Сопротивление воды и воздуха движению судна

На судно неподвижно стоящее в воде, действуют силы давления, равнодействующая которых равна силе тяжести судна и направленная противоположно ей (рисунок 1.2). При движении судна равнодействующая сил давления Р отклоняется от вертикального положения, а точка её приложения смещается по ДП в нос.

Рисунок 1.2 - Схема сил, действующих на судно.

Равновесие системы не нарушится, если к центру тяжести судна О приложить две противоположно направленные силы Р₁ и Р₂ равные по величине и параллельные Р. Полученная пара сил Р и Р₁создаст момент, вызывающий дефект на корму.

Разложенная по взаимно перпендикулярным осям сила Р₂ образует составляющие Q и R.

Q-называют гидродинамической силой поддержания.

R-сопротивление воды; направлена противоположно движению судна.

Сопротивление воды R преодолевается силой упора движетеля, что вызывает давление R . Силы вязкости воды на границе с корпусом создают касательные силы R .

.

Тогда

. (1.1)

, (1.2)

где - коэф. сопротивления терния гладкой пластины = 0,0315Rе ,

Rе- число Рейнольдса ,

-скорость судна, м/с,

L-длина судна по ГВЛ, м,

-кинетическая вязкость воды при t=4 ,

-коэф.кривизны корпуса, при L/В=6 =1,04, при L/В=12 =1,01,

у сварных судов коэффициент шероховатости корпуса судна,

-плотность морской воды.

S-смоченная поверхность судна,

, (1.3)

где L,В,Т- длина между перпендикулярами, ширина и осадка судна, м.

-коэф. полноты.

V- водоизмещение, м.

-определяют методом механического подобия Фруда (моделирование) или по методу Кабачинского.

, (1.4)

где с = (2-4) и определяется по графикам Кабачинского.

Мощность необходимая для преодоления сопротивления R и сообщения судна скорости называется буксировочной. ; кроме того, необходимо учитывать сопротивление воздуха движению судна:

, (1.5)

где -для воздуха;

;

S-парусная поверхность судна, .

,

где в, h-ширина и высота надстроек, м.