Luận án Nghiên cứu chân vịt hai bước để nâng cao hiệu suất làm việc của tàu đánh cá

ù hợp H/D của chân vịt ở chế độ chạy tự do là 0,6 tương ứng với góc 
xoay của cánh là 60 so với góc đặt ban đầu được tính toán ở chế độ kéo lưới. Chế độ 
 53 
chạy tự do tương ứng với tỷ số bước này hệ số lực đẩy KT, hệ số mô men KQ, hiệu 
suất chân vịt η lần lượt là: 0,07; 0,0097; 0,571. Như vậy chân vịt hai bước sau khi 
xác định được tỷ số bước cánh phù hợp ở chế độ chạy tự do có các thông số kỹ 
thuật như Bảng 3.3 và có tỷ số bước H/D tại chế độ thứ độ thứ hai là 0,6. 
3.4.4. Đặc tính thuỷ động lực học chân vịt 
Hình 3.14 - Hình 3.16 là phân bố áp suất trên hai bề mặt cánh của chân vịt hai 
bước, chân vịt có bước cố định tại các số tiến J = 0,1 - 0,5 tương ứng với tỷ số bước 
H/D = 0,5. Từ hình trên ta thấy rằng phân bố áp suất trên hai bề mặt cánh chân vịt 
tuân theo quy luật máy thuỷ lực hướng trục, có sự chênh lệch áp suất giữa mặt hút 
và mặt đẩy của chân vịt, áp suất tại mặt đẩy lớn hơn áp suất tại mặt hút. Tại hệ số 
tiến J = 0,2 , mặt đẩy có áp suất nằm trong khoảng 6.103 - 9.104 Pa, áp suất lớn nhất 
trên mặt đẩy chân vịt là 9.104 Pa tại mép vào của cánh, áp suất nhỏ nhất trên mặt 
đẩy là 6.103 Pa tại mép thoát, vùng gần bầu của cánh. Mặt hút của chân vịt có áp 
suất nằm trong khoảng -1,5.104 -1,2.105 Pa, áp suất nhỏ nhất tại mặt hút là -1,5.104 
Pa tại mép vào của cánh, áp suất lớn nhất là -1,2.105 Pa tại mép thoát của cánh. Tại 
hệ số tiến J = 0,4, áp suất tại mặt đẩy nằm trong khoảng 6.103 - 4,8.104 Pa, giá trị áp 
suất lớn nhất tại mặt này là 4.8.104 Pa tại mép vào của cánh, giá trị áp suất nhỏ nhất 
tại mặt này là 6.103 Pa tại mép thoát của cánh. Giá trị áp suất tại mặt hút nằm trong 
khoảng -1,5.104 -1,2.105 Pa, phần lớn diện tích mặt hút của cánh chân vịt có áp suất 
-5.104 Pa, giá trị áp suất lớn nhất tại mặt này là -1,5.104 Pa tại mép vào của cánh, 
trong khi đó giá trị áp suất nhỏ nhất đạt được tại mặt hút là -1,2.105 Pa tại vùng mép 
thoát. Cũng từ hình ảnh phân bố áp suất ta thấy rằng sự chênh lệch áp suất giữa hai 
mặt cánh giảm đi khi hệ số tiến J tăng, do đó hệ số lực đẩy và hệ số mô men của 
chân vịt cũng giảm theo. 
Hình 3.14. Phân bố áp suất trên hai bề mặt cánh của chân vịt tại J = 0,1; 0,2. 
 54 
Hình 3.15. Phân bố áp suất trên hai bề mặt cánh của chân vịt tại J = 0,3;0,4. 
Hình 3.16. Phân bố áp suất trên hai bề mặt cánh của chân vịt tại J = 0,45;0,5. 
 55 
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
 HÖ sè lùc ®Èy K
T
 HÖ sè m«men 10 K
Q
 HiÖu suÊt ch©n vÞt 
K
T
,1
0
K
Q
,
J
Hình 3.17. Đường đặc tính của chân vịt có bước cố định. 
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
K
T
,1
0
K
Q
,
J
 K
T 
t¹i H/D = 0,6
 10 K
Q 
t¹i H/D = 0,6
 t¹i H/D = 0,6
 K
T 
t¹i H/D = 0,5
 10 K
Q 
t¹i H/D = 0,5
 t¹i H/D = 0,5
Hình 3.18. Đường đặc tính của chân vịt hai bước 
 56 
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
 HÖ sè lùc ®Èy K
T
 cña ch©n vÞt cè ®Þnh
 HÖ sè m«men 10 K
Q
 cña ch©n vÞt cè ®Þnh
 HiÖu suÊt ch©n vÞt  cña ch©n vÞt cè ®Þnh
K
T
,1
0
K
Q
,
 HÖ sè lùc ®Èy K
T
 cña ch©n vÞt hai b-íc
 HÖ sè m«men 10 K
Q
 cña ch©n vÞt hai b-íc
 HiÖu suÊt ch©n vÞt cña ch©n vÞt hai b-íc
J
Hình 3.19. Đường đặc tính của chân vịt bước cố định và chân vịt hai bước tại tỷ số 
bước tính toán thiết kế H/D =0,5. 
Hình 3.17 - Hình 3.18 là đường đặc tính của hệ thống chân vịt có bước cố định 
và chân vịt hai bước tương ứng với các hệ số tiến J nằm trong khoảng từ 0,1 - 0,65. 
Ta thấy rằng hệ số lực đẩy và hệ số mô men của chân vịt giảm gần như tuyến tính 
với tỷ số J điều này phù hợp với quy luật phân bố áp suất trên mặt hút, mặt đẩy chân 
vịt với hệ số tiến J Hình 3.14 - Hình 3.16. Khi tỷ số J tăng thì hệ số lực đẩy KT và 
hệ số momen KQ giảm, với chân vịt hai bước giá trị lớn nhất của hệ số lực đẩy và hệ 
số mô men lần lượt là 0,201 và 0,021 tương ứng với tỷ số H/D = 0,6 và J = 0,1. 
Trong khi đó với chân vịt có bước cố định các giá trị này lần lượt là 0,137 và 
0,0121 tương ứng với tỷ số J = 0,1. Ngược lại, ở chế độ tính toán thiết kế, hiệu suất 
của hai chân vịt lại tăng gần như tuyến tính khi hệ số tiến J tăng trong khoảng 0,1- 
0,3 và giảm nhanh khi hệ số tiến J lớn hơn 0,4. Ở chế độ tính toán này hiệu suất lớn 
nhất của hai chân vịt đạt được lần lượt là 0,507 và 0,475 tương ứng với J = 0,4 và J 
= 0,35. Tuy nhiên cả hai chân vịt không đạt tới hiệu suất cao nhất trong quá trình 
khai thác tại chế độ kéo lưới do vận tốc khai thác tương đối nhỏ khoảng 4-5 hải 
lý/h, tại chế độ khai thác này hệ số tiến J khoảng 0,25 và hiệu suất lớn nhất của hai 
chân vịt tại chế độ khai thác này lần lượt là 0,401 và 0,396. Hình 3.19 là đường đặc 
tính của hệ thống chân vịt có bước cố định và chân vịt hai bước ở tỷ số bước cánh 
H/D = 0,5, từ đồ thị ta thấy rằng ở chế độ kéo lưới chân vịt có bước cố định có hệ số 
lực đẩy, hệ số mô men, và hiệu suất cao hơn chân vịt hai bước lần lượt là 5,82%, 
4,85% và 1,25 %. Điều này có thể được giải thích là do chân vịt hai bước có tỷ số 
bầu lớn hơn so với tỷ số bầu của chân vịt có bước cố định mà đường kính cánh của 
hai chân vịt bằng nhau nên để đảm bảo diện tích công tác của chân vịt thì chiều 
 57 
rộng của cánh chân vịt hai bước lớn hơn với chiều rộng cánh của chân vịt có bước 
cố định, do đó làm tăng hiện tượng tách dòng sau khi dòng chảy tương tác với cánh 
chân vịt, điều này dẫn tới giảm hệ số lực đẩy, hệ số mô men và hiệu suất của chân 
vịt hai bước so với chân vịt có bước cố định ở tỷ số bước cánh thiết kế H/D = 0,5. Ở 
chế độ chạy tự do, tàu khai thác với vận tốc 11 hải lý/h, chân hai bước lại thể hiện 
được ưu điểm vượt trội của nó so với chân vịt có bước cố định là nó có hiệu suất 
cao hơn sử dụng tối đa công suất của máy chính chuyển hết công suất của máy 
chính thành vận tốc khai thác của tàu. Cụ thể ở chế độ chạy tự do hiệu suất của chân 
vịt hai bước là 0,571 trong khi đó chân vịt có bước cố định khai thác được ở vận tốc 
7 hải lý/h tương ứng với hệ số tiến J = 0,35. Ở chế độ này hiệu suất của chân vịt hai 
bước lớn hơn hiệu suất của chân vịt có bước cố định là 16,5% quan trọng hơn nữa là 
chân vịt hai bước còn cho tàu khai thác với vận tốc lớn hơn so với chân vịt có bước 
cố định khoảng 1,5 lần, sử dụng tối đa công suất của máy chính do tỷ số bước H/D 
lớn từ đó rút ngắn thời gian chạy từ ngư trường về cảng. Điều này đặc biệt có ý 
nghĩa khi tàu chạy tránh trú bão, với vận tốc khai thác lớn tàu nhanh chóng thoát ra 
khỏi vùng biển nguy hiểm. Thời gian chạy tự do chiếm 40% tổng thời gian của một 
chuyến đi biển do đó đi hiệu suất của hệ thống chân vịt hai bước tính cho cả chuyến 
đi cao hơn so với hệ thống chân vịt có bước cố định là 7,63%. 
3.4.5. Lực tác động lên cánh chân vịt 
Phân bố áp suất, phân bố lực theo các trục x, y, z trên hai bề cánh chân vịt có 
bước cố định, chân vịt hai bước tại hệ số tiến J = 0,1 - 0,45 tại tỷ số bước H/D = 0,5 
Hình 3.20 - Hình 3.23. Kết quả tính toán mô phỏng cho thấy rằng biên dạng cánh có 
ảnh hưởng đáng kể đến phân bố áp suất và phân bố lực theo các trục toạ độ từ đó 
ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính thuỷ động lực học của chân vịt cụ thể lực tác động 
lên cánh chân vịt theo trục x, z của chân vịt bước cố định lớn hơn của cánh chân vịt 
hai bước, tại hệ số tiến J = 0,1 lực tác động lên cánh chân vịt có bước cố định theo 
trục x, z lớn hơn trên cánh chân vịt hai bước lần lượt là 1,2 % và 2,65 %. Khi hệ số 
tiến J tăng lên lực tác động theo hai trục x, z lên cánh chân vịt có bước cố định càng 
tăng so với cánh chân vịt hai bước. Tại vận tốc khai thác tương ứng với J = 0,25 lực 
tác động theo hai trục này của chân vịt có bước cố định lớn hơn cánh chân vịt hai 
bước lần lượt là 7,9% và 8,9%. Ngược lại lực tác động theo trục y lên cánh chân vịt 
hai bước lớn hơn lực trên cánh chân vịt có bước cố định tại hệ số tiến J = 0,1 lực tác 
động theo trục y lên cánh chân vịt hai bước lớn hơn lên lên cánh chân vịt bước cố 
định là 120%, tại chế độ kéo lưới với J = 0,25 giá trị này là 152%. Hình 3.24 là quy 
luật biến thiên lực tác động lên cánh chân vịt trong hai trường hợp theo các trục 
tương ứng với các hệ số tiến J từ 0,1 đến 0,5. Trong cả hai trường hợp quy luật biến 
thiên của các lực này giảm gần như tuyến tính với hệ số tiến J giá trị lớn nhất của 
các lực này đạt được tại J = 0,1, điều này phù hợp với quy luật biến thiên phân bố 
áp suất trên hai bề mặt cánh chân vịt theo hệ số tiến J được đề cập trong các tài liệu 
[12, 13]. 
 58 
Hình 3.20. Phân bố áp suất trên hai bề mặt cánh của hai chân vịt tại J = 0,15;0,25. 
Hình 3.21. Phân bố áp suất trên hai bề mặt cánh của hai chân vịt tại J = 0,35;0,45. 
 59 
Hình 3.22. Phân bố lực tác động theo trục Z trên cánh chân vịt tại J = 0,1; 0,2. 
Hình 3.23. Phân bố lực tác động theo trục z trên cánh chân vịt tại J = 0,25; 0,3; 
 60 
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
0
1000
2000
3000
4000
5000
N
 J
 Lùc t¸c ®éng lªn c¸nh ch©n vÞt cè ®Þnh theo trôc x F
x
 Lùc t¸c ®éng lªn c¸nh ch©n vÞt cè ®Þnh theo trôc y F
y
 Lùc t¸c ®éng lªn c¸nh ch©n vÞt cè ®Þnh theo trôc z F
z
x
y
z
Lùc t¸c ®éng lªn c¸nh ch©n vÞt hai bưíc theo trôc x F
Lùc t¸c ®éng lªn c¸nh ch©n vÞt hai bưíc theo trôc y F
Lùc t¸c ®éng lªn c¸nh ch©n vÞt hai bước theo trôc z F
Hình 3.24. Lực tác động lên cánh chân vịt có bước cố định và chân vịt hai bước. 
3.4.6. Tương tác chân vịt hai bước - bánh lái 
Trong mục 3.4.4 của luận án đã khảo sát đặc tính thuỷ động lực học của chân 
vịt tự do không xét tới ảnh hưởng của bánh lái với hai trường hợp là chân vịt có 
bước cố định và chân vịt hai bước. Tuy nhiên kích thước bánh lái, biên dạng bánh 
lái, và vị trí đặt bánh lái cũng có ảnh hưởng đến đặc tính làm việc của chân vịt. 
Trong phần này, dựa vào kết quả tính toán mô phỏng được trình bày trong Bảng 
3.12 - Bảng 3.17 khảo sát sự tương tác thuỷ động lực học của tổ hợp chân vịt hai 
bước - bánh lái. 
3.4.6.1. Ảnh hưởng của bánh lái đến đặc tính của chân vịt hai bước 
Hình 3.25 - Hình 3.28 là phân bố áp suất trên hai bề mặt cánh chân vịt trong 
hai trường hợp chân vịt tự do và chân vịt có bánh lái tại hai tỷ số bước H/D = 0,5; 
0,6 tương ứng với hệ số tiến J từ 0,1 - 0,4. Phân bố áp suất trên hai bề mặt cánh 
chân vịt cho thấy rằng bánh lái có ảnh hưởng đáng kể đến phân bố áp suất trên mặt 
hút và mặt đẩy cánh chân vịt. Tại mặt đẩy nó làm diện tích cánh có giá trị áp suất 
khoảng 4,8.104 Pa tại mép vào của cánh so với trường hợp chân vịt tự do, tại mặt 
hút vùng diện tích cánh có áp suất thấp từ -7,8.10-4 - 1,2.10-5 Pa tăng lên đáng kể so 
với trường hợp chân vịt tự do. Tuy nhiên sự giảm áp suất tại mặt đẩy của cánh ít 
hơn tại mặt hút của cánh, do đó sự chênh lệch áp suất trên hai bề mặt cánh chân vịt 
trong trường hợp có bánh lái lớn hơn trường hợp chân vịt tự do điều này dẫn đến hệ 
số lực đẩy chân vịt trong trường hợp có bánh lái lớn hơn hệ số lực đẩy của chân vịt 
tự do một chút. Khi hệ số tiến J tăng lên thì hệ số lực đẩy của chân vịt trong hệ 
thống chân vịt - bánh lái càng lớn hơn so với chân vịt tự do, sự khác nhau về hệ số 
 61 
lực đẩy trong hai trường hợp được trình bày trên đồ thị Hình 3.29, Hình 3.30. Tại 
điểm hiệu suất đạt giá trị lớn nhất, tương ứng với hệ số tiến J = 0,35, tỷ số bước 
H/D = 0,5 hệ số lực đẩy của chân vịt trong hệ thống chân vịt - bánh lái lớn hơn so 
với chân vịt tự do là 2,38%. Tại tỷ số bước H/D = 0,6, hệ số tiến J = 0,55 hệ số lực 
đẩy của chân vịt trong hệ thống chân vịt - bánh lái lớn hơn so với chân vịt tự do là 
4,67%. Tương tự do sự thay đổi phân bố áp suất trên cánh chân vịt do bánh lái gây 
ra nên hệ số mô men KQ của chân vịt trong hệ thống chân vịt hai bước cũng lớn hơn 
hệ số mô men của chân vịt tự do, sự khác nhau của hệ số mô men trong hai trường 
hợp tương ứng với tỷ số bước H/D = 0,5; 0,6 được trình bày trên đồ thị Hình 3.29, 
Hình 3.30. Tại tỷ số bước H/D = 0,5, hệ số tiến J = 0,35 hệ số mô men của chân vịt 
trong hệ thống chân vịt - bánh lái lớn hơn so với chân vịt tự do là 1,88%. Tại tỷ số 
bước cánh H/D = 0,6, hệ số tiến J = 0,55 hệ số mô men KQ của chân vịt tự do nhỏ 
hơn so với chân vịt trong hệ thống chân vịt - bánh lái là 2,96%. 
Sự thay đổi của hệ số lực đẩy KT và hệ số mô men KQ của chân vịt trong hệ 
thống chân vịt - bánh lái so với chân vịt tự do dưới sự tương tác thuỷ động lực học 
với bánh lái kéo theo sự thay đổi hiệu suất của chân vịt. Hiệu suất chân vịt trong hệ 
thống chân vịt - bánh lái lớn hơn hiệu suất của chân vịt tự do, hệ số tiến J tăng thì sự 
khác nhau về hiệu suất của chân vịt trong hai trường hợp càng tăng. Tại tỷ số bước 
H/D = 0,5, hệ số tiến J = 0,35 hiệu suất của chân vịt trong hệ thống chân vịt - bánh 
lái lớn hơn so với hiệu suất của chân vịt tự do là 1,2%. Tại hệ số tiến J = 0,55, tỷ số 
bước cánh H/D = 0,6 hiệu suất của chân vịt tự do thấp hơn so với chân vịt trong hệ 
thống chân vịt - bánh lái là 1,71%. Quy luật biến thiên hiệu suất chân vịt trong hai 
trường hợp được trình bày trên đồ thị Hình 3.29 - Hình 3.30. 
Hình 3.25. Phân bố áp suất trên cánh chân vịt tại H/D = 0,5; J = 0,1; 0,2. 
 62 
Hình 3.26. Phân bố áp suất trên cánh chân vịt tại H/D = 0,5; J = 0,3; 0,4. 
Hình 3.27. Phân bố áp suất trên cánh chân vịt tại H/D = 0,6; J = 0,1; 0,2. 
 63 
Hình 3.28. Phân bố áp suất trên cánh chân vịt tại H/D = 0,6; J = 0,1; 0,2. 
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
K
T
,1
0
K
Q
,
 K
T 
ch©n vÞt - b¸nh l¸i
 10 K
Q 
ch©n vÞt - b¸nh l¸i
 ch©n vÞt - b¸nh l¸i
 K
T 
ch©n vÞt tù do
 10 K
Q 
ch©n vÞt tù do
 ch©n vÞt tù do
J
Hình 3.29. Đặc tính thuỷ động lực học chân vịt tự do, và chân vịt trong hệ thống 
chân vịt bánh lái với tỷ số bước H/D = 0,5 
 64 
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
K
T
,1
0
K
Q
,
J
 K
T 
ch©n vÞt - b¸nh l¸i
 10 K
Q 
ch©n vÞt - b¸nh l¸i
 ch©n vÞt - b¸nh l¸i
 K
T 
ch©n vÞt tù do
 10 K
Q 
ch©n vÞt tù do
 ch©n vÞt tù do
Hình 3.30. Đặc tính thuỷ động lực học chân vịt tự do, và chân vịt trong hệ thống 
chân vịt bánh lái với tỷ số bước H/D = 0,6 
3.4.6.2. Đặc tính thuỷ động lực học hệ thống chân vịt - bánh lái 
Đặc tính của hệ thống là đặc tính của tổ hợp chân vịt - bánh lái, trong trường 
hợp này lực đẩy, mô men tạo ra sẽ là tổng hợp do chân vịt và bánh lái. Sau khi xác 
định được lực, mô men tổng hợp sẽ tính các hệ số thuỷ động lực học đặc trưng cho 
cả hệ thống, các hệ số thuỷ động lực học đặc trưng là hệ số lực đẩy KT, hệ số mô 
men 10KQ, và hiệu suất η của cả hệ thống tại hai tỷ số bước cánh H/D = 0,5; 0,6 sau 
khi tính toán Bảng 3.13 - Bảng 3.14. So với đặc tính của chân vịt tự do đặc tính thuỷ 
động lực học của hệ thống chân vịt - bánh lái có thay đổi không đáng kể cụ thể như 
sau: 
 Ở tỷ số bước H/D = 0,5, hệ số lực đẩy của hệ thống chân vịt - bánh lái lớn hơn 
so với chân vịt tự do khoảng 0,5%. Tại hệ số tiến J = 0,35 sự khác nhau về hệ số lực 
đẩy của hệ thống chân vịt - bánh lái so với chân vịt tự do đạt giá trị lớn nhất là 
0,475%. Tương tự hệ số mô men của hệ thống chân vịt - bánh lái cũng lớn hơn hệ 
số mô men của chân vịt tự do khoảng 1,5%, tại hệ số tiến J = 0,35 sự khác nhau về 
hệ số mô men trong hai trường hợp là 1,52%.Ở khía cạnh hiệu suất, ở vùng khai 
thác có hệ số tiến J từ 0,1- 0,25 hiệu suất của hệ thống chân vịt - bánh lái lớn hơn 
chân vịt tự do khoảng 0,2%, còn ở vùng khai thác có hệ số tiến J từ 0,3 - 0,45 hiệu 
suất của chân vịt tự do có giá trị lớn hơn khoảng 0,5%. Tại chế độ kéo lưới có vận 
tốc khai thác khoảng 5 hảilý/h, tương ứng với hệ số tiến J = 0,25, hệ số lực đẩy, hệ 
số mô men và hiệu suất của hệ thống chân vịt - bánh lái đều lớn hơn của chân vịt tự 
do lần lượt là 1,46%, 1,3%, và 0,152%. Đặc tính thuỷ động lực học hệ thống chân 
vịt - bánh lái, chân vịt tự do tại tỷ số bước H/D được trình bày trên đồ thị Hình 3.31. 
 65 
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
K
T
,1
0
K
Q
,
 K
T 
HÖ thèng ch©n vÞt - b¸nh l¸i
 10 K
Q 
HÖ thèng ch©n vÞt - b¸nh l¸i
 HÖ thèng ch©n vÞt - b¸nh l¸i
 KT ch©n vÞt tù do
 10 KQ ch©n vÞt tù do
 h ch©n vÞt tù do
J
Hình 3.31. Đặc tính thuỷ động lực học hệ thống chân vịt - bánh lái và chân vịt tự do 
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
K
T
,1
0
K
Q
,
 K
T 
HÖ thèng ch©n vÞt - b¸nh l¸i
 10 K
Q 
HÖ thèng ch©n vÞt - b¸nh l¸i
 HÖ thèng ch©n vÞt - b¸nh l¸i
 KT ch©n vÞt tù do
 10 KQ ch©n vÞt tù do
 h ch©n vÞt tù do
J
Hình 3.32. Đặc tính thuỷ động lực học hệ thống chân vịt - bánh lái và chân vịt tự do 
với tỷ số bước H/D = 0,6 
 66 
 Tại tỷ số bước H/D = 0,6 hệ số lực đẩy và hệ số mô men của hệ thống chân vịt 
- bánh lái cũng lớn hơn của chân vịt tự do. Ở chế độ chạy tự do với vận tốc khai 
thác khoảng 11 hảilý/h, tương ứng với tỷ số tiến J = 0,6 hệ số lực đẩy, hệ số mô 
men của hệ thống chân vịt - bánh lái lớn hớn của chân vịt tự do lần lượt là 1,83% và 
2,5%. Hiệu suất của hệ thống chân vịt - bánh lái lớn hơn của chân vịt tự do khi khai 
thác ở hệ số tiến J từ 0,1 - 0,3 khoảng 0,9%, còn khi khai thác ở dải vận tốc lớn hơn 
với hệ số tiến J từ 0,35 - 0,7 thì hiệu suất của chân vịt tự do có giá trị lớn hơn. Đặc 
tính thuỷ động lực học của chân vịt tự do và hệ thống chân vịt - bánh lái tại tỷ số 
bước H/D = 0,6 Hình 3.32. 
3.4.6.3. Đặc tính thuỷ động lực học của bánh lái trong hệ thống 
Bánh lái đặt sau chân vịt, dòng chảy sau khi qua chân vịt sẽ tương tác với bánh 
lái, do dòng chảy qua chân vịt có trường phân bố vận tốc không đồng đều cả về giá 
trị và hướng Hình 3.33 nên nó sẽ sinh ra sự phân bố áp suất bất đối xứng trên hai 
phía của bánh lái, ở cùng hệ số tiến J khi tỷ số bước cánh chân vịt tăng lên thì sự 
chênh lệch áp suất giữa hai bề mặt của bánh lái tăng lên, phân bố áp suất trên hai 
mặt của bánh lái tại hai tỷ số bước H/D = 0,5; 0,6 tương ứng với tỷ số J từ 0,1 - 0,4 
Hình 3.34, Hình 3.35. Sự bất đối xứng về phân bố áp suất trên hai bề mặt bánh lái 
làm xuất hiện trên bánh lái một lực thuỷ động vuông góc với mặt phẳng đối xứng 
của bánh lái, nghĩa là trên bánh lái ngoài lực cản còn xuất hiện lực tác động vuông 
góc với mặt phẳng đối xứng của tàu, lực này làm tàu chuyển động theo quỹ đạo là 
đường zig zag. 
Lực cản tác động lên bánh lái tăng lên khi hệ số tiến J tăng lên, quy luật biến 
thiên của lực cản gần như tăng tuyến tính với hệ số tiến J, lực cản tác động lên bánh 
lái ở các tỷ số tiến J khác nhau tương ứng với tỷ số bước cánh chân vịt H/D = 0,5 
Hình 3.36. Tại chế độ kéo lưới của tàu, tương ứng với J = 0,25 lực cản tác động lên 
bánh lái là 44N. 
Hình 3.33. Trường dòng bao quanh bánh lái 
 67 
Hình 3.34. Phân bố áp suất trên hai mặt bánh lái tại H/D = 0,5 
Hình 3.35. Phân bố áp suất trên hai mặt bánh lái tại H/D = 0,6 
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
-50
0
50
100
150
L
ù
c
 c
¶
n
 N
HÖ sè tiÕn J
 Lùc c¶n t¸c ®éng lªn b¸nh l¸i
Hình 3.36. Lực cản tác động lên bánh lái với tỷ số bước H/D = 0,5 
 68 
Kết luận chương 3: 
Dưới đây là tóm tắt nội dung của chương này: 
 Tính toán thiết kế biên dạng cánh chân vịt hai bước trang bị cho tàu cá đánh bắt 
xa bờ sử dụng lưới kéo có công suất máy 155CV có đường kính phù hợp là 1m, tỷ 
số bước tại chế độ kéo lưới H/D = 0,5, tỷ số bước ở chế độ chạy tự do là H/D = 0,6, 
vận tốc khai thác là 11 hải lý/h tương ứng với góc xoay cánh so với chế độ tính toán 
thiết kế ban đầu 60 đó là cơ sở quan trọng để tính toán hệ thống điều khiển bước 
cánh; 
 Mô phỏng chân vịt hai bước với các tỷ số H/D=0,5 và H/D=0,6 xây dựng 
đường đặc tính thủy động lực học cho chân vịt hai bước vừa thiết kế; 
 Ở chế độ kéo lưới hệ số lực đẩy, hệ số mô men, hiệu suất của chân vịt có bước 
cố định cao hơn chân vịt hai bước lần lượt là 5,82%, 4,85% và 1,25 %. Tuy nhiên ở 
chế độ chạy tự do chân vịt hai bước hoạt động ở tỷ số bước cánh H/D = 0,6 có hiệu 
suất cao hơn chân vịt có bước cố định là 16,5% hơn nữa nó còn cho phép tàu khai 
thác ở vận tốc lớn gấp 1,5 lần vận tốc khai thác với chân vịt có bước cố định với 
cùng công suất máy chính. Tổng hợp c