ОГЛАВЛЕНИЕ
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ 3
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЗОР И АНАЛИЗ ПРАКТИЧЕСКОГО ОПЫТА ЛЕДОВОЙ ХОДКОСТИ СУДОВ С ВИНТОРУЛЕВЫМИ КОЛОНКАМИ 9
1.1 Основные направления развития ледовой ходкости в ХХI веке 9
1.2 Первое применение винто-рулевых колонок 11
1.3 Общие сведения о винто-рулевых колонках 11
1.4 Использование судов DAT 15
1.5 Разработка физических и численных технологий описания различных ледяных образований и ледовых условий 17
1.6 Разработка современных методов исследования и расчета параметров воздействия льда на движительно-рулевые комплексы судов 20
1.7 Развитие методов проведения натурных испытаний судов в различных ледовых условиях 21
2 ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ И ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ГРЕБНЫХ ВИНТОВ СУДОВ ЛЕДОВОГО ПЛАВАНИЯ И ЛЕДОКОЛОВ 24
2.1 Определение основных геометрических элементов ледокольного гребного винта и оценка его гидродинамических характеристик 24
2.1.1 Определение дискового отношения ГВ и гидродинамических характеристик ГВ из условия предотвращения второй стадии кавитации 24
2.1.2 Распределение ширины лопасти 29
2.1.3 Распределение шага и максимальной кривизны лопасти гребного винта 29
2.1.4 Профилировка лопасти гребного винта 30
2.2 Назначение ледовых нагрузок на гребном винте и его прочных размеров для обеспечения прочности ГВ и работоспособности ГЭД в ледовых условиях 30
2.2.1 Механизмы взаимодействия лопастей гребного винта со льдом и ледовые нагрузки 31
2.2.2 Обеспечения эксплуатационной прочности гребного винта и работоспособности главного электродвигателя 35
2.2.3 Методика определения глобальных и локальных ледовых нагрузок на гребном винте и электродвигателе и назначение прочных размеров гребного винта 38
2.2.4 Определение предельной силы поломки лопасти гребного винта для обеспечения пирамидальной прочности элементов пропульсивного комплекса 48
3 РАСЧЕТ ЛЕДОКОЛЬНОГО ГРЕБНОГО ВИНТА 51
3.1 Влияние геометрических размеров ЛГВ на прочностные характеристики и ГЭД 51
3.2 Модельные испытания ГВ, зависимость момента на валу от диаметра лопасти и значения шага 52
3.2.1 Создание расчетной 3D модели ВРК для оценки влияния значения шага винта на создаваемый упор и потребную мощность 52
3.2.2 Подготовка расчетной модели и исследования в Ansys 56
3.3 Моделирование ГВ с учетом предлагаемых улучшений 58
3.3.1 Расчет требуемого упора, создаваемого ГВ 58
3.3.2 Расчет гидродинамических характеристик с использованием программного комплекса ANSYS CFX 60
3.3.3 Расчет прочностных характеристик ГВ 64
3.3.4 Оценка полей давлений и вероятности 70
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 73
4.1 Изготовление гребных винтов 73
4.2 Приемка гребных винтов 74
4.3 Контроль качества изготовленных гребных винтов 75
4.4 Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение гребных винтов 79
4.5 Метод контроля целостности и геометрии гребных винтов, планово предупредительный ремонт 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 84