Составляющие сопротивления движению судна на спокой ной воде
Равномерное прямолинейное движение судна характеризуется равенством тяги винта силам сопротивления воды. Вода обладает свойствами вязкости и весомости, которые обусловливают два вида сопротивлений: вязкостное и волновое. Как показывают исследования, вязкостное сопротивление имеет две составляющие: трения и формы.
Соотношение всех составляющих полного сопротивления для транспортных судов с различными коэффициентами полноты водоизмещения при плавании на глубокой воде показано на рис. 1.1.
Из диаграммы, помещенной на рисунке, видно, что составляющие вязкостного сопротивления являются преобладающими. На вязкостное сопротивление преимущественное влияние оказывают площадь и шероховатость смоченной поверхности корпуса, а сопротивление формы зависит еще и от обводов судна. По мере обрастания корпуса вязкостное сопротивление возрастает, увеличиваясь в 1,5—2 раза. Характер и интенсивность обрастания зависят от района плавания и времени года. Особенно интенсивно оно происходит во время стоянки судов в портах тропической зоны. Потеря скорости от обрастания в междоковый период может составлять 20—30%.
Рис. 1.1. Соотношения между составляющими сопротивления для транспортных судов
Волновое сопротивление связано по своей природе с образованием корабельных волн, возникающих в силу взаимодействия корпуса движущегося судна с окружающей его водой. Корабельные волны состоят из двух систем волн: у форштевня развивается носовая система волн, у ахтерштевня — кормовая. Каждая из них состоит из расходящихся и поперечных волн (рис. 1.2). Расходящиеся волны имеют короткий фронт и располагаются уступом. Если соединить середины гребней волн прямой линией, то она составит с диаметральной плоскостью судна угол α=18÷20°, а направление самих гребней волн — угол 
.Кормовые расходящиеся волны меньше носовых и едва заметны. Поперечные волны располагаются фронтом поперек судна и не выходят за пределы расходящихся волн. Высота поперечных волн убывает от носа к корме. Носовая волна начинается гребнем, расположенным сразу за форштевнем. Первая кормовая волна всегда начинается впадиной, захватывающей кормовую оконечность. Поэтому в носовой части судна давление будет больше, чем в кормовой. За счет разницы этих давлений образуется волновое сопротивление, на величину которого оказывает влияние интерференция поперечных корабельных волн, заключающаяся в том, что носовые волны, достигнув кормовых, накладываются на них. Этот процесс зависит от скорости и длины судна. При неблагоприятной интерференции подошва носовой волны накладывается на подошву первой кормовой волны, в результате чего амплитуда суммарной волны увеличивается, а ее рельеф становится более крутым. Понижение давления в кормовой части при этом приводит к увеличению волнового сопротивления.
|
|
|
|
|
|
Снижение волнового сопротивления происходит за счет придания корпусу надлежащих обводов и соотношений главных размерений судна, соответствующих минимуму волнового сопротивления, и применения устройств для уменьшения корабельных волн, так называемых интерферирующих устройств, способствующих образованию дополнительных волн, которые, взаимодействуя с системой волн судна, уменьшают их. На транспортных судах в качестве интерферирующих устройств используются бульбы.
Полное сопротивление воды движению судна
Полное сопротивление воды движению судна является характеристикой корпуса, на основе которой производится расчет движителей и силовой установки. При проектировании судов полное сопротивление определяют с помощью эксперимента на моделях спересчетом результатов испытаний на натуру. Для решения практических задач, например при расчетах, связанных с буксировкой, сопротивление воды принимают пропорциональным квадрату скорости судна:
(1.1)
где коэффициент пропорциональности Кк является гидродинамическим коэффициентом сопротивления, зависящим от осадки судна и степени обрастания корпуса. Гидродинамический коэффициент судна при данном его состоянии не сохраняется постоянным с уменьшением скорости он несколько возрастает.
В качестве примера зависимости сил сопротивления воды от скорости для судов различного водоизмещения приведены на рис. 1.3.
Дата добавления: 2019-09-08; просмотров: 324; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!