8.6. Сопротивление и просадка судна при движении на ограниченной глубине

При движении судна по акватории ограниченной глубины характер обтекания судна изменяется. Меняется картина волн, создаваемых судном, угол фронта расходящихся волн (угол на рис.8.1) возрастает и при скорости , называемой критической скоростью, где – глубина воды, . При впереди судна образуется одиночная волна, а при скоростях образуются только расходящиеся волны. Все это приводит к возрастанию буксировочного сопротивления, особенно резкому при приближении скорости к , а при сопротивление несколько падает и может стать меньше сопротивления на глубокой воде при той же скорости движения. Однако морские транспортные суда не эксплуатируются при закритических скоростях из-за требуемой очень большой мощности для преодоления горба сопротивления при скорости, равной критической.

Существует ряд способов приближенного расчета сопротивления судна при движении на мелководье, дающих примерно одинаковую погрешность. Приведем один из простых способов пересчета кривой сопротивления на глубокой воде на условие плавания на мелководье – способ, заключающийся в определении скорости судна на мелководье , при которой его сопротивление такое же, как и на глубокой воде при скорости . Формула пересчета скоростей имеет вид:

, (8.15)

где – коэффициент, зависящий от коэффициента общей полноты судна, представлен в табл.8.4;

– коэффициент, зависящий от отношения глубины воды к осадке судна, представлен в табл.8.5;

– коэффициент, зависящий от отношения ширины судна к осадке, представлен в табл.8.6.

Таблица 8.4. – Значение коэффициента в зависимости от коэффициента полноты подводной части судна

Коэффициент полноты подводной части судна	Коэффициент
0,70–0,71	1
0,75–0,80	0,973
0,80–0,85	0,947

Таблица 8.5. – Значение коэффициента пропорциональности

	Скорость судна на глубокой воде, м/с
	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
3,5	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	0,99	0,99	0,99	0,98	0,98	0,98	0,97
3,0	1,00	0,99	0,98	0,98	0,97	0,97	0,97	0,96	0,96	0,96	0,95	0,94
2,5	0,99	0,98	0,97	0,96	0,95	0,95	0,94	0,94	0,93	0,93	0,92	0,92
2,0	0,98	0,97	0,95	0,94	0,93	0,92	0,91	0,90	0,89	0,89	0,88	0,88
1,5	0,96	0,94	0,92	0,91	0,89	0,88	0,87	0,86	0,85	0,85	0,84	0,84
1,3	0,95	0,93	0,91	0,89	0,88	0,86	0,85	0,84	0,83	0,83	0,82	0,82
1,25	0,94	0,92	0,91	0,89	0,87	0,86	0,85	0,84	0,83	0,82	0,82	0,81
1,10	0,94	0,91	0,89	0,88	0,86	0,85	0,83	0,82	0,82

Таблица 8.6. – Значение коэффициента в зависимости от отношения

Отношение ширины судна к осадке	Коэффициент
2,0	1,026
2,5	1,000
3,0	0,973
3,5	0,947

Задаваясь рядом значений скоростей и точками кривой сопротивления на глубокой воде, соответствующими взятым скоростям, переносим их по горизонтали на соответствующие скорости , определенные по (8.15). Полученные точки и определят кривую сопротивления при ходе на глубине .

Для корректировки результатов скоростных испытаний судов на мерных линиях при их недостаточной глубине в отечественной практике пользуются также диаграммой Лакенби (Lackenby), по которой определяют разность скоростей на глубокой и мелкой воде, при которых судно имеет одинаковое сопротивление (потеря скорости на мелководье). Эти разности определяются по диаграмме рис.8.12.а, на которой нанесены линии постоянных значений % в зависимости от квадрата числа Фруда по глубине воды и параметра, характеризующего относительную глубину воды в виде , где – погруженная площадь мидельшпангоута. Зона ABCD диаграммы соответствует отсутствию влияния мелководья на сопротивление судна.

Error: Reference source not found

а) б)

Рисунок 8.12. Диаграммы для учета влияния мелководья: а – диаграмма Лакенби;

б – диаграмма Скотта.

При мелководье превышающем величину > 0,12 более точный результат по определению относительной потери скорости % дает способ Скотта, представленный на рис. 8.12.б.

При движении судна в канале все явления, вызванные влиянием мелководья, из-за боковых стенок канала проявляются более интенсивно. Дополнительными параметрами, влияющими на сопротивление при движении в канале, являются , где – ширина канала по зеркалу воды, и , где – площадь поперечного сечения канала. При движении уровень воды вблизи судна понижается, скорость обтекания увеличивается, что приводит к просадке судна, и во избежание касания дна канала приходится снижать скорость движения. Интенсивное волнообразование и увеличение скоростей разрушающе действуют на ложе канала, поэтому скорость движения судов в канале строго ограничивается.

П

Рисунок 8.14. Поправочный коэффициент для движения в канале неполного профиля.

Рисунок 8.13. Диаграмма для определения наибольшей просадки судна на мелководье.

росадку судна при движении на мелководье можно определить по диаграмме рис.8.13, предложенной Ю.Л.Воробьевым. Здесь , где – осадка судна без хода; – число Фруда. При ходе судна в канале неполного профиля просадку, определенную по рис.8.13, надо умножить на коэффициент , который находится по графику рис.8.14 по числу Фруда и Error: Reference source not foundотношению – площади сечения условного канала полного профиля, полученного путем продолжения откосов до уровня воды, к погруженной площади мидельшпангоута. Диаграмма рис.8.13 дает наибольшую просадку.