Chương 4: Đặc tính thủy động của
bánh lái
II.2.2.2.1. Lực thủy động tác dụng lên bánh lái.
- Khi quay bánh lái một góc α
t
so với phương của dòng chảy,
trên bánh lái xuất hiện hợp lực thủy động P đặt tại một điểm gọi là
tâm áp l
ực của bánh lái.
- Để tiện cho
việc tính toán, P được
phân thành các thành
ph
ần sau: Lực nâng
P
y
vuông góc với
phương d
òng chảy,
lực dọc P
x
theo
hướng dòng chảy, lực
pháp tuyến P
n
vuông góc với mặt phẳng tạo bởi các dây cung
profin và lực pháp tuyến P
t
nằm trong mặt phẳng đó.
- Lực thủy động tạo nên moomen thủy động M
tđ

y
A
v
P
.
2
2

-Hệ số lực dọc C
x
: C
x
=
bl
bl
x
A
P
.
2
2

-Hệ số lực pháp C
n
: C
n
=
bl
bl
n

A
v
M
.
2
2

-Hệ số tâm áp lực C
p
: C
p
=
bl
a
b
x
Trong các công thức trên:

- khối lượng riêng của nước (kg/m
3
).
v
bl
- vận tốc dòng chảy trên bánh lái (m/s).
A
bl
- diện tích bánh lái (m
2
).
B

t
+ C
t
.sinα
t
C
x
= C
n
.sinα
t
+ C
t
.cosα
t
C
m
= C
n
(C
p
– k)
Trong đó: α
t
- góc tấn thực của bánh lái (là góc giữa phương
dòng chảy và mặt phẳng đối xứng của bánh lái).
k - hệ số cân bằng của bánh lái.
Các hệ số trên gọi là các đặc tính thủy động của bánh lái
được xác định bằng thí nghiệm.
II.2.2.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính thủy động của

v
= (1 - ψ
v
)
2
< 1 , (2)
Trong đó: v - vận tốc chuyển động của tàu.
ψ
v
- hệ số dòng theo của vỏ tàu. Đối với hệ bánh lái
+ trụ lái, ψ
v
lấy bằng 1,3 hệ số dòng theo của chân vịt.
- Khi đặt bánh lái dưới vòm đuôi tàu, hệ số kéo dài hiệu dụng
λ
h
của bánh lái tăng lên thùy thuộc vào khe hở giữa mặt trên bánh
lái và v
ỏ tàu (có thể gấp 2 lần hệ số kéo dài hình học λ khi khe hở
giữa mặt trên bánh lái và vỏ tàu bằng không). Ở các tàu có vòm
đuôi không phẳng tại chỗ đặt bánh lái, λ
h
tăng rất ít và có thể coi
như không đổi (λ
h
= λ). Ở các tàu có tuyến hình đơn giản, vòm
đuôi phẳng, khe hở giũa mặt trên bánh lái và vỏ tàu nhỏ thì cần
tính đến ảnh hưởng của vỏ t
àu tới λ.
2. Ảnh hưởng của chân vịt đến đặc tính thủy động của bánh

z
R
, N
R - l
ực cản chuyển động của tàu; N.
z - s
ố chân vịt.
θ - hệ số hút.
ρ - khối lượng riêng của nước (kg/m
3
).
v
cv
- vận tốc dòng chảy tới chann vịt (m/s).
v
cv
= v(1 - ψ
cv
), (3)
v - v
ận tốc chuyển động của tàu (m/s).

ψ
cv
- hệ số dòng theo của chân vịt.
D
cv
- đường khính chân vịt (m).
- Trong tính toán thực tế thiết bị lái, vận tốc dọc của dòng
ch

nbl
bl
AA
v
CA
v


Trong đó, A
’
bl
- diện tích phần bánh lái nằm trong dòng đẩy
của chân vịt.
- Biến đổi biểu thức trên, chú ý đến (1), (2), (3) và (4) ta
được:
P
n
= k
v
.k
cv
.C
n
.
bl
A
v
.
2
.



1
1
1
)1(
2
'
v
cv
cv
bl
bl
A
A



C
n
- hệ số lực pháp của bánh lái cô lập.