Типы спортивных судов Устройство спортивных судов Катерные двигатели Правила плавания Общая лоция Основы спасательного дела Клининг на водных судах Полезные ссылки Полезные статьи
 

Пособие для водителей катеров, яхт, лодок, судов, водного транспорта

22.05.2015 20:01
дата обновления страницы

Ходкость спортивного судна.

Раньше чем перейти к рассмотрению вопросов ходкости, остановимся на классификации судов по принципу движения, для чего обратимся к показателю Р =  весу, приходящемуся на одну лошадиную силу мощности силовой установки, где D - полное водоизмещение в кг, а N - мощность силовой установки в л. с. Рассмотрим три случая:

р " 10 кг/л. е.; /7=10-30 кг/л. е.; р " 30 кг/л. с.

Кроме того, подразделим суда на три категории быстроходности: до 20 км/час, от 20 до 40 км/час и свыше 40 км/час. Это скоростное подразделение относится к небольшим катерам длиной до 10 м и водоизмещением до 5 т.

Установлены определенные зависимости (рис. 24) между величиной сопротивления воды движению судов и скоростью для различных типов мелких судов. Кривая I относится к водоизмещающим круглодонным судам с малой скоростью хода, которые на ходу почти не меняют своей осадки и дифферента. Такие суда называются водоизмещающими, или плавающими. Ватерлинии, шпангоуты и батоксы у подобных катеров образованы плавными кривыми. Кривая II относится к более быстроходным судам - полуглиссерам, которые частично скользят по поверхности воды, имея некоторый дифферент на корму. В поперечном сечении их обводы напоминают латинскую букву V (отсюда название "V-образные катера"). Переход линии борта в днище имеет резко выраженный излом - скулу.

Кривая III относится к быстроходным судам - глиссерам, полностью скользящим по поверхности воды при значительно уменьшенной по сравнению с первоначальной осадкой. В поперечном сечении корпуса глиссеров также имеют V-образную форму, но они характерны уступом на днище, называемым реданом.

Кривая IV относится к судам на подводных крыльях. Сущность движения судов по воде по принципу скольжения (глиссирования) заключается в следующем. Представим себе, что днище глиссера составлено из двух пластин, расположенных под некоторым углом а к поверхности воды (рис. 24 и 25,Л). При движении на пластины днища действуют силы Р. Эту силу можно разложить на две составляющие: Р\ и Pi-Сила Р1 направлена в сторону, обратную движению, и оказывает сопротивление движению.

Рис. 24. Изменение величины сопротивления мотосудов с различными типа ми обводов в зависимости от скорости хода: I - круглодонный катер; II - v-образный катер; III-глиссер; IV-катер на подводных крыльях

Рис. 25. А - силы, действующие на глиссирующую пластинку; Б - обтекание профиля подводного крыла

Под действием силы Р2, направленной вертикально вверх, судно (глиссер) начнет подниматься на поверхность воды. Чем больше скорость движения, тем больше составляющая Р2, называемая подъемной силой. Если начальная ГВЛ проходила на осадке Г, то при достижении высокой скорости судно будет двигаться почти по поверхности воды с новой, значительно меньшей, осадкой и с незначительным дифферентом на корму.

Кривая 1 (рис. 24) показывает, что сопротивление движению на участке скоростей до 20 км/час меньше, чем у судов трех других типов, но по мере увеличения скорости сопротивление быстро возрастает.

Из кривой II видно, что на участке до 20 км/час сопротивление больше, чем у кривой I, но на участке 20 км/час и выше сопротивление меньше, чем у кривой I. Кривая III имеет наибольшее сопротивление на участке до 30 км/час, но рост сопротивления на более высоких скоростях меньше, чем у кривых I и II.

На основании изложенного можно сделать вывод: три судна при равной мощности двигателя с близкими главными размерениями, но различные по принципу движения и форме корпуса будут иметь скорости, почти вдвое различные для водоизмещающего и глиссирующего судна. Полускользящее же судно разовьет промежуточную между этими судами скорость.

Водоизмещающие суда применяются там, где скорость имеет второстепенное значение, а главными факторами являются экономичность и грузоподъемность. К таким судам относятся катера для дальнего туризма, грузовые, буксирные и тому подобные транспортные катера. Одним из основных их качеств является хорошая мореходность.

Полускользящие катера применяются на средних скоростях порядка 20-40 км/час. Эти суда обладают достаточной мореходностью, хорошей управляемостью, но грузоподъемность их меньше круглодонных. Полускользящие катера используются для спортивных и разъездных целей.

Скользящие суда, или глиссеры, применяются в том случае, когда скорость имеет первостепенное значение. Стоимость постройки глиссера, как более сложного судна, выше, чем у двух первых типов судов. В бассейнах, где волнение достигает значительных размеров, возможность эксплуатации глиссеров весьма ограниченна. Глиссирующие типы катеров используются как спортивные, гоночные и рекордные.

С достаточной точностью предполагаемую скорость можно определить по ряду имеющихся формул.

Для больших катеров водоизмещением более 5-6 т со скоростями до 20 км/час: Особое место в типах обводов и принципе движения занимают катера на подводных крыльях (см. рис. 24, кривая IV).

Если мы будем перемещать в воде под некоторым углом, называемым углом атаки, не плоскую пластинку, а пластинку, имеющую в сечении форму самолетного крыла, то мы увидим, что поток воды у носка профиля начнет разделяться и обтекать крыло как сверху, так и снизу (рис. 25,5).

Нижняя часть крыла, расположенная к потоку под углом, отклонит поток вниз (то же явление, как и у плоской пластины), и на крыло начнут оказывать давление силы, направленные снизу вверх. Поток, обтекающий крыло сверху, встречая выпуклую сторону крыла ("спинку"), получит некоторое ускорение, так как частицам воды необходимо пройти большой путь по кривой. Вследствие ускорения потока над крылом возникает разряжение, отчего крыло стремится подняться кверху. В отличие от плоской пластины на крыло в этот момент действуют две подъемные силы, которые направлены вверх. Сумма этих сил и будет являться подъемной силой крыла. Точно так же эти силы действуют на крыло, двигающееся в воздухе.

Основными величинами, влияющими на подъемную силу крыла, являются: угол атаки, профиль и площадь крыла и скорость движения. Чем больше площадь крыла, тем больше и его подъемная сила. Опытами установлено, что крыло, у которого площадь равна плоской глиссирующей пластине, при прочих одинаковых условиях будет иметь подъемную силу в 2-2,25 раза больше, чем пластина.

Катер на подводных крыльях в состоянии покоя (без движения) полностью подчинен законам плавучести. По мере нарастания скорости он движется сперва как водоизмещающее, затем как глиссирующее судно, и, наконец, когда подъемная сила крыла становится достаточной, чтобы преодолеть вес катера, он отрывается от воды и продолжает движение, используя только подъемную силу крыльев. Исследованиями установлено, что сопротивление таких судов на малых скоростях превосходит сопротивление как глиссирующего судна, так и водоизмещающего, но на высоких скоростях это сопротивление меньше. Эта зависимость показана на рис. 24, кривая IV.

За последние годы у нас в стране создан ряд удачных конструкций судов на подводных крыльях. В спортивном же судостроении подводные крылья еще не получили достаточного развития.

Рис. 26. Зависимость скорости хода мотолодок, катеров и глиссеров от нагрузки на единицу мощности

Из сказанного видно, что ходкость судна зависит от формы корпуса, мощности главного двигателя и водоизмещения. На ходкость судна также оказывает существенное влияние коэффициент полезного действия гребного винта. Имеет значение также правильная "центровка" судна, обеспечивающая плавание с заданным, оптимальным, дифферентом.

В зависимости от назначения катера и мощности главного двигателя должны быть подобраны и обводы (форма) корпуса. Обводы, дающие малое сопротивление на высоких скоростях, оказываются малопригодными для тихоходных судов. На рис. 26 показана зависимость скорости хода судна от нагрузки на единицу мощности. Этим графиком можно пользоваться для определения в первом приближении скорости катеров.

Читать про устройство корпусов спортивных моторных судов...

На главную страницу

Развитие водного транспорта в России   Тайны морских катастроф   Управление судном и его техническая эксплуатация от А до Я
 

Смотрите также интересные ссылки:
Ультразвуковая очистка  Чистка днищ катеров   Краски необрастайки  Водный транспорт  Химия для подвижного железнодорожного состава  Интернет магазин автокосметики Управление судном