song với lại trục đó. Đoạn ab được gọi là đừơng
sinh của mặt xoắn ốc. Đường sinh của mặt xoắn ốc có thể là một đoạn thẳng vuông góc
với trục hoặc nghiêng với trục một góc, hoặc có thể là một đoạn của một đuờng cong bất
kỳ.
Bước xoắn của mặt xoắn ốc được xác định giống như
bước xoắn của một trong những đường xoắn ốc tạo thành

mặt xoắn ốc.
Mặt xoắn ốc có thể có bước không đổi, nếu bước xoắn
của tất cả các đuờng xoắn ốc tạo thành mặt xoắn ốc không
đổi và giống nhau. Bước xoắn biến đổi theo chiều bán kính
nếu bước của tất cả các đuờng xoắn ốc không đổI nhưng
khác nhau đối với những đường xoắn ốc khác nhau.
hình.8
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 8 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
Bước xoắn biến đổi theo trục – bán kính, nếu bước xoắn của tất cả các đường xoắn
ốc thay đổI và khác nhau cho từng đường
a. Bước xoắn không đổI
b. Bước xoắn thay đổi
theo chiều trục
c. Bước xoắn thay đổi
theo bán knh
d. Bước xoắn thay đổi
theo chiều trục – bán
kính
Hình. 9 : Hình khai triển đường xoắn ốc nằm trên các mặt xoắn ốc

1.3.2 Hình học cánh chân vịt
Cánh chân vịt có thể coi như một hình khốI tạo nên bởI hai mặt xoắn ốc giao nhau.
Giao tuyến của hai mặt xoắn ốc này tạo nên hình cánh.
Mặt cánh quay về hướng chuyển động của chân vịt gọi là mặt hút, mặt ngược lạI gọI
là mặt đẩy. Mặt đẩy của cánh chân vịt thường nằm trên mặt xoắn ốc có bước xoắn không
đổi và đường sinh là một đoạn thẳng.

Mép cánh hướng về chiều quay của chân vịt gọi là mép dẫn, mép kia gọi là mép
theo. Điểm cách trục xa nhất trên đường chu vi cánh gọI là đỉnh cánh, còn mặt cắt bởI
mặt trụ như trên gọI là profil của cánh ở bán kính r đã cho.
Bước xoắn của mặt xoắn ốc mà cánh chong chóng nằm trên nó gọi là bước của
chong chóng ký hiệu H.
Chiều dày của profil cánh là chiều dày lớn nhất của cánh ở bán kính đã cho ký hiệu
là e.
Có hai cách xác định chiều quay của chân vịt:
Cách thứ nhất: Bằng cách nhìn bằng mắt hay sờ bằng tay, căn cứ vào chiều dày mép
cánh, mép dày của cánh (mép dẫn) ở về phía nàothì chiều quay của chân vịt sẽ quay về
phía ấy.
Cách thứ hai: Căn cứ vào vết xoắn của cánh trên mayơ.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 9 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
Nhìn thẳng vào đầu nhỏ moyơ và quan sát chiều xoắn của chân cánh trên moyeu.
Nếu vết xoắn theo phía nào thì chân vịt quay theo chiều ấy.




Hình.10 a) Theo chiều quay cánh
b) Theo chiều vết xoắn
1.3.3 Kích thước và đặc tính hình học chủ yếu của chân vịt.
D - đường kính chân vịt (m)
R - bán kính chong chóng (m)
r - bán kính đến một mặt cắt bất kỳ (m)
Z - Số cánh chân vịt

H - Bước (m)
S - diện tích hình tròn ngoạI tiếp chân vịt (m
2
)
4
2
D
S
p
=
S
p
- diện tích hình chiếu vuông góc các cạnh
(m
2
)
Hình 11 S
o
- diễn tích mặt duỗI (m
2
)
S
r
- Diện tích mặt trảI (m
2
)
S
o

»

S
r

d - Đường kính lõi (m)
r – Bánh kính lõi (Moyeu)
b - Chiều rộng cánh (m)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 10 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
Z
D
d
o
S
S
b
o
D
m
).484,053,0( -
=
)1(2
D
d
Z
S
S
b

o
D
s
-
=
b
m
- Chiều rộng lớn nhất của cánh (m)
b
s
- Chiều rộng trung bình của cánh (m)
)( rRZ
S
b
o
s
-
=



e - chiều dày cánh
e
o
- chiều dày tưởng tượng của cánh ở
tâm trục chân vịt (m)
e
d
- chiều dày của cánh ở đỉnh (m)
m - độ nghiêng của cánh ở đỉnh (m)

m’ - độ uốn của cánh ở đỉnh (m)

hình 12

Tỷ số kích thước
H/D - Tỷ số bước
S
o
/S - Tỷ số mặt đĩa
S
p
/S - Tỉ số mặt chiếu
d/D - Tỷ số đường kính lõi
b/D - Tỷ số chiều rộng cánh
b
m
/D - Tỷ số chiều rộng lớn nhất của cánh
e/D - Tỷ số chiều dày cánh
e/b
s
- Tỷ số chiều dày cánh
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 11 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
e/b - Tỷ số chiều dày profil
m/d - Tỷ số độ nghiêng của cánh
m’/D Tỷ số độ uốn của cánh.
1.3.4 Đặc tính thủy động lực chân vịt.

Chân vịt hoạt động trong nước, phía sau thân tàu vì vậy giữa chân vịt và thân tàu
đều có tác động lẫn nhau, ảnh hưởng lẫn nhau
1.3.4.1 Lực đẩy và hiệu suất chân vịt
Chân vịt quay sẽ tạo ra lực đẩy đẩy tàu về phía trước,nhờ đó con tàu mớI thằng
được lực cản và đi với tốc độ nhất định. Lực này gọi là lực đẩy chân vịt.
Chân vịt nhận được công suất từ máy chính (hoặc momen), nhưng trong thực tế,
công suất để tạo ra lực đẩy hữu ích bao giờ cũng nhỏ hơn vì có nhiều hao tổn. Tỷ số giữa
công suất chân vịt và công suất nhận được từ máy chính là hiệu suất chân vịt:
nQ
vT
p
p
2
.
p
h
=
T - lực đẩy chân vịt (KG)
Q - momen chân vịt (KGm)
n - số vòng quay chân vịt (v/ph)
η
p
- hiệu suất chân vịt
v
p
- tốc độ tiến của chân vịt (m/s)
1.3.4.2 Tốc độ tiến và tốc độ trượt
Tương tự như ta xoay bulông, nếu chân vịt xoay một vòng thì về lý thuyết nó phảI
xoay một đoạn bằng đúng bước của chân vịt H, và nếu quay n vòng thì đoạn này là H.n
Thế nhưng do tác động của dòng nước và thân tàu, thực tế khi quay một vòng chân

vịt không tịnh tiến một đoạn H, mà chỉ là h
p
nhỏ hơn H. Hiện tượng này gọI là sự trượt
của chân vịt. Hiệu H – h
p
= h
s
là trị số trượt của chân vịt và
V
p
= h
p
.n
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 12 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
Tỷ số:
H
h
s
s
= gọi là hệ số trượt của chân vịt, còn tỷ số:
n
D
v
D
h
J

pp
.
== gọI là hệ số tịnh tiến vớI D và đường kính chân vịt
Tốc độ trượt của chân vịt: v
s
= H.n – v
p

Tốc độ tến của chân vịt v
p
= h
p
.n
1.3.4.3 Đường đặc tính chân vịt
Hình 1.14 là đường đặc tính chân vịt. Đó là mốI quan hệ giữa lực đẩy T, momen Q
và hiệu suất η
p
của chân vịt, phụ thuộc vào hệ số tịnh tiến J.







Hình 13 : Đường đặc tính chân vịt
T- Lực đẩy; Q- Momen; η
p
- Hiệu suất
Những thông số ảnh hưởng đến đặc tính chân vịt:

- Tỷ số bước H/D
- Tỷ số mặt đĩa S
o
/S
- Số lượng cánh chân vịt Z
Dạng cánh, dạng profin, chiều dày cánh không ảnh hửong gì đánh kể và được coi là
thứ yếu.
Tỷ số S/D thừơng từ 0,5
¸
2 tỷ số này càng cao thì hiệu súât chân vịt càng giảm.
Tỷ số S
o
/S = 0,3
¸
1.2 tỷ số này càng cao thì hiệu suất chân vịt càng giảm.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 13 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
1.3.4.4 Hệ số dòng theo ω
Con tàu lướt trên nước, làm xáo trộn dòng nước quanh thân tàu và vòm đuôi tàu, nơi
chân vịt hoạt động vì vậy xuất hiện dòng nước cuốn theo chiều tiến của tàu với vận tốc c
nào đó, dường như đuổI theo tàu nên gọi là dòng theo. Dòng theo này làm cho tàu lẽ ra đi
với tốc độ v, nhưng thực tế chỉ tiến với tốc độ v
p
nhỏ hơn: v
p
= v – c
Tỷ số

v
c
=
w
gọi là hệ số dòng theo
Thay vào công thức trên ta có v
p
= v(1-
w
)
1.3.4.5 Hệ số hút t
Ảnh hưởng của chân vịt gây ra với thân tàu ở chỗ khi làm việc, chân vịt làm thay
đổI dòng chảy phía sau thân tàu và gây ra sự chênh lệch áp suất giữa mũi và đuôi tàu. Sức
cản tăng thêm và sự tăng này gọi là lực hút. Lực đẩy của chân vịt làm việc phía sau thân
tàu lúc này phảI lớn hơn sức cản một lượng
D
T. Vì vậy lực cản có ích T
e
phải cân bằng
với lực cản của tàu, nên có thể viết:
T = T
e
+
D
T
Tỷ số
T
T
t
D

=
gọi là hệ số hút.
Từ đó ta có
()
t
R
T
-
=
1

Trị số
w
, t phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố: Hệ số thể tích chiếm nước, tỷ số B/T,
hình dáng đường sườn vị trí sau thân tàu…
1.3.4.6 Hiện tượng sủi bọt
Là hiện tượng nước bốc hơi ở vùng áp suất tuyệt đối thấp hơn áp suất hơi bảo hoà
của nước ở nhiệt độ đã cho.
Để giảI thích hiện tuợng này ta xem hình 1.12 profin chân vịt dưới độ sâu hs kể từ
mặt nước. Dòng nước vớI tốc độ v
o
, và áp suất p
o
(áp suất tuyệt đối p
o
= pa + γh
s
) chảy
qua profin cánh chân vịt.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

- 14 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG







Hình 14: Khảo sát dòng chảy qua profin cánh chân vịt
Tại một điểm bất kỳ A nào đó trên cánh chân vịt (profin) dòng nước có tốc độ v và
áp suất p.
Theo định luật Bernoullie ta có:
22
2
2
oo
vpvp
r
r
+=+

Trong đó:
P
o
= P
a
+ γh

s
:
P
a
- áp suất khí quyển
h
s
- Chiều chìm của profin cánh
γ - trọng lượng riêng của nước
r
- Mật độ của nước (kg.s
2
.m
-4
)
sự sủi bọt phụ thuộc vào chiều chìm dưới mặt nước h
s
, nhiệt độ nuớc và tốc độ tàu.
Từ phương trình trên ta rút ra:
Điều kiện xảy ra sủi bọt là p
£
p
d
hay
(
)
doo
pvvpp £ =
22
2

r

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 15 -


Nguyn Sn Tc - CK42-DLTTSG
H s si bt
2
2
p
do
o
v
pp
r
s
-
=
Hin tng si bt cú tỏc hi n chõn vt:
- Lm gim hiu sỳõt chõn vt
- Lm h hng chõn vt do hin tng xõm thc
Vỡ vy, nu chõn vt cú tc v
p
cao, nhit cng cao, h
s
cng thp,
o
s
cng nh,

thỡ hin tng si bt cng d xy ra.
1.3.4.7 Trng lng chõn vt
Trng lng chõn vt cũ th c tớnh chớnh xỏc bng cỏch tớnh riờng trng lng
tng cỏch v moay. Trng lung moay chõn vt khụng khú khn trong tớnh toỏn vỡ hỡnh
dng ca nú u l dng hỡnh tr hoc hỡnh chúp ct. Nhng tớnh trng lng ca nú thỡ
phc tp ũi hi nhiu thi gian. Vỡ vy ngi ta thng s dng cụng thc gn ỳng
CAPINA sau õy tớnh trng lng ca mt cỏnh.
Trng lng mt cỏnh chõn vt:
eD
S
S
Z
G
o
.
10.38
2
6
1
ữ
ứ
ử
ỗ
ố
ổ
=
g
(KG)
Trong ú
G

1
- trng lng mt cỏnh chõn vt (KG)
- trng lng riờng ca vt liu (KG/m
3
)
Z - s lng cỏnh
D - ng kớnh chõn vt
S
S
o
- t s mt a
e - chiu dy ln nht ca cỏnh ti bỏn kớnh ca trng tõm cỏnh (m)
Trng lng ton b chõn vt cú th tớnh theo cụng thc KOPIEJECKI:
2
6,0
43
4
59,0.71,010.22,6.
10.4
pp
p
dl
D
e
D
d
D
Z
G
gg

+
ỳ
ỳ
ỷ
ự
ờ
ờ
ở
ộ
ữ
ữ
ứ
ử
ỗ
ỗ
ố
ổ
-+= (KG)
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 16 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
Ở đây:
G - Trọng lượng toàn bộ chân vịt
b
0,6
- chiều rộng ở bán kính r = 0,6R (m)
e
0,6

- chiều dày lớn nhất của cánh ở bán kính r = 0,6R
d
p
- đường kính trung bình của moayơ chân vịt đo tại tâm moayơ
l
p
- chiều dài moayơ chân vịt
Trong công thức trên, phần đầu là trọng lượng cánh, phần sau là phần moayơ chân
vịt.
1.3.4.8 Mômen quán tính chân vịt
Nếu một điểm A có khối lượng m với kích thứơc cực nhỏ quay xung quanh tâm O
với bán kính r và vận tốc góc ε thì theo quy luật newton thì lực tiếp tuyến sẽ là:
P = m.a và momen là M = P.r
Vì gia tốc vòng: a = r.ε do đó:
M = mr
2
.ε
Đại lượng J = mr
2
gọi là momen quán tính khối lượng
r – bán kính quán tính (bán kính quay)
Nếu muốn lý thuyết mở rộng cho cả một vật thể có khốI lượng m và kích thước lớn
thì momen quán tính khốI lượng sẽ được biểu diễn dưới công thức tổng quát:
J = mr
2

r - bán kính quán tính của khốI lượng quay
m - khốI lượng của vật quay

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 17 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG






hình 15: Momen quan tính khối lượng
Nếu khốI lượng m vừa quay xung quanh trục đi qua trọng tâm O của nó, đồng thời
quay xung quanh một trục song song với trục tâm ở khoảng cách e thì momen quán tính
sẽ là:
J = J
o
+ me
2

Ở đây Jo – momen quán tính của vật theo trục tâm của vật
Vì chân vịt cũng có khối lượng quay, nên cũng tuân theo nguêyn lý quán tính trên.
Đối với chân vịt nếu thay m =G/g thì bán kính quay r
2
=(D/2)
2
vào công thức
momen quán tính trên ta sẽ nhận được công thức gần đúng của momen quán tính chân vịt

theo trục tâm của nó:
g
GD
J
4
2
=
G - Trọng lượng chân vịt
D - Đừơng kính chân vịt
g – gia tốc trọng lực
Công thức trên cũng chỉ là công thức gần đúng vì thực chất r =D/2 chưa phảI là
khoảng cách giữa trọng tâm đến trục quay. Vì vậy để tính momen quán tính chân vịt,
ngườI ta thường dùng đại lượng GD
2
có kể đến các hệ số về moayơ, độ dày cánh… Sau
khi có GD
2
, áp dụng công thức tên ta sẽ tính được J.
Công thức GD
2

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 18 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
52
055,1 D
D
e

S
S
CGD
oo
÷
ø
ö
ç
è
æ
÷
ø
ö
ç
è
æ
=
g

Trong đó 089.015,0 -
-
=
o
o
e
ee
C
w
- Hệ số kể đến chiều dày cánh và moayơ
γ - Trọng lượng riêng của vật liệu chân vịt

S
S
o
- tỷ số mặt đĩa chân vịt
e
o
- chiều dày ảo cánh tạI trục chân vịt
w
e - chiều dày tạI đầu cánh chân vịt
D - đường kính chân vịt
Như vậy nếu chọn được chân vịt, nghĩa là biết các thông số nêu trên ta có thể tính
GD
2
theo công thức tính gần đúng trên và từ đó xác định momen quán tính chân vịt J.
1.3.5 Vật liệu chế tạo chân vịt
Các loại vật liệu dùng để chế tạo chân vịt gồm: Hơp kim đồng, thép Cacbon,thép
không gỉ và gang. Hiện nay chân vịt bằng gang hầu như không sử dụng.
Vật liệu chế tạo chân vịt phải thỏa mãn yêu cầu về cơ lý tính và thành phần hoá học.
Với các tàu thông thường có hoạt động ở vùng băng thưa và được đăng kiểm đồng ý có
thể dùng đồng thanh đặc biệt có đặc tính cơ học thấp hơn quy định một tí, với tàu hoạt
động ở vùng có băng lớn, có thể dùng đồng thau, đồng thanh để chế tạo chân vịt nếu đăng
kiểm chấp nhận, và không dùng thép cacbon để chế tạo chân vịt các tàu nêu trên.
Các bulông nối ghép chân vịt phảI được chế tạo bằng thép hợp kim hoặc thép rèn.
Nếu kết cấu co giới hạn bền lớn hơn 50kG/mm
2
thì nên dùng vật liệu chủ yếu dùng cho
chân vịt đúc liền.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 19 -

Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
CHƯƠNG 2
CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA LIÊN HỢP
MÁY - VỎ - CHÂN VỊT TÀU THỦY

2.1 Ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến quá trình làm việc của động cơ
2.1.1 Phương pháp và kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng
đối với quá trình làm việc của động cơ Diesel
Các thông số kinh tế - kỹ thuật và các đường đặc tính của động cơ được xác định
trong điều kiện sử dụng tiêu chuẩn về môi trường làm việc và tình trạng kỹ thuật do hãng
chế tạo động cơ quy định khi xuất xưởng. Vì thế trong điều kiện khai thác thực tế khác
với các điều kiện sử dụng tiêu chuẩn, các thông số và đườc đặc tính của động cơ sẽ bị
thay đổi do hai nguyên nhân chủ yếu sau:
Ø Điều kiện của môi trường làm việc thực tế của động cơ khác với điều kiện
môi trường tiêu chuẩn.
Ø Tình trạng kỹ thuật của động cơ ngày càng xấu đi.
Về mặt nguyên tắc sự thay đổi của các thông số và đường đặc tính như thế sẽ gây
ảnh hưởng rất xấu đến quá trình làm việc của động cơ, do đó cần đặt vấn đề để xác định
ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng như hai điều đã nêu trên sẽ làm thay đổi hầu hết các
thông số chủ yếu của động cơ trong đó quan trọng nhất là sự thay đổi của công súât có
ích N và súât tiêu hao nhiên liệu có ích g
e
.
a. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến quá trình làm việc của động cơ.
Ảnh hưởng của điều kiện môi trường làm việc đến quá trình làm việc của động cơ
đã được rất nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm nghiên cứu từ lâu với
phương pháp và kết quả cụ thể sau:
Ngay từ năm 1941, nhà khoa học Gitchi (Nga) đã kết luận là khi làm việc ở độ cao

100m so với mặt biển thì công suất của động cơ giảm 1% và đến năm 1958, ông công bố
công trình nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường đến các thông số động cơ. Đến năm
1959, nhà khoa học người Đức là Sinner đã xây dựng được các công thức cho phép xác
định ảnh hưởng của điều kiện môi trường khai thác đến sự thay đổi công suất, suất tiêu
hao nhiên liệu có ích và một số thông số khác của động cơ. Năm 1964, Viện nghiên cứu
động cơ đốt trong của Liên Xô cũ đã đưa ra các công thức gần đúng xác định giá trị các
thông số động cơ ở các điều kiện khí hậu khác nhau. Trong các năm từ 1965 đến 1969,
nhiều nhà khoa học liên Xô cụ đã công bố hàng loạt những công trình nghiên cứu về vấn
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 20 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
đề ảnh hưởng của điều kiện môi trường như: M.B.Voznhiski và Gitchi đưa ra kết luận là
khi áp suất thay đổi khoảng 10mmHg thì công suất thay đổi khoảng 1% và suất tiêu hao
nhiên liệu thay đổi khoảng 1,5%, khi nhiệt độ thay đổi 10
o
C thì công suất thay đổi 1% và
suất tiêu hao nhiên liệu thay đổi khoảng 1,1%, khi độ ẩm thay đổi 10% thì công suất và
chi phí nhiên liểu đều thay đổi khoảng 1% còn khi các thông số thay đổi đồng thời thì
cộng ảnh hưởng của các thông số lại với nhau, vì thế phương pháp này thường ít chính
xác do ảnh hưởng qua lại của các yếu tố. Do đó mà nhiều nhà khoa học khác như
L.P.Buruskin, R.Vcazacov (Liên Xô cũ), A.G.Smidt (Đức) tiến hành nghiên cứu ảnh
hưởng độc lập các thông số môi trường khi chỉ thay đổi một thông số và giữ nguyên
thống số khác bằng cách đưa trực tiếp không khí có thông số xác định vào ống hút để
khảo sát quá trình làm việc của động cơ. Trong khi một số nhà khoa học khác như:
V.V.Saghin, V.V.Kuzkin, G.A.Kamưgin lại nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời của nhiệt
độ và áp suất hoặc nhiệt độ và độ ẩm đến sự thay đổi của công suất và tính kinh tế của
động cơ khi tiến hành thử nghiệm trên các tàu biển đang hoạt động và đưa các kết quả so
sánh quá trình hoạt động của động cơ ở chế độ làm việc định mức và ở các chế độ khi tàu

làm việc trên biển. Sau đó là hàng loạt công trình của I.P.Klemkov, G.I.Gurin,
V.I.Soamara tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến động cơ trên
các tàu đánh cá và đưa ra kết luận môi trường có ảnh hưởng lớn nhất đến chế độ nặng tải
khi kéo lưới. Ngoài ra trong thực tế hiện nay còn có nhiều công trình nghiên cứu vấn đề
này như các công trình của T.Amenikov xác định ảnh hưởng môi trường đến hiệu suất cơ
học. các công trình của Cove, Green, Mekhidianhia, D.A.Protonov, M.A.Bruc, Eliota…
Nhiều cơ quan nghiên cứu và các hãng chế tạo động cơ ở các nước tiên tiến trên thế giới
như: Hội đồng CIMAC của Mỹ, Viện nghiên cứu động cơ đốt trong SNHIDI của Nga
hoặc cơ quan nghiên cứu động cơ S.A.E của Nhật cũng đưa vào tiêu chuẩn sử dụng động
cơ của mình hệ số hiệu chỉnh tính đến ảnh hưởng của điều kiện môi trường. Riêng ở Việt
Nam, từ những năm 1965 đến 1969 PTS Nguyễn Văn Bình đã công bố công trình nghiên
cứu ảnh hưởng độc lập của các yếu tố môi trường nước ta đến quá trình làm việc và sự
thay đổi các thông số kinh tế, kỹ thuận của động cơ Diesel. Các thí nghiệm được thực
hiện trên động cơ Diesel D70 của Liên Xô cũ bằng cách thay đổi một thông số môi
trường trong khi vẫn giữ nghuyên hai thông số còn lại. Sau đó vào năm 1970, PTS Hoàng
Công Hác cũng xây dựng được các công thức xác định ảnh hưởng của điều kiện môi
trường đến sự thay đổi các thông số động cơ, nhất là các công thức tính ảnh hưởng môi
trường đến sự thay đổi của hiệu súât cơ giới. Vào những năm 1980, trong một số các
công trình nghiên cứu về vấn đề khai thác động cơ Diesel thủy điển hình như là “Định
mức nhiên liệu cho đội tàu Việt Nam”, “Chọn vùng khai thác công suất hợp lý cho động
cơ tàu thủy mua từ nước ngoài” GS Trần Hữu Nghị cũng tiến hành xác định ảnh hưởng
của điều kiện môi trường đến sự thay đổi giá trị các thông số động cơ ỡ các điều kiện
khai thác khác nhau dự trên cơ sở phân tích, đánh giá và lựa chọn các công thức tính gần
đúng phù hợp. Trong tiên chuẩn sử dụng về động cơ Diesel của nước ta hiện nay (TCVN
1685-75) cũng có giới thiệu các công thức gần đúng cho phép xác định được ảnh hưởng
của sự thay đổi điều kiện môi trường khai thác thực tế đến sự thay đổi giá trị công suất và
suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ Diesel.
Hiện nay để xác định ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến sự thay đổi các thông
số công tác của động cơ thương sử dụng các biện pháp sau:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

- 21 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG

- Tính nghiệm nhiệt động cơ
- Sử dụng các bảng thống kê thực kiệm
- Tính theo công thức gần đúng
Phương pháp nghiệm nhiệt dựa trên cơ sở tính nghiệm nhiệt của các động cơ ở điều
kiện môi trường thiết kế và môi trường khai thác thực tế để xác định giá trị thông sô thực
tế do đó cần phải lực chọn chính xác một thông số thực nghiệm. Bảng thống kê thực
nghiệm hoặc các thông số gần đúng được xây dựng dựa trên cơ sở tổng kết các số liệu
khi tiến hành thực nghiệm đối với hàng loạt các động cơ, do đó hiện nay có nhiều công
thức với độ chính xác và phạm vi áp dụng khác nhau nên việc xác định ảnh hưởng của
môi trường theo các phương pháp này là khá đơn giản và có độ chính xác cao nếu lựa
chọn được công thức phù hợp với động cơ đang xét. Tuy nhiên trong thực tế hiện nay
người ta thường xác định ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến quá trình làm việc của
động cơ bằng cách tính theo các công thức gần đúng, sau đó lấy kết quả để so sánh với
kết quả tính nghiệm nhiệt và các bảng thống kê để loại dần các kết quả không hợp lý và
lựa chọn ra công thức phù hợp nhất với động cơ cần tính. Theo kết quả tính toán với
nhiều động cơ trang bị trên các tàu nước ta hiện nay, phù hợp với đề nghị của GS – TS
Trần Hữu Nghị khi nghiên cứu về vấn đề này thì công thức xác định công suất động cơ ở
điều kiện khai thác thực tế đối với các động cơ tăng áp cho kết quả tương đối chính xác
nhất là công thức của Viện Nghiên Cứu (SNHIDI) của Nga:
35,0
1,0
273
273
÷
ø

ö
ç
è
æ
+
+
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
-
-
=
t
t
PP
PP
NN
o
boo
b
eoe

Theo TCVN 1685-75, công thức xác định công suất động cơ theo điều kiện môi
trường đối với động cơ Diesel không tăng áp như sau:
÷

ø
ö
ç
è
æ
+
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
-
=
293
273746 t
PP
NN
boo
eoe

trong đó:
P
o
, P: Áp súât ở điều kiện môi trường tiêu chuẩn và môi trường thực tế.
P
bo
, P

b
: Áp suất hơi bão hoà không khí ẩm ở điều kiện môi trường tiêu chuẩn thực tế
và điều kiện môi trường khai thác thực tế.
t
o
, t: Nhiệt độ ở điều kiện môi trường tiêu chuẩn và môi trường thực tế.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 22 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
b. Ảnh hưởng của trạng thái kỹ thuật đến quá trình làm việc của động cơ
Trạng thái kỹ thuật của động cơ chính là trạng thái kỹ thuật của các hệ thống như hệ
thống tăng áp, hệ thống nhiên liệu, mức độ bám bẩn ở cơ cấu trao đổi khí, độ mài mòn
các chi tiết nhóm piston xylanh và các chi tiết khác của động cơ… Theo thời gian khai
thác, trạng thái kỹ thuật của động cơ ngày càng bị xấu dần đi do sự mài mòn, sự bám
bẩn…, vì thế các hệ thống không thể đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật như lúc mới lắp đặt
hay xuất xưởng và điều này sẽ ảnh hưởng rất xấu đến sự làm việc của động cơ. Do đó
nhiều nhà khoa học trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của tình
trạng kỹ thuật đến quá trình làm việc của động cơ từ rất lâu nhưng do vấn đề rất phức tạp
nên cho đến hiện nay vẫn chưa có được phươgn pháp tính cụ thể. Về lý thuyết thường
đánh giá ảnh hưởng của trạng thái kỹ thuật đến sự thay đổi công suất và suất tiêu hao
nhiên liệu thông qua thời gian làm việc thực tế động cơ nhưng do trạng thái kỹ thuật động
cơ còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác như đặc điểm quá trình khai thác, trình độ sử
dụng của đội ngũ cán bộ kỹ thuật… nên thời gian làm việc chưa là đại lương thời gian
đặc trưng đầy đủ và chính xác nhất mà chỉ phản ánh phần nào ảnh hưởng của trạng thái
kỹ thuật đến quá trình làm việc của động cơ. Trong thực tế hiện nay thường xác định ảnh
hưởng của trạng thái kỹ thuật đến sự thay đổi của các thông số kỹ thuật động cơ phụ
thuộc vào thời gian làm việc thực tế, chế độ sử dụng, chế độ bảo dưỡng và sửa chữa động
cơ bằng hệ số giảm công suất k

N
và hệ số tăng suất tiêu hao nhiên liệu k
z
cụ thể như sau:
N
eo
= k
N
.N
e

g
eo
= k
g
.g
e

Trong đó:
N
eo
, N
e
: Công suất động cơ ở điều kiện thiết kế và điều kiện thực tế.
g
eo
,g
e
: Suất tiêu hao nhiên liệu có ích ở điều kiện khai thác tiêu chuẩn và thực tế.
k

N
, k
g
: Các hệ số tính đến ảnh hưởng của trạng thái kỹ thuật đến sự thay đổi công
suất và suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ, xác định theo bảng sau:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 23 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG
Bảng:
Thời gian làm việc
thực tế t (giờ)
Hệ số giảm công suấ
t
k
N

Hệ số tăng suất tiêu
hao nhiên liệu k
g

5000
5000 – 10000
10000 – 15000
15000 – 20000
20000 – 25000
0,99
0,98
0,97

0,96
0,95
1,01
1,02
1,03
1,04
1,05

2.1.2. Xác định ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến sự thay đổi của công
suất và suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ Diesel
Một cách tổng quát, có thể xác định ảnh hưởng của điều kiện môi trường và tinh
trạng kỹ thuật đến sự thay đổi công suất và suất tiêu hao nhiên liệu động cơ theo các công
thức sau:
N
e
= k
1
k
2
N
eo

eoe
g
kk
g
21
1
=
trong đó k

1
và k
2
là các hệ số tính đến ảnh hưởng của điều kiện môi trường và tính
trạng kỹ thuật của động cơ.
Vấn đề quan trọng đặt ra ở đây chính là phương pháp xác định giá trị hệ số ảnh
hưởng của điều kiện môi trường khai thác đến quá trình làm việc của động cơ. Về nguyên
tắc, giá trị hệ số k1 thường được xác định theo công thức gần đúng xây dựng dựa trên cơ
sở tổng kết số liệu thực nghiệm đối với nhiều loại động cơ nên trong thực tế hiện nay có
nhiều công thức với phạm vi và sai số rất khác nhau. Do đó cần đặt ra vấn đề phân tích và
lực chọn công thức phù hợp với động cơ đang xét. Về mặt phương pháp có thể xác định
ảnh hưởng điều kiện môi trường đến quá trình làm việc của động cơ bằng cách lập
chương trình tính theo công thức gần đúng, sau đó so sánh với kết quả tính nghiệm nhiệt
và bảng thống kê nhằm loại dần các kết quả không hợp lý để lựa chọn công thức phù hợp
nhất với động cơ đang tính. Có thể tóm tắt sơ đồ khối của chương trình như sau:
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 24 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG

2.2. Ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến quá trình làm việc của chân vịt.
2.2.1 Kết quả nghiên cứu các yếu tố sử dụng đến hoạt động của chân vịt.
Như đã trình bày, ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến quá trình làm việc của chân
vịt ở điều kiện thực tế đã được nhiều nhà khoa học quan tâm từ rất lâu nhưng do gặp
nhiều khó khăn nên kết quả nghiên cứu vấn đề này còn rất hạn chế. Ngay từ năm 1940,
Viện kỹ thuật quân sự Tây Đức đã bắt đầu theo dõi quá trình ăn mòn và bám bẩn trên mặt
cánh chân vịt ở một số tàu quân sự và đi đến kết luận là ảnh hưởng của quá trình ăn mòn
và bám bẩn đến hoạt động của tàu là rất phức tạp, phụ thuộc nhiều yếu tố khác nhau như
vùng biển, loại tàu, thời gian làm việc… Thậm chí khi theo dõi ăn mòn và bám bẩn trên
hai chân vịt giống nhau, bố trí trên cùng một tàu thì kết quả thực nghiệm nhận được cũng
là khác nhau. Đến năm 1972, các nhà khoa học của Liên Xô cũ như P.M.Kasman,
A.P.Pustov… công bố nghiên cứu ảnh hưởng các yếu tố sử dụng đến tính năng tàu. Năm
1977, một số nhà khoa học khác như G.Ikavenski, V.M.Stumph, V.N.Seredin đã công bố
công trình nghiên cứu về ảnh hưởng của việc tăng độ nhám bề mặt cánh chân vịt đến sự
thay đổi của các đường đặc tính hoạt động thực tế của chân vịt. Phương pháp nghiên cứu
duy nhất hiện nay là khảo nghiệm quá trình ăn mòn và bám bẩn trên chân vịt mô hình
hoặc chân vịt thật trong điều kiện khai thác thực tế. Sau đó sử dụng thiết bị đo xác định
một số thông số kỹ thuật chủ yếu của chân vịt như lực đẩy, momen cản… để xây dựng
đường đặc tính hoạt động chân vịt thực tế. Vi dụ như trên hình 16 là kết quả thực nghiệm
xác định ảnh hưởng các yếu tố sử dụng đến sự thay đổi đường đặc tính hoạt động chân
vịt do P.M.Kasman thực hiện.
B
ắ
t
đ
ầ
u

Nhập các số liệu ban đầu

So sánh và lựa chọn kết quả phù hợp
Các bảng thống kê

Tính theo công thức gần đúng

Tính nghiệm nhiệt động cơ
K
ế
t
thúc

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
- 25 -


Nguyễn Sơn Tước - CK42-DLTTSG











Hình 16: Ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến đường cong đặc tính hoạt động của chân vịt
tàu.
Trong một số công trình nghiên cứu về vấnb đề này đã được công bố, Kasman cũng

đã kết luận ảnh hưởng của các yếu tố sử dụng đến tính năng và quá trình làm việc của các
chân vịt là rất phức tạp và không mang tính hệ thống. Trên cơ sở số liệu thực nghiệm đối
với một số các mô hình chân vịt cụ thể, ông xây dựng một mô hình toán thể hiện sự thay
đổi tính năng của tàu trong sử dụng và thiết lập công thức thực nghiệm xác định ảnh
hưởng của độ bám bẩn theo thời gian. Ngoài việc phân tích ảnh hưởng của tình trạng kỹ
thuật bề mặt các chân vịt thực tế, ông còn nghiên cứu ảnh hưởng của một số các yếu tố
khác như sóng, gió… Trong những năm gần đây, một số nhà khoa học Mỹ như:
E.V.Telfer, David Taylor… cũng đã công bố nhiều công trình nghiên cứu ảnh hưởng sự
bám bẩn cánh chân vịt. Tương tự như các nhà khoa học Nga, các nghiên cứu của các nhà
khoa học Mỹ cũng thường được tiến hành bằng phương pháp thực nghiệm nhưng chủ yếu
đi vào xác định giá trị các thông số chính của động cơ là công suất và suất tiêu hao nhiên
liệu sau cac khoản thời gian khai thác nhất định và đưa ra kết luận về ảnh hưởng của độ
nhám bề mặt vỏ tàu và cánh chân vịt đến quá trình làm việc của liên hợp Vỏ - Cánh –
Chân vịt. Ví dụ trên cơ sở phân tích số liệu khai thác thực tế, giáo sư Taylor (Mỹ) đã kết
luận là đa số tàu có chân vịt nhám thì mất khoảng 10% công suất so với tàu có chân vịt
bóng hoặc theo số liệu khai thác các tàu vùng Biển Đen thì khoảng 1 đến 1,5 năm sau khi
lên đà công suất động cơ tăng gần 13% (khi V = const) do tăng độ nhám chân vịt. Một số
nhà khoa học khác sử dụng phương pháp nghiên cứu thống kê thực nghiệm để xác định
đường đặc tính chân vịt động cơ trong điều kiện thực tế như công trình của Sikywa
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com