Ходовые испытания судов

Каждое новое или капитально отремонтированное судно проходит сдаточные испытания, основным элементом которых являются испытания ходовые (или иропульсивные). Последние предназначены для определения ходовых качеств судна, проверки достоверности заложенных в проект расчетов. В процессе этих испытаний изучают характеристики работы пропульсивного комплекса судна, делают вывод о соответствии (либо его отсутствии) движителя главной механической установке. Анализ результатов испытаний дает богатый материал для совершенствования существующих методик расчетов ходкости.

Ходовые (ироиульсивные или скоростные) испытания основной целью имеют определение скорости движения судна при различных режимах работы пропульсивной установки. Для обеспечения высокой точности результатов еще на стадии подготовки к испытаниям следует выполнить ряд условий: водоизмещение судна должно соответствовать проектным данным и его необходимо замерить с высокой точностью; состояние поверхности корпуса должно отвечать свежеокрашенному, заложенному в расчеты, поэтому между спуском (докованием) судна и его ходовыми испытаниями время нс должно превышать установленные пределы (для южных морей и Дальнего Востока 10—15 суток, для северных морей и Балтики — 30). Регламентируются и гидрометеорологические условия: волнение моря не должно превышать 2—3 баллов, сила ветра — 3—4 баллов, причем нижний предел относится к сравнительно небольшим судам (D 20 000 т). Перед испытаниями проверяют соответствие геометрии гребного винта проектным данным, поверхности лопастей очищают, их кромки сглаживают.

Глубина водоема должна быть не меньше, чем вычисленная по каждой из двух формул (3.69) и (3.70), что позволяет практически исключить влияние мелководья.

Ходовым испытаниям предшествуют швартовные, в ходе которых опробуют все механизмы, выполняют необходимые регулировочные работы с целью обеспечения требуемых режимов главной механической установки.

В процессе ходовых испытаний скорость судна определяют как путь, пройденный за фиксированное время. Таким образом, непосредственно замеряют расстояние между двумя конкретными точками. Сегодня радионавигационные средства дают возможность определить местоположение судна с высокой точностью, что позволяет проводить пропульсивные испытания в открытом море.

Однако чаще эти испытания проводят на специально оборудованном полигоне — мерной миле (или мерной линии). Как правило, это защищенный от господствующих ветров прибрежный участок моря, который имеет достаточную глубину при отсутствии заметных течений.

Скорость определяют относительно берега, где установлены ведущие и секущие створы. Первые задают направление движения, пересечение которого с линиями, проходящими через две пары секущих створов, определяет две фиксированные точки положения судна. Расстояние между ними («мерная миля»), деленное на время прохождения, — суть скорость движения.

В процессе ходовых испытаний кроме скорости регистрируют следующие величины: частоту вращения и мощность двигателя, а также, гораздо реже, упор гребного винта. Режимы работы двигателя, при которых требуется проводить стандартные скоростные испытания, регламентируются. Так, например, для головных в серии транспортных судов, оборудованных ДВС, обязательными являются режимы: л — я", 1,03л_и, 0,91л, 0,80я", 0,63л,.

Для исключения влияния гидрометеорологических факторов (ветер, течение, волнение моря) скорость определяют по результатам трех пробегов: два в одном направлении — один в противоположном:

Установленные на судне штатные тахометры не обеспечивают необходимой точности замера частоты вращения, поэтому используют различные суммирующие счетчики, определяющие среднее за некоторый промежуток времени значение частоты вращения гребного вала.

Наибольшую точность в измерении мощности получают с помощью специальных приборов: торсиометров, предназначенных для определения крутящего момента на гребном валу. Если торсиометр отсутствует, мощность находят по косвенным показателям: в зависимости от расхода топлива и частоты вращения с использованием данных стендовых испытаний двигателя.

Выше (см. гл. 3) уже говорилось, что прямое измерение сопротивления R натурного судна практически исключено. Косвенный путь определения R — основного параметра, закладываемого в расчеты ходкости, тоже не всегда возможен. Даже если судно оборудовано упоромером, что само по себе бывает достаточно редко, то выделение сопротивления из упора с использованием (4.60) тоже проблематично, поскольку необходимый для этого коэффициент засасывания, определяемый в ходе самоходных испытаний, не свободен от масштабного эффекта. В еще большей степени (см. § 4.6) этому эффекту подвержен коэффициент попутного потока.

Существуют специальные методы анализа результатов скоростных испытаний, позволяющие проверить соответствие заложенного в расчет сопротивления реальным данным. Кроме того, эти испытания дают возможность оценить согласованность работы пропульсивного комплекса. Так, если обнаруживается несоответствие гребного винта двигателю, то решается вопрос о корректировке геометрических элементов движителя.

Если судно оборудовано ВРШ, объем ходовых испытаний значительно возрастает. Определению подлежат оптимальные для ряда скоростей сочетания частоты вращения и шагового ношения, при которых удельный расход топлива минимален.

Во время скоростных испытаний быстроходных судов иногда возникает необходимость наблюдать за процессами развития кавитации на гребном винте. В этом случае в днище судна делают специальные иллюминаторы.

Наряду со скоростными большую информацию о ходовых качествах судна дают и эксплуатационные испытания, совмещаемые с рабочими рейсами судна. При этом изучают и движение судна в условиях волнения — его поведение, скоростные качества. Следует отметить, что точность замеров в ходе эксплуатационных испытаний существенно ниже, чем на мерной миле, однако их количество зачастую может компенсировать недостаточно высокое качество.

И нропульсивные и эксплуатационные испытания дают богатый материал для совершенствования методик расчета ходовых качеств судна.