Peräsimen nostovoimaa
L voidaan arvioida seuraavalla kaavalla:
L = 0.5 *
ρ *
C_L *
A_R *
V_R²
jossa
-
ρ on meriveden tiheys (Itämerellä yleisesti 1.005 t/m³)
-
C_L on nostovoiman dimensioton kerroin; ks. alla
-
A_R on peräsimen projisoitu pinta-ala neliömetreissä (korkeus a * pituus b)
-
V_R on peräsimelle tulevan virtauksen nopeus (m/s)
Nostovoiman yksikkö on tässä kilonewton.
Nostovoimakertoimen
C_L voidaan arvioida seuraavalla kaavalla:
C_L = [2*π*
Λ*(
Λ+1)]/(
Λ+2)² * sin(
δ)
jossa
-
Λ on peräsimen muotoa kuvaava dimensioton pinta-alasuhde
b²/
A_R
- δ on kulma, jossa virtaus tulee peräsimelle (eli peräsinkulma mikäli aluksen mahdollinen sortokulma jätetään huomiotta)
Suunnittelutoimiston sivuilla olevasta sivuprofiilista voimme mitata peräsimen korkeudeksi
a noin 5.4 m ja pituudeksi
b noin 4.1 m. Tällöin saadaan
A_R = 22.14 m² ja
Λ = 0.76. Jälkimmäisen avulla edellä kuvattu nostovoimakertoimen kaava voidaan sieventää muotoon
C_L = 1.1 * sin(
δ).
Tässä vaiheessa tulee huomioida, että kuvassa näkyvän Becker-läppäperäsimen nostokerroin on pienillä ohjauskulmilla huomattavasti perinteistä peräsintä korkeampi. Mikäli yllä olevalla kaavalla laskettua nostokerrointa verrataan
tämän paperin kuvassa 6 esitettyyn käyrään, havaitaan, että 5 asteen peräsinkulmalla läppäperäsimen nostokerroin on yli 50 % korkeampi ja 10 asteen peräsinkulmallakin vielä noin 40 % korkeampi. Nostovoimakerroin onkin siis muotoa
C_L =
k(
δ) * 1.1 * sin(
δ)
jossa tuo k(
δ) olkoot tässä tarkastelussa jonkinlainen "Becker-kerroin" ja edellä kuvatun mukaisesti k(5°)=1.5.
Nyt meillä on kasassa kaikki "palikat" paitsi peräsimelle tulevan virtauksen nopeus. Tämän alaraja on luonnollisesti aluksen kulkunopeus, 10 solmua, mutta toisaalta peräsin on suoraan 5.6-metrisen potkurin takana. Oletetaan, että virtaus on tässä kiihtynyt 50 % eli peräsimelle tulevan virtauksen nopeus olisi 15 solmua eli 7.7 m/s.
Viiden asteen peräsinkulmalla C_L = 1.5 * 1.1 * sin(5°) ≈ 0.144.
Siispä:
L = 0.5 * 1.005 * 0.144 * 22.14 m² * (7.7 m/s)² ≈ 95 kN ≈ 9.7 t
Kun huomioidaan 75 metrin momenttivarsi, saadaan alusta kääntäväksi momentiksi 726 tonnimetriä.
Mikäli oletetaan Becker-kerroin vakioksi (1.5) pienillä peräsinkulmilla, 600 tonnimetrin momentti saavutetaan jo 4.2 asteen peräsinkulmalla.
Tässä jäi nyt huomioimatta käännetyn peräsimen aiheuttama lisävastus. Periaatteessa se pienentää tarvittavaa ohjauskulmaa, koska se on "pois" edellä lasketusta ankkurin hinausvoimasta.