www.kateralodki.ru
 
 
 

Движение и скорость судна

Скорость хода измеряется расстоянием, которое проходит судно в единицу времени, и выражается в км/ч на внутренних водных путях, в узлах (милях/ч) в морских условиях плавания и в м/с при расчетах ходкости и при проведении модельных испытаний.

При движении на корпус судна действует сопротивление воды R, которое состоит из сопротивления давлений RД и сопротивления трения RТ: т. е. R = RД + RТ.

Сопротивление трения RД является следствием того, что между смоченной поверхностью корпуса и окружающей водой вследствие ее, пусть и небольшой, вязкости существует определенное сцепление. В результате возникает зона обтекания, увлекаемая вслед за движением судна: в пределах длины корпуса пограничный слой, а за кормой попутный поток.

Основная часть RД на спокойной воде обусловлена, во-первых, волнами, возникающими, когда корпус судна как бы «вспахивает» поверхность воды, образуя системы поперечных и расходящихся волн. Во-вторых, при обтекании некоторых участков корпуса вследствие больших перепадов давления возможны явления отрыва потока с образованием вихрей, переходящих в вихревые дорожки за кормой. Этим влияниям соответствует разделение RД на две составляющие — волновое сопротивление RB и сопротивление формы RФ. Надбавкой к RФ служит сопротивление подводных выступающих частей, в том числе рулей, скуловых килей, реданов, и конструкций, поддерживающих привод движителей. На высоких скоростях возникают такие эффекты, как образование брызговой пелены и пенного следа, которые также вносят вклад в RФ.

С течением времени, по мере разрушения защитного покрытия корпуса, его поверхность становится шероховатой, от чего увеличивается сопротивление трения RT, что также учитывается соответствующей надбавкой. Если периодически не обновлять покрытие корпуса, в частности, окраску, такая надбавка может достигать заметных величин (до 40 %).

Дополнительно движению судна препятствуют:

  • воздушное (аэродинамическое) сопротивление от воздействия на надстройки встречного потока воздуха и ветра;
  • сопротивление взволнованной поверхности воды с учетом отражения волн и качки;
  • сопротивление из-за влияния ограниченной глубины воды на трассе движения судна.

Чем меньше сопротивление корпуса, тем большую скорость упор движителя сообщает судну. Поэтому скорость движения зависит не только от мощности мотора, но и от параметров формы корпуса, от соотношения размерений судна, а также от площади и качества подводной (смоченной) поверхности корпуса.

При движении с постоянной скоростью величина упора равна величине сопротивления воды. Физический смысл и характер этой зависимости зависит от режима движения.

Относительная скорость. Чтобы подразделить режимы движения, требуется введение такого параметра, как относительная скорость. Он удобен тем, что позволяет определить границы режимов движения судна, а также сопоставлять между собой по режиму движения суда с различной длиной. Существует много вариантов представления относительной скорости, но в любом случае мы имеем дело с отношением скорости судна к квадратному корню из величины характерного линейного размера корпуса, например,Vk/√L, где Vk — скорость в км/ч, a L — длина корпуса по палубе в метрах.

Режимы движения. Различают три основных режима движения: водоизмещающий, переходный и глиссирующий.

В водоизмещающем режиме судно движется без заметного изменения осадки и дифферента. В балансе сопротивления на малых скоростях преобладает сумма RT + RФ, а при нарастании скорости увеличивается доля RB. Скорость хода оценивается по формуле: Vk ≤ 5√L.

В глиссирующем режиме на первое место выходит динамическая сила поддержания, которая заставляет судно практически полностью выходить из воды. В структуре сопротивления снова главенствует сумма RT + RФ, с существенным дополнением в виде аэродинамического сопротивления RA. При этом Vk ≥ 15√L.

В переходном режиме, в полном соответствии с этим определением, происходит переход от ситуации в водоизмещающем режиме к ситуации в глиссирующем режиме, a Vk меняется в широких пределах: Vk = (5...15)√L.

Эти положения поясняет рисунок 2.10., на котором приведен пример зависимости мощности двигателя быстроходного судна N, потребляемой на движение, от относительной скорости движения.

Рис. 2.10. График зависимости удельной мощности от относительной скорости

На графике 2.10. видно как растет потребляемая мощность с увеличением скорости водоизмещающего судна. В переходном режиме, когда корпус начинает подниматься из воды и сопротивление, особенно волновое, нарастает медленнее, скорость увеличивается с незначительным приростом мощности. При переходе в режим чистого глиссирования скорость нарастает почти без увеличения мощности за счет резкого уменьшения сопротивления. На режиме глиссирования сопротивление и потребляемая мощность продолжают нарастать, но уже по более пологой кривой.

 
 
Copyright © 2008 ИП Гараев З.М.
Тел.: (8552) 77-36-15, 77-77-94
лодка казанка reklama


Cоздание сайтa Вебцентр CMS SiteEdit


 
   
   
  Rambler's Top100