Chương 6: Đặc tính thuỷ động của
bánh lái
1. Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính thuỷ động của
bánh lái.
- Ảnh hưởng của mặt nước và vỏ tàu đến đặc tính thuỷ động
của bánh lái:
Dòng chảy thực qua bánh lái bị ảnh hưởng bởi mặt thoáng của
nước, vỏ t
àu, tác dụng của chân vịt…
Đa số t
àu hiện đại có kết cấu vùng đuôi đảm bảo khi tàu chở
đầy, bánh lái vẫn ngập sâu trong nước v
à hầu như không bị ảnh
hưởng của mặt nước.
Ở đây, ta chỉ xét đến ảnh hưởng của mặt nước khi thiết kế một
số loại tàu sông có bánh lái cắt ngang mặt nước, phà, tàu lướt, tàu
cánh ng
ầm.
Vỏ tàu nằm trong dòng chảy qua bánh lái nên ảnh hưởng đến
góc tấn thực tế của bánh lái, đến vận tốc dòng chảy, đến sự phân
bố các thành phần vận tốc trong dòng chảy…do đó ảnh hưởng đến
lực thuỷ động tác dụng lên bánh lái.
Th
ực tế khi tính toán thì ảnh hưởng của vỏ tàu được tính đến
bằng hệ số k
v
, giảm vận tốc dòng chảy qua bánh lái:
v
bl
= v*
v

 = 0 đối với tàu có đuôi phẳng (chọn  trong trường hợp này)
 = 0.18 đối với tàu có đuôi thuần dương hạm
u = 1.0 khi bánh lái nằm trong mặt phẳng đối xứng (chọn u trong
trường hợp n
ày)
u = C
B
+ 0.15 khi bánh lái
n
ằm sang phía mạn
: hệ số béo thể tích của
tàu
Hình 2.8. Khe hở giữa vỏ và mép trên bánh lái
l
ớn h
ơn chi
ều d
ày l
ớn nhất của bánh lái.
H
h2h1
Ñöôøng cô baûn
h
1
, h
2
, H: hệ số tuỳ chọn phụ thuộc vòm đuôi tàu (hình vẽ 2.8)
Trong chương tr
ình tính toán, tôi chọn h
2


cv
=
22
***
*8
cvcv
Dv
P

(2-18)
Trong đó:
P: lực đẩy của chân vịt, N
P =
)1(*

z
R
, N (2-19)
R: l
ực cản chuyển động của tàu, N
z: s
ố chân vịt, chiếc
: hệ số hút
: khối lượng riêng của nước, kG/m
3
v
cv
: vận tốc dòng chảy tới chân vịt, m/s
v

D
cv
: đường kính chân vịt, m
W: lượng hiệu chỉnh theo số Froude; nếu Fr > 2 thì W =
0.1*(Fr – 0.2), n
ếu Fr  0.2 thì W = 0); trong trường hợp này tôi
ch
ọn W = 0

0
: hệ số dòng theo của tàu đẩy

0
= 0.13* 
z
*
cv
D
V
3
(2-23)

ms
: hệ số dòng theo do ma sát

ms
=
max
'
'


v
B
cv
Tàu hàng một chân
vịt
1.0  2.5 15  35
Tàu ven biển
2.5  4.0 35  60
Tàu dầu
2.5  5.0 35  70
Tàu đánh cá
4.0  8.0 60 100
Tàu kéo 8.0 80
Bảng 2.2. Bảng thống kê hệ số 
v
và B
cv
Trong đó: 
v
là hệ số lực đẩy chân vịt
B
cv
là hệ số công suất
Trị số v
hk
nhỏ, ảnh hưởng không đáng kể đến đặc tính thuỷ động
của bánh lái, trong tính toán có thể bỏ qua.
v
d

dòng chảy được tính theo công thức:
v’
bl
= v
cv
*
3
1
cv

 (2-28)
L
ực pháp tuyến thuỷ động tác dụng lên bánh lái:
N = C
N
*
2
*
2
bl
v

* S’ + C
N
*
2
'*
2
bl
v

S '
* [(1+
cv
)* (
2
)
1
1
v
cv




-1] (2-31)
Trong đó:
S’: diện tích phần bánh lái nằm trong dòng đẩy của chân vịt,
m
2
S: diện tích bánh lái, m
2

cv
: hệ số lực đẩy chân vịt (tra bảng 2-2 ở trên)
Với S’ được xác định theo công thức:
S’ = h* D
cv
*
alcv
a

v
al
= * v
a
: giá trị tăng tốc độ trung bình do chân vịt tính ở
tâm áp suất bánh lái, m/s
(2-35)
 =
















2
1
1
)
*2
(0.1

2
*
2
v

* S, kG (2-37)
- Giá tr
ị lực cản được xác định:
D = C
D
* k
v
* k
cv
*
2
*
2
v

* S, kG (2-38)
- T
ổng hợp lực tác dụng lên bánh lái:
R =
22
DL  , kG (2-39)
- Mômen thu
ỷ động:
M
td

td
.