Одновременно с образованием одиночных (спутных) волн по мере приближения к критической скорости возникает дифферент судна на корму и возрастает его средняя осадка, что при малых H/dсоздает угрозу удара судна о дно водоема или даже временного „присоса" его к грунту. Примерный характер изменения дифферента и осадки судна иллюстрируют кривые, приведенные в нижней части рис. 5.8.
В закритической области одиночные носовая и кормовая волны разбиваются на веерообразные пучки расходящихся волн, обращенных выпуклостью наружу. При этом площадь сектора, охваченного волнами, убывает с ростом скорости, сопротивление воды уменьшается и примерно при
становится равным сопротивлению на глубокой воде. При дальнейшем увеличении скорости сопротивление на мелководье оказывается меньше, чем на глубокой воде, что объясняется главным образом исчезновением поперечных волн, игравших основную роль в образовании волнового сопротивления.
Стесненность фарватера влияет не только на значение сопротивления, но и на посадку судна, на его маневренные качества, поэтому важно выделить долю каждой составляющей сопротивления движению на мелководье, чтобы иметь возможность учесть их влияние на судовождение. Анализ исследований позволил построить график, характеризующий границы влияния мелководья на вязкостное и волновое сопротивления
10. Буксировочная мощность. Пропульсивный коэффициент.
Буксировочная мощность судна- Мощность, необходимую для преодоления силы сопротивления при буксировке с заданной скоростью, называют буксировочной мощностью EPS (Effective Pferde Starke), которая равна (в кВт):
EPS = Rυ.
Пропульсивный коэффициент. Совершенство гидродинамического комплекса движитель - корпус судна принято характеризовать так называемым пропульсивным коэффициентом η, который определяется отношением буксировочной мощности судна EPS=Rυ=Реυ к мощности Np=Mpω, затрачиваемой на вращение гребного винта:
Здесь ω - угловая скорость вращения винта. Подставляя в формулу Г(05) уже известные выражения Ре = Р(1 - t) и υ = υр/(1 - ψ) и учитывая коэффициентом i=i1 /i2влияние неравномерности потока в диске винта, получаем:
где
Коэффициент влияния корпуса
11. Способы уменьшения сопротивления воды и его отдельных составляющих.
Сопротивление формы – Давление в кормовой части судна уменьшается и, следовательно, появляется результирующая нормального давления, направленная в сторону, противоположную движению судна. Эта результирующая и является сопротивлением формы судна. Поскольку величина сопротивления формы зависит от интенсивности вихреобразования, то его часто называют вихревым сопротивлением.
Величина сопротивления формы в значительной мере зависит от степени обтекаемости тела, а также от характера обтекания: при ламинарном режиме течения в пограничном слое его отрыв наступает раньше, чем при турбулентном режиме. Это объясняется меньшей скоростью, а следовательно, и меньшей кинетической энергией частиц жидкости вблизи поверхности тела.
У хорошо обтекаемых тел и судов с большим удлинением и заостренной кормовой оконечностью запас кинетической энергии частиц жидкости может оказаться достаточным для одновременного преодоления как сил трения, так и возрастающего давления на пути от миделя к корме, и отрыва пограничного слоя может не произойти. В этом случае пограничный слой в кормовой оконечности плавно сходит с поверхности тела, превращаясь в спутную струю, но при этом линии тока все, же отклоняются от поверхности тела, причем это отклонение с ростом толщины пограничного слоя увеличивается по мере приближения к корме. Изменение картины линий тока по сравнению с картиной, которая наблюдается при обтекании тела идеальной жидкостью, приводит к изменению местных скоростей обтекания, а следовательно, и давлений. Вследствие перераспределения давлений их результирующая вдоль потока становится отличной от нуля, представляя собой сопротивление формы хорошо обтекаемого тела.
Сопротивление трения – В процессе эксплуатации корпус судна подвергается коррозии, что приводит к вспучиванию краски и увеличению шероховатости корпуса. Помимо этого корпус судна обрастает животными организмами -зоопланктоном и водорослями. Все эти явления увеличивают эксплуатационную шероховатость обшивки корпуса и соответственно ведут к существенному снижению скорости судна, увеличению потребной мощности, повышению расхода топлива, В качестве мер борьбы с эксплуатационной шероховатостью используют специальные долгосрочные лакокрасочные покрытия, в том числе самополирующиеся. Суда, которые плавают в тропической зоне и интенсивно обрастают, подвергаются дополнительно подводной междоковой очистке без вывода их из эксплуатации.
Изложенное свидетельствует о том, что сопротивление трения, в частности шероховатость обшивки корпуса, характеризующая величину сопротивления трения, весьма существенно влияет на эксплуатационные качества судна, определяя его технические и коммерческие показатели.
Сопротивление волновое - Резкое увеличение волнового сопротивления с ростом относительной скорости является весьма неблагоприятным фактором, сдерживающим рост скоростей судов.
Снижение волнового сопротивления в настоящее время осуществляется практически на основе двух принципов: его избежания и погашения. Принцип избежания предусматривает отдаление корпуса судна от поверхности воды путем погружения его под воду или подъема его над поверхностью воды. В первом случае степень уменьшения волнового сопротивления зависит от глубины погружения. Принцип погашения предусматривает обеспечение благоприятной интерференции носовой и кормовой групп поперечных волн. Теоретически уменьшение волнового сопротивления объясняется возникновением положительной интерференции. При рациональном выборе относительного поперечного сечения бульба и его удлинения можно получить благоприятную интерференцию.
Основным крупным недостатком пассажирских судов с бульбообразными носовыми обводами являлась несколько более стремительная килевая качка на волнении, что при отсутствии успокоителей качки ограничивало строительство таких судов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.