СОПРОТИВЛЕНИЕ ВОДЫ ДВИЖЕНИЮ СУДОВ

СОПРОТИВЛЕНИЕ ВОДЫ ДВИЖЕНИЮ СУДОВ

Сопротивление воды разделяют на три части, обусловленные природой их возникновения.

Сопротивление трения распространяется на сравнительно узкий слой воды, непосредственно прилегающей к наружной поверхности корпуса. Частицы воды, непосредственно смачивающие поверхность корпуса, увлекаются в движение с этой поверхностью и в свою очередь вовлекают в движение соседние частицы. Наибольшая скорость сообщается самым близким к поверхности корпуса частицам, другие частицы по мере удаления от поверхности корпуса обладают' уменьшающейся скоростью. На некотором удалении от корпуса движение частиц воды прекращается. Слой воды, в котором наблюдается движение частиц воды, вызванное трением поверхности корпуса, называют пограничным слоем.. Под действием сил вязкости и вследствие значительного перепада скоростей в этом слое возникают касательные напряжения, передающиеся на обшивку корпуса. Горизонтальная проекция равнодействующей этих касательных напряжений называется сопротивлением трения.

Сопротивление формы (вихревое сопротивление). За кормовой оконечностью судна наблюдается движение воды, совпадающее с направлением движения судна и сопровождающееся интенсивным вихреобразованием. Эта зона воды называется вихревым попутным потоком. Вихревой попутный поток связан по своему происхождению с вязкостью жидкости и является своеобразным продолжением пограничного слоя, который, достигнув места резкого сужения в кормовой оконечности, отрывается от корпуса. Образование области отрыва связано с понижением давления внутри попутного потока и, следовательно, на кормовой оконечности, откуда этот поток берет начало. Снижение давления в кормовой части приводит к увеличению горизонтальной проекции равнодействующей давлений, направленной в сторону кормы, и появлению второй составляющей общего сопротивления— сопротивления формы, называемого также вихревым сопротивлением. Эта часть сопротивления существенно зависит от формы кормовой оконечности, от того, насколько круто ее сужение. При плохо обтекаемой кормовой оконечности происходят очень ранний отрыв пограничного слоя и образование попутного потока большой ширины и интенсивности.

Волновое сопротивление возникает вследствие образования движущимся судном системы волн. Появление волн приводит к перераспределению давлений по длине корпуса. Проекция равнодействующей этих давлений на направление движения судна является волновым сопротивлением.

Составные части сопротивления имеют различный удельный вес в общем сопротивлении и зависят от размеров судна, его формы и скорости движения. С увеличением скорости движения каждая из трех частей сопротивления возрастает, но не одинаково: сопротивление трения возрастает пропорционально скорости в степени несколько ниже второй; сопротивление формы — приблизительно пропорционально второй степени скорости; волновое сопротивление связано со скоростью сложной зависимостью, оно возрастает пропорционально примерно четвертой степени скорости.

Сопротивление формы и волновое сопротивление зависят от ряда факторов, учесть которые трудно, поэтому эти две составляющие сопротивления часто объединяют под общим названием остаточного сопротивления R0ct, представляющего собой разность между общим сопротивлением R и сопротивлением трения RТр. При этом полное сопротивление воды выражают двучленной формулой вида

R = RtP+Roct

Количественная оценка сопротивления воды имеет огромное практическое значение для судовых тяговых расчетов и представляет весьма сложную задачу.

содержание .. 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 ..