O dată, în timpul funcționării generale a turismului și a bărcilor sportive în aer liber, de obicei pentru unul dintre cluburile de iahturi de la deschiderea sezonului, multe kilometraj observat a observat că o formațiune val mare motor de iahturi cauzat în mod semnificativ mai mică decât alte bărci, de dimensiuni mai mici și mai ușoare. (Toate bărcile s-au dus la final cu aceeași viteză). De ce depinde aceasta? De la furajele acute? Sau din talentul designerului, care a creat un nume pentru el cu un proiect de yacht de navigatie de succes? Probabil, este de dorit ca alte ambarcațiuni să utilizeze o pupa ascuțită de croazieră? Dacă nu cheltuiți atât de mult cai putere pe valul spate distorsionant, atunci evident puteți economisi combustibil sau cu aceeași cheltuială
Toate aceste argumente au fost incorecte. Motivul nu era nici sub formă de pupa, nici în talentul designerului, ci în viteza relativă inferioară a iahtului mare. Când înotați împreună, viteza absolută era aceeași, dar nu relativă.
Conceptul de viteză relativă este de o importanță capitală pentru înțelegerea relației dintre forma bărcii, viteza și puterea motorului.
Un submarin sau o aeronavă se deplasează într-un singur mediu - apă sau aer. Nava se deplasează de asemenea de-a lungul graniței a două medii, având o densitate complet diferită. Acesta plutește de-a lungul suprafeței libere a apei care se învecinează cu aerul. Când înotați sub apă, submarinul nu creează valuri și nu are rezistență la valuri.
Un vas mișcat, pe de altă parte, formează liber valuri pe suprafața apei, care consumă o parte din puterea motorului.
Există o relație regulată între lungimea de undă și viteza de propagare a acesteia. Un vas plutitor formează un profil de undă în partea sa; distanța dintre vârfurile de undă ale acestui profil este determinată de viteza vasului.
O barcă turistică cu o lungime de 16 m la o viteză de 20 km / h este deja la mai puțin de o lungime de undă. În acest caz, valul trebuie să fie, de asemenea, de lungă 19.75 m, deși barca are o lungime linie de plutire este de numai 16 m. Prin urmare, tăietori turistice de alimentare cade aproape exclusiv pe lungimea de undă. O barcă de sport mică, a cărei lungime la linia de plutire este de 4 m, lungimea de undă este de aproape cinci ori lungimea barcii.
Deci, în ciuda aceleiași viteze absolute, poziția a trei bărci în aceeași formare de valuri este complet diferită. Se pare că marele iaht merge la viteză mică, barca turistică se află în mijlocul cursului, barca sportivă mică este în plină desfășurare. Aceste observații sunt corecte.
Viteza relativă este definită ca fiind coeficientul împărțirii vitezei absolute de către rădăcina pătrată a lungimii liniei de plutire a vasului. Rezultatul, denumit și coeficientul de viteză R, este o expresie numerică a vitezei relative. Rădăcina pătrată a lungimii de-a lungul liniei de plutire a iahtului mare, Pentru a obține numere comparabile Froude, trebuie să utilizați sistemul metric sau englez. A durat destul de mult timp până când noțiunea de viteză relativă și influența sa asupra formei contururilor și a proporției dimensiunilor pătrunsă în clădirea cateterului. Numai în anii '30 conceptul de viteză relativă a început să fie aplicată în proiectarea de bărci cu motor, dar chiar și acum, chiar și în cercurile de specialitate, această abordare importantă factor empiric și fără o înțelegere aprofundată a cauzei pe fond este acum clar de ce iaht mare cu motor a fost surprins de mica sa formarea de valuri. Sa mutat relativ mult mai lent decât toate celelalte bărci cu coardă, mult inferioare mărimii ei. fără
Dacă ambarcațiunile mai scurte au fost construite pentru o astfel de viteză cu contururi ca pentru un iaht mare, atunci formarea valurilor ar fi foarte mare. În acest caz, apare o undă de furaj puternic deosebit de periculoasă, asociată cu diferența nefavorabilă a barcii.
Dacă barca se mișcă încet, greutatea sa este pur suportată static de apă, adică greutatea apei deplasate este egală cu greutatea bărcii și nu se schimbă.
Viteza mare a bărcilor mici a devenit posibilă datorită apariției motoarelor cu motor ușor cu putere considerabilă. La viteză mare, apar forțe dinamice care tind să împingă coca din apă. Ca rezultat, o parte din greutatea barcii inceteaza sa fie sustinuta doar de cantitatea de apa dislocata in mod static, insa se accentueaza prin presiunea dinamica a apei de pe fund, cauzata de progresul barcii.
Această stare de mișcare este numită un regim tranzitoriu, pe jumătate alunecând.
Creșterea dinamică a barcii, în mare măsură dependentă de viteza relativă, este de asemenea influențată de forma fundului. O configurație plană va ajuta această creștere, forma ascuțită a cadrelor, dimpotrivă, va fi mai puțin favorabilă.
Nu se poate aștepta ca multe nave să poată realiza un regim tranzitoriu. Este lipsită de sens să atașați o parte subacvatică a vaselor mari (de la un remorcher la un vas mare de pasageri) într-o formă care asigură o ascensiune dinamică. Forțele dinamice vor fi insuficiente, iar această formă va afecta negativ viteza navelor. Toate vasele mari au forme rotunjite sau ascuțite ale capătului pupa; dacă recent există o alimentare transversală, atunci acest lucru nu este tipic. 5. Atunci când se obțin valori mici ale coeficienților de viteză, este necesar ca capătul pupici al navei să aibă o formă alungită îngustă. În acest caz, nu contează dacă o astfel de navă se poate deplasa cu o viteză absolută de 55 km / h. Viteza relativă nu este mare.
Cea mai rapidă viteză prezentată vreodată de o navă de deplasare a pasagerilor în timpul testelor rutiere a fost linia americană de 76 km / h cu o capacitate a motorului de 240.000 litri. a. Dar chiar și o astfel de putere și viteză cu o navă lungă nu au creat o forță de flotabilitate dinamică. În acest sens, piticii sportivi au depășit cu mult giganții mărilor!
În cazul în care un mare viteză bărci cu motor parțial format flotabilitate dinamică, se pune întrebarea dacă este posibil să se realizeze o stare de alunecare completă (acvaplanare) în timpul pornirii motorului a crescut și viteză mai mare, respectiv. Acest lucru este posibil.
Cu cât viteza relativă a vasului este mai mare, cu atât forțele dinamice devin mai mari. Vasele de navigație foarte rapide, în primul rând cursele cu motor, ating aproape o stare de alunecare completă. Greutatea bărcii este menținută numai de o forță de flotare dinamică, iar barca atinge doar suprafața apei.
Formarea valurilor. Fiecare barcă în mișcare provoacă perturbarea suprafeței libere a apei. Arcul vasului deplasează o anumită cantitate de apă. Apa se întoarce spre pupa pentru a umple golul. Datorită acestei perturbații apar valuri de suprafață care "iau" o parte a puterii motorului.
Cu cât mai puțină apă este deplasată de barcă, cu atât mai puțină parte a puterii motorului este folosită pentru formarea valurilor. Cu fiecare val este combustibil inutil și irevocabil "fuge". În plus, valurile interferează cu alte bărci și chiar dăunează liniei de coastă. Când începe glisarea, cantitatea de apă deplasată este mai mică decât greutatea barcii. Este ușor de observat că în acest caz rezistența scade, adică puterea motorului este economisită. Dacă ar fi posibil să se realizeze un regim de alunecare completă, atunci formarea valurilor ar putea să nu fie (alunecarea fizică completă, din păcate, nu există).
Pentru contrast, trebuie avută în vedere o mișcare foarte liniștită. Cu ea nu există aproape nici o formare de valuri; valuri pe suprafața apei abia devin vizibile. Deoarece combustibilul nu este folosit pentru formarea valurilor, motorul în modul de viteză redusă este în condiții favorabile și se obține un curs economic deosebit.
Pentru a lua în considerare problemele de formare a undelor, este necesar să se definească câteva concepte de bază. Lungimea de undă este distanța dintre nodurile valurilor. Sub înălțimea unui val, înțelegeți diferența de înălțime dintre talpă și vârful valului. Timpul dintre trecerea a două vârfuri de val succesive la un punct fix se numește perioada valului. Aceasta din urmă depinde atât de lungimea cât și de viteza propagării undelor. Trebuie remarcat faptul că numai forma geometrică a valului se mișcă și nu masa de apă.
Lungimea de undă, viteza de propagare și perioada sunt într-un anumit raport, astfel încât acestea să poată fi ușor de calculat. Pentru a studia lungimea de undă, nu contează dacă sunt formate din acțiunea vântului sau din cursul barcii. În orice caz, valurile respectă legile fizice simple. În concordanță cu acestea, lungimea de undă
Accelerarea gravitației g în condiții normale rămâne neschimbată și egală cu 9,81 m / s2; dă formula independenței față de sistemul de măsuri. Din punct de vedere practic, este exclusă, atunci expresia lungimii de undă este simplificată: Lw = 0,64w2. Viteza v trebuie luată în metri pe secundă. După cum se poate observa, lungimea de undă care trece de-a lungul barcii depinde numai de viteză și nu de dimensiunea sau conturul barcii.
Când barca se mișcă cu o viteză de 5 m / s (de la 18 km / h) este format dintr-o lungime de undă Lw -. 0,64-52 = 16 m disponibil val mare, ieșind din acțiunea vântului, sunt supuse aceleiași legi. Dacă observați valurile în mare cu o lungime medie de 16 m, se pare că se deplasează și cu o viteză de 5 m / s (18 km / h).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: