Сопротивление движению судна

Корпус, движущийся в воде, испытывает сопротивление воды и воздуха, препятствующее его движению.

Сопротивление воды складывается из сопротивления трения, формы (вихревого) и волнового сопротивления. Если внимательно пронаблюдать за движущейся моделью, то можно заметить, что часть воды движется вместе с ней. Модель, даже если ее днище совершенно гладкое, во время движения сопровождает слой воды. При малых скоростях поток воды, обтекающий днище, имеет упорядоченное движение (это ламинарный поток), а при высоких скоростях — беспорядочное (турбулентный поток).

Закон, определяющий величину сопротивления трения, был получен Фрудом. Он установил, что сопротивление зависит от размеров подводной части корпуса, состояния наружной поверхности и пропорционально квадрату скорости. Более длинная подводная часть имеет меньшее удельное сопротивление, чем более короткая. Более шероховатая поверхность создает большее трение, чем более гладкая.

При повышении скорости не только значительно увеличивается сопротивление трения, но и образуются волны, на что затрачи вается ощутимая доля мощности. Это приходится учитывать при скоростях более 5—6 км/ч. Высота создаваемых волн в основном зависит от длины и щирины корпуса судна: более короткий корпус вызывает волны большей высоты, чем более длинный.

Величина вихревого сопротивления зависит от формы тела, способствующей образованию завихрений в потоке в кормовой части судна: завихрения уменьшают давление на корму судна и, следовательно, увеличивают сопротивление движению. Вихревое сопротивление возрастает с увеличением скорости.

Таким образом, сопротивление движению модели в воде пропорционально плотности среды (воды), поперечному сечению модели по мидель-шпангоуту, размерам и форме корпуса и состоянию его подводной поверхности, а также квадрату скорости. Для уменьшения сопротивления желательно, чтобы подводная часть корпуса по отношению к ширине была бы довольно длинной. Обводы, образующие нос, корму и среднюю часть корпуса, должны быть плавными, если нужно уменьшить возникновение волн и завихрений. Важно и состояние внешней поверхности корпуса: она должна быть совершенно гладкой.

Ветер тоже действует на корпус судна и его вооружение. Он вызывает сопротивление движению, хотя и в меньшей степени, чем вода. Для уменьшения воздушного сопротивления у моторных и спортивных моделей надводные формы корпуса делают обтекаемыми, а у парусных моделей и мачты должны иметь обтекаемое поперечное сечение, кроме того, на них, по возможности, уменьшают стоячий такелаж.

Наконец, нельзя забывать, что и судовые винты вызывают в воде вихревые потоки, которые накладываются на завихрения, вызываемые корпусом судна. Это увеличивает сопротивление движению ^. Необходимо следить, чтобы упор движителя модели совпадал с осью корпуса. В противном случае модель начнет двигаться под углом к диаметральной плоскости и сопротивление воды резко возрастет. Такое боковое движение называют дрейфом. Чтобы уменьшить его, многие корпуса выполняют с постоянными или выдвижными килями — швертами. Кили противодействуют боковому смещению и помогают удерживать судно на курсе.

Предыдущая глава Оглавление Следующая глава