Расчет сопротивления воды движению судна при трёх значениях скорости (или чисел Фруда) выполняется одним из приближенных способов, основанных на использовании данных о коэффициентах волнового или статочного сопротивления судов-прототипов. По результатам расчетов строятся графики зависимости сопротивления воды от скорости движения судна на глубокой воде.
Расчет сопротивления на тихой воде.
На любое тело, движущееся в жидкости, действует сила сопротивления. Ее можно представить в виде:
R=RF+RVP+RW+RA+RAP+RAA, кН (2.1)
где: R-полное сопротивление, кН
RF-сопротивление трения, кН
RVP-сопротивление формы, кН
RW-волновое сопротивление, кН
RA-сопротивление шероховатости судна, кН
RAP-сопротивление выступающих частей, кН
RAA-воздушное сопротивление, кН
Из курса гидромеханики известна общая формула сопротивления:
где: С-коэффициент полного сопротивления судна
Ω-площадь его смоченной поверхности, м2
По аналогии с формулой (2.1) можно коэффициент полного сопротивления представить в виде:
С=СF+СVP+СW+СA+СAP+СAA,
где: СF-коэффициент сопротивления трения
СVP-коэффициент сопротивления формы
СW-коэффициент волнового сопротивления
СA-коэффициент шероховатости
СAP-коэффициент выступающих частей
СAA-коэффициент сопротивления воздуха
При расчетах делается допущение, что коэффициент вязкостного сопротивления
СV=CFo+CVP+CΔF (2.4)
где: СFo-коэффициент трения пластины
СVP-коэффициент сопротивления формы
СΔF-коэффициент сопротивления добавки на обводы
состоит из двух частей. Первая, из которых основная. СFo-определяется числом Рейнольдса и находится по формуле:
ф. Прандля-Шлихтинга
Вторая часть менее значимая (СVP+CΔF) определяется числом Фруда, так же как и СW, следовательно, их можно объединить в так называемый коэффициент остаточного сопротивления:
СR=СW+СVP+CΔF
Для его расчета используем один из известных способов.
Метод может быть использован для одно- и двухвинтовых судов с V-образными бульбовыми обводам носовой оконечности.
Коэффициент остаточного сопротивления:
СRO=ƒ(δ;Fr);
;
Все расчеты заносятся в таблицу 6.1
Коэффициент сопротивления шероховатости определяется по таблице:
|
Длина судна, м |
Коэффициент СA∙103 |
|
50-100 150-210 210-250 |
0,4-0,3 0,2 0,1 |
Коэффициент сопротивления выступающих частей находят по таблице:
|
Двухвинтовые суда | |||
|
К-т общей полноты, δ |
Кол-во рулей |
К-т СAP∙103 | |
|
0,55-0,6 0,60-0,7 |
1 2 1 2 |
0,45 0,60 0,40 0,55 | |
|
Одновинтовые суда | |||
|
Длина судна, м |
Коэффициент СAP∙103 | ||
|
50-130 130-200 200-400 |
0,15 0,10 0,05 | ||
Коэффициент воздушного сопротивления на тихой воде принимают равным: СAA=0