3.1 Pokusi slobodnih vožnji

U složenom sustavu TRUP- VIJAK- KORMILO (HULL- PROPELLER-RUDDER) HPR prva grupa ispitivanja se odnosi na svaki od podsustava pa imamo:

a) za trup: POKUS OTPORA MODELA

Ulazni parametar ovog pokusa je u, brzina kolica koja vuku model. Za odre|eni raspon brzina mjeri se sila otpora R_TM= - X_H

Za proračun se koristi Froude- ova metoda

C_TM = C_FM + C_RM , za F_nM=F_nS

C_TM= R_TM / o.5 ru²S_M , S_M....oplakana površina modela

C_FM= 0.075/(log R_nM - 2)² , (ITTC 57)

C_RM = C_TM - C_FM

Izlazni rezultati se prikazuju bezdimenzionalnim dijagramima C_TM = f (Fn) i C_RM = f (Fn)

b) za vijak: POKUS SLOBODNE VOŽNJE VIJKA

Ulazni parametri ovog pokusa su u brzina kolica i n brzina vrtnje vijka. Mjeri se poriv vijka T i moment Q . Rezultati se prikazuju bezdimenzionalno dijagramima K_T = f (J)

i K_Q = f (J). Pored ovih dijagrama vijak se opisuje i koeficijentom opterećenja vijka porivom C_TH= T/ o.5 ru²A_0.

c) za kormilo: POKUS SLOBODNE VOŽNJE KORMILA

Ulazni parametri su u uzdužna brzina i d kut zakreta kormila a mjere se sile na kormilo X_R, Y_R, te moment Q_R u koordinatnom sustavu kolica.Crtaju se dijagrami uzgonske sile L= Y_R = f(d) te sile otpora kormila D= X_R = f(d). Uzgonska sila se obično bezdimenzionira pa se dobije koeficijent uzgonske sile C_L

C_L=L/0.5 ru²A₀ koji se obično aproksimira pravcem pa je C_L= pravac koji dovoljno točno (za naš MM) aproksimira uzgonsku silu kormila , prema skici.

Ova pojava je dobro istražena u avioindustriji pa postoji nekoliko izraza koji vrlo dobro odre|uju taj koeficijent.

Pokusi a) i b) su standardni hidrodinamički pokusi.

Me|usobni utjecaj TRUP - VIJAK dobivamo iz pokusa VLASTITOG POGONA koji je treći standardni bazenski pokus i ne pripada u našu podjelu pokusa upravljivosti.

Ulazni parametri za ovaj pokus su u i n a mjeri se X_D sila tegljenja i T_P sila poriva propelera. Analizom rezultata ovog pokusa dolazimo do koeficijenata w_P i t

Uzdužna komponenta brzine iza vijka

u_PH=u (1- w_P)

Logičan nastavak ovih pokusa je ispitivanje s cijelim sustavom HPR koji odre|uje interakciju TRUP- VIJAK - KORMILO.

Taj pokus se naziva POKUS POČETNIH SILA (Initial force test) PPS i pripada trećoj grupi pokusa.

Brod se tegli kao da je u vl. pogonu (nema kuta zanošenja b, nema kutne brzine r, ali ima d otklon kormila). Modelira se početni trenutak kormila tj. za koji otklon kormila brod počinje kružiti.Ulazni parametri su u, n i d a mjere se sve sile na trupu F_H (X_H,Y_H)

sve sile na vijak F_P (X_P,Y_P) i sve sile na kormilo F_R (D,L).

Uzdužna komponenta brzine cijelog sustava onda iznosi

u_RPH = u_RH + j_Uu_PH (#)

gdje je u_RPH dobijemo iz pokusa PPS.

Budući da nema pokusa samo s trupom i kormilom komponenta brzine u_RH =u(1-w_R),

gdje je w_R koeficijent sustrujanja na kormilu iza trupa, se može odrediti iz pokusa PPS uzevši da je C_TH=0 tj. T=0 poništavajući time utjecaj vijka.

Komponenta brzine u_PH dobivena iz pokusa vl.pogona pa onda iz (#) treba dobiti j_U.

Varirajući C_TH dobijemo j_U= f(C_TH).

j_U=

Varijacijama koeficijenata e_RP i k_RP provlačimo najbolju aproksimaciju kroz dobivene točke.

Do sada opisani pokusi su isključivo s b=0 i r=0 i daju nam sve potrebne parametre za MM.

Pokusi s b 0 i r 0 umjesto uzd. komponente brzine u imaju puno su složeniji i pripadaju drugoj i trećoj grupi pokusa.