ВЛИЯНИЕ УЗКОСТИ И МЕЛКОВОДЬЯ НА СКОРОСТЬ И ОСАДКУ КОРАБЛЯ. ЯВЛЕНИЕ ПРИСАСЫВАНИЯ

МЕЛКОВОДЬЕ

ТЕМА 8. УПРАВЛЕНИЕ КОРАБЛЕМ ПРИ ПЛАВАНИИ В УЗОСТИ И НА

Движение корабля сопровождается волнообразова­нием, которое на глубокой воде четко разделяется на носовую и кормовую группы. Каждая из этих групп со­стоит из системы расходящихся и поперечных волн. Середины гребней расходящихся волн располагаются на прямой линии, составляющей с ДП корабля угол a=18-20°, который почти не зависит от скорости и об­водов корабля. Каждый из гребней расходящихся волн образует с ДП угол β=2а. Первая поперечная волна носовой группы возникает несколько позади форштевня, а первая поперечная волна кормовой группы — несколь­ко впереди ахтерштевня (рис. 8.1). При малых скоростях отчетливо наблюдаются расхо­дящиеся волны. Увеличение скорости сопровождается ростом и преобладанием системы поперечных волн. Между скоростью корабля в м/с и длиной поперечных волн существует следующая зависимость, выраженная в метрах:

где g — ускорение свободного падения, м/с². Согласно теории волнообразования энергия корабель­ных волн пропорциональна квадрату высоты волны и ее длине. Очевидно, что эта энергия приобретается за счет потери определенной мощности главных машин корабля. Характер волнообразования, создаваемого кораблем, оп­ределяет его волновое сопротивление.

Рис. 8.1. Характер волнообразования корабля на глубокой воде

Влияние мелководья на волновое сопротивление

Ограничение глубины воды влияет на все составляю­щие полного сопротивления корабля. Однако наибольшее изменение при движении на мелкой воде вследствие раз­личия в свойствах волн на малой и неограниченной глу­бине претерпевает волновое сопротивление. В результате наблюдений и теоретических исследова­ний установлено, что характер волнообразования на мел­ководье определяется величиной относительной скорости

и отношением глубины Н в м к осадке Т в м. При

корабельные волны и их сопротивление движению корабля практически не отли­чаются от наблюдаемых на глубокой воде При увеличении относительной скорости и глубине моря меньше чем

характер волнообразования существенно изменяется. Угол растворения и высота расходящихся волн начинают увеличиваться. С приближением скорости движения к значению VK = √gH расходящиеся волны сливаются с поперечными и образуют одиночную поперечную волну перемещения («спутную» волну). Одиночная волна пере­мещения составляет с ДП угол 90°, ее профиль распола­гается целиком над свободным уровнем воды. Значение VK = √gH принято называть критической ско­ростью. При плавании со скоростью, близкой к критической, дополнительная мощность, развиваемая машинами, не приводит к увеличению скорости (как это имеет место на глубокой воде), а расходуется на увеличение и под­держание одиночной волны перемещения. Таким образом, увеличение скорости в условиях мел­ководья до значения критической вызывает значительную потерю мощности машин (до 20—25%), неоправданный расход топлива и образование одиночной волны переме­щения, которая может причинить серьезные повреждения береговым сооружениям и кораблям, стоящим у при­чалов. Величина критической скорости может быть опреде­лена по формулам:

где К — коэффициент, зависящий от отношения L/B. При движении в канале, живое сечение которого (ωк) соизмеримо с площадью сечения корабля по миде­лю (ωх). величина критической скорости по мере умень­шения живого сечения канала смещается в область мень­ших значений. Высота образующихся одиночных волн в канале больше, чем на мелкой воде.

ТАБЛИЦА 8.1. ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА К

Поэтому рост со­противления при критических скоростях происходит бо­лее интенсивно. Особенностью движения корабля в ка­нале является также возникновение обратного потока воды, направленного к корме, скорость которого тем больше, чем меньше живое сечение канала и выше ско­рость движения. Это явление сопровождается увеличе­нием дифферента корабля на корму и падением скоро­сти до 25—30% от скорости на глубокой воде.

Влияние мелководья на изменение посадки корабля

Ограниченная глубина оказывает влияние и на по­садку корабля. На рис. 8.2 показана кривая давления, возникающая при движении корабля на мелководье, по длине его корпуса. Кривая ОАBС показывает максимум давления в но­совой части, которое в районе миделя понижается до минимума, затем вновь несколько повышается в районе кормовой оконечности. Увеличение давления сопровож­дается уменьшением скорости движения частиц воды и, наоборот, падение давления — увеличением скорости их движения и уменьшением сил поддержания. Образование зоны повышенного давления в носовой части (значитель­но большего, чем в корме) и уменьшение сил поддержа­ния в районе миделя приводят к тому, что корабль «про­седает» (следует в ложбине) и получает дифферент на корму. Увеличение средней осадки корабля может быть оп­ределено по формулам(1):

где ΔTср — изменение средней осадки в результате «проседания» средней части корпуса ко­рабля, м; Т — средняя статическая осадка корабля, м.

Рис. 8.2. Гидродинамическое поле корабля на мелководье

Значения коэффициента К приведены в табл. 8.1. Приращение осадки кормой может быть определено по формуле

где а — коэффициент, зависящий от отношения длины корабля к его ширине (табл. 8.2).

Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 724; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!