MARINHA MERCANTE DO BRASILCENTRO DE INSTRUO BRZ DE AGUIAR CIABAADAPTAO A SEGUNDO OFICIAL DE MQUINAS ASOMARQUITETURA NAVAL ARQ 75

DIMENSIONAMENTO DO LEME

Alunos: Annuar SadatFelipe CoutinhoMatheus LinsRmulo HamerschlagRonaldo FernandesVlter Montello

BELM PA2014

Considere um navio com as seguintes caractersticas:

Calado (T) = 12 mLinha dgua de projeto (Lpp) = 205 mBoca (B) = 38 mVelocidade de servio(V): 20 ns (10,28 m/s)Massa especfica da gua salgada () = 1025 kg/m

1. Calculo da rea estimada do leme

2. Determine a altura (h) do leme.

De acordo com a figura:

Considere a altura H de 12.

3. Clculo da corda mdia (cm) do leme

4. Determine a mxima espessura do perfil.

Adote um perfil NACA 0015 para o leme.Para este perfil, a relao [espessura(t)/corda(c)] dada pela relao t/c = 0,15.

5. Determine o centro de presso(x) do leme em relao extremidade mais perto do casco, fazendo

6. Determinao da posio (d) do eixo da madre do leme em relao extremidade mais prxima do casco considerando

d= x para

7. Determinao do coeficiente de sustentao do leme CS

O leme no se comporta igualmente nos dois bordos, devido rotao do hlice. Assim, para hlice direito e leme operando no jato do hlice teremos que:

Leme a Boreste

Leme a bombordo

Estes coeficientes devem ainda ser multiplicados por:

OBSERVAO:Devem ainda ser considerados os ngulos de stall (onde a sustentao nula)

Quando , o coeficiente CScorr dever ser de 0,8

8. Determinao do coeficiente de arrasto do leme Ca atravs das seguintes equaes:

Leme a Boreste

Leme a Bombordo

Agora preencha a tabela: (graus)x (m)CScorr (BE)CScorr (BB)Ca (BE)Ca (BB)

00,86410,8830-0,07100,04400,0310

50,98191,04980,19120,04530,0111

101,09881,21650,45350,09400,0212

151,21391,38330,71580,19780,0615

201,32641,55010,97800,36400,1318

251,43531,71681,24030,60030,2323

301,53991,88361,50260,91400,3628

351,63932,05041,76491,31280,5235

9. Determinao das foras de sustentao e arraste atuantes no leme.

No leme atuam as foras de sustentao (LIFT) e arrasto (DRAG), denominadas FS e FA. Estas foras podem ser determinadas pelas equaes:

Leme a Boreste:

Leme a Bombordo:

Agora preencha a tabela: (graus)FS (kN) BEFS (kN) BBFA (kN) BEFA (kN) BB

021870,36-34,33491089,8114,98185

526000,9692,417311120,775,340303

1030131,56219,16962328,2310,24565

1534262,16345,92184897,9529,69789

2038392,76472,6749015,6963,69701

2542523,36599,426314867,22112,243

3046653,96726,178522638,29175,3359

3550784,57852,930832514,68252,9757

10. Determinao da fora normal e do torque atuante no leme, para o maior valor de FN e FA.

(frmula matemtica exata)

(Baker and Bottomley, Munro Smith, Naval Architecture, 1980)

Leme a Boreste:

Leme a Bombordo:

Como (x-d) = 0, ento Mt(Boreste) = Mt(Bombordo = 0

Agora preencha a tabela: (graus)FN(kN) BEFN(kN) BBFN(kN) Baker(x-d)(m)Mt(kN. m)BEMt(kN. m)BBMt(kN. m)Baker

021870,36-34,330,16940,21225802,29-9,110,0449

525999,792,530,17440,14084575,0416,280,0307

1030078,09217,620,17940,06982625,9719,000,0157

1534362,39341,820,18440000

2039160,94465,950,18940,06823339,9439,740,0162

2544822,41590,700,19440,13437526,1999,190,0326

3051722,67716,560,19940,197812787,98177,160,0493

3560249,94843,780,20440,258119441,07272,270,0660

11. Determinao da Potncia necessria para acionar a mquina do leme

A potncia necessria para acionar a mquina do leme deve levar em considerao que o timo deve passar de 30 a 35 em 28s, ou seja, na razo de:

Mtmax= mximo momento de torque obtido na tabela

Assim: