Dynamika jednostki pływającej

Techniczne zagadnienia okrętowe

Moderatorzy: crolick, Marmik

Awatar użytkownika
Maciej3
Posty: 4748
Rejestracja: 2008-05-16, 11:36

Re: Dynamika jednostki pływającej

Post autor: Maciej3 »

Co by nie było.
Okręt do przodu popycha siła przyłożona do kadłuba.
Pędnik jest jaki jest, czyli w przypadku, który mnie interesuje, śruba "wgryzająca" się w wodę.
Śruba żeby wytworzyć siłę napędową musi się kręcić. W obrót ją wprowadza turbina ( w interesujących mnie przypadkach jeszcze tłokowa maszyna parowa lub diesel ).
Przyjmijmy turbinę, dla uproszczenia.
Turbina musi się zacząć kręcić. Obrót powstaje z powodu pary która oddziałuje na łopatki. Tu się pojawia siła. Siła nie jest przyłożona "w osi" turbiny ( wtedy by się nie zakręciła tylko co najwyżej przesunęła ) tylko gdzieś z boku. Ma więc jakieś ramie, więc turbiną kręci moment siły.
Ten moment siły się przekłada na obrót turbiny, to się przekłada na obrót wału ( bezpośrednio lub przez przekładnię ), wał obraca śrubą, ta się wkręca w wodę i ten obrót śruby w wodzie wytwarza siłę popychającą okręt do przodu.

Wszystko się zgadza?

A teraz idziemy od drugiej strony.
Dane historyczne są jakie są. Nie mam siły pary działającej na łopatki, ani miejsca przyłożenia pary w łopatki. Ba, nie mam nawet siły działającej na okręt przy danej prędkości.
Mam zależność mocy maszyn od prędkości. Do tego jeszcze zależność prędkości obrotowej śrub w zależności od prędkości.
Kropka
Moc zależy wprost od wykonanej pracy. Praca zależy jakoś tam od przyłożonej siły. Pośrednio znając moc dla danej prędkości mogę sobie policzyć siłę napędową ( w końcu tak naprawdę tylko o to mi chodzi ).
"skok" mocy to tak naprawdę "skok siły" pchającej jednostkę. Pominąłem to wszystko przy pierwotnym pytaniu, żeby uniknąć zbędnych słów.
Dla uproszczenia obliczeń mogę sobie wziąć moc = prędkość * siła
z tego mogę sobie policzyć, jaką siłę potrzebuję dla osiągnięcia danej prędkości ( bo mam zależność moc/prędkość nie siła/prędkość )
Ja wiem co jest wynikowe z czego, ale mam akurat dane jednostek wynikowych i chcę mieć pierwotnych.
Ruszam z miejsca.
Czyli przykładam siłę ( pośrednio wynika z tego jakaś moc ).
Początkowa prędkość jest "0", więc z prostych obliczeń wynika, że na początku jak małą moc byś "nie przyłożył" to siła będzie nieskończenie wielka.
Wiem, że to herezja, bo nie to jest pierwotne a nie to wtórne. Ale to po prostu przeliczenia z jednostek jakie mam.
Z tym to sobie radzę bez problemu, ale co chciałem wiedzieć, to w jakim czasie realnie jest w stanie się rozkręcić turbina.
Innymi słowy po jakim czasie od puszczenia pary "na maksa" osiągnie pełną moc ( pełne obroty ).
Jak piszecie, jest to kwestia w najlepszym przypadku kilku minut. To chciałem się dowiedzieć. To daje poprawne zachowanie się symulacji.
Nie ma efektu motorówki, bo nie ma efektu rozkręcenia turbiny od zera do max w milisekundę.
Jakby w życiu było to możliwe, to byłby efekt motorówki. Po prostu chciałem wiedzieć o jakich czasach tu mówimy. Sekundy? Dziesiątki sekund? Okazuje się że pojedyncze minuty.
Dzięki za pomoc.

PS
Tak przy okazji, jakie mogą być czasy dla napędu turboelektrycznego?
Teoretycznie w nanosekundę można by przyłożyć "pełną moc" do silnika, bo niby czemu nie?
Ale obawiam się, że po takim eksperymencie jednostka musiałaby się poddać najpierw szybkiej akcji gaśniczej ( o ile zabezpieczenia przeciążeniowe by wcześniej nie zadziałały ) a potem na dość długi pobyt w dobrze wyposażonej bazie remontowej.
Oczywiście nawet jak by silnik to wytrzymał, to się "cała moc" nie przełoży 1:1 w wodę, bo będzie kawitacja. A ja pracuję już na ostatecznych siłach pochodzących od śruby. Kawitacji nie uwzględniam.
Biorąc pod uwagę konieczne rozpędzanie silnika, żeby się nie spalił, to też mówimy o minutach, czy krócej? A może dłużej?
Kiedyś ktoś tu zamieścił manual napędu New Mexico, nawet gdzieś to miałem, ale za cholerę nie mogę teraz tego znaleźć....
Historia jest najlepszą nauczycielką życia, bo
Jeszcze nigdy, nikogo, niczego nie nauczyła.
Awatar użytkownika
jogi balboa
Posty: 2823
Rejestracja: 2007-01-18, 16:39

Re: Dynamika jednostki pływającej

Post autor: jogi balboa »

W książce Skwiota o Bismarcku napisano że jednym z wymagań nie do spełnienia w przypadku rozważań nad napędem turbo elektrycznym był czas przesterowania z cała naprzód do cała w stecz. Podobno Niemcy chcieli żeby to trwało 30 sekund, ale silników elektrycznych się nie dało tak szybko a próby hamowania prądem nie rokowały nadziei. Nie wiem jak było w rzeczywistości ale myślę że nie ma uniwersalnej regóły a wszystko zależy od indywidualnych rozwiązań. I tu mnie ciekawią amerykańskie pancerniki, każdy wał innej długości, innej bezwładności, inaczej podparty...
Mullenheim z kolei pisze że w nocy 26 maja forsowali turbiny otwierając zawory wstecz zanim domknęły się naprzód. Nic dziwnego że OW ciągle stoją na jakimś remoncie.
A przy okazji Sportpalast Tirpitz na bodajże jaieś 2 godziny przymknął zawory dla prędkości 2 knoty żeby zatankować niszczyciele (wrześniem szedł średnio 24 knoty). Zbiegiem okoliczności ;) akurat wtedy przegrzały się rurki w jednym z kotłów, który trzeba było odstawić.

Pamiętam też że kiedyś w jakiejś knidze o napędach i nie tylko o istnieniu czegoś takiego jak "wypór dynamiczny" czy jakoś tak. Poruszająca się krypa dostaje dodatkową siłę zwiększającą siłę wyporu. Nic więcej już nie pamiętam, ale pomyślałem że może zarzuca kolejny temat do przemyśleń żeby nie było zbyt łatwo.

Takie tam ciekawostki o wrednych maszynach ;)
Awatar użytkownika
Maciej3
Posty: 4748
Rejestracja: 2008-05-16, 11:36

Re: Dynamika jednostki pływającej

Post autor: Maciej3 »

myślę że nie ma uniwersalnej regóły a wszystko zależy od indywidualnych rozwiązań
Tu pełna zgoda. Moje pytanie było w stylu "ile czasu potrzeba żeby silnik spalinowy o mocy 600 KM osiągnął pełną moc, jak startuje z wolnych obrotów"
Dość oczywiste jest, że silnik spychacza rozpędzi się nieco wolniej niż silnik Ferrari, ale tak czy inaczej nie będą to ułamki sekund.
Historia jest najlepszą nauczycielką życia, bo
Jeszcze nigdy, nikogo, niczego nie nauczyła.
Awatar użytkownika
Gregski
Posty: 964
Rejestracja: 2006-01-27, 21:47
Lokalizacja: Na Kociewiu albo na morzu

Re: Dynamika jednostki pływającej

Post autor: Gregski »

Początkowa prędkość jest "0"
Maćku na turbinowcu to nigdy nie będzie pełne zero. Turbinę trzeba grzać i zawsze się powoli kręci.
Podsyłam Ci zdjątka turbinek tak byś miał pogląd jak to działa.

Wirnik turbiny reakcyjnej
Wirnik turbiny reakcyjnej
DSC00642.jpg (119.77 KiB) Przejrzano 5872 razy
A śruba nie 'Wgryza się" tylko generuje różnicę ciśnień. Żeby było śmieszniej siła popychająca statek do przodu w około 70% zawdzięcza to podciśnieniu przed śrubą a 30% nadciśnieniu za nią. Mowa o wielkościach szacunkowych i oczywiście jednostkach handlowych. Jak to dokładnie wygląda na wielośrubowych okrętach nie wiem.
Załączniki
Mała turbinka z przekładnią, diabli wiedzą do czego służyła.
Mała turbinka z przekładnią, diabli wiedzą do czego służyła.
DSC00645.jpg (132.31 KiB) Przejrzano 5872 razy
Wśród ludzi człowiek dziczeje.
Waldemar Łysiak
ODPOWIEDZ