Теоретические вопросы управления судном. Антонов В.А - 61 стр.

UptoLike

В докритическом режиме судно испытывает влияние мелководья уже при
скоростях Fr
H
= 0,3 ÷ 0,5, хотя имеются и расходящаяся и поперечная системы
волн. При Fr
H
= 0,75 происходит слияние этих систем в одну общую попереч-
ную волну. Если судоводитель будет пытаться увеличить скорость движения
судна - будет увеличиваться высота волны, а скорость движения судна умень-
шится.
При движении глиссирующих судов в закритическом режиме образуются
только расходящиеся волны и волновое сопротивление уменьшается
Величину волнового сопротивления определяют по формуле:
R
ω
ζ
ω
0,5ρ V
2
= cζ
ω
Fr
2
(130)
При движении судна со скоростью, близкой к критической (Fr = 0,8 ÷
1,05), возникающая у форштевня одиночная волна обуславливает всплытие
носовой оконечности и появление дифферента на корму. С возникновением
носовой волны связано понижение уровня в средней части корпуса, в результа-
те чего увеличивается погружение суднапроседание или увеличение осадки
на мелководье. Стеснение потока под днищем судна увеличивает местные ско-
рости обтекания и, хотя давление на днище уменьшается, увеличивается
сопротивление трения и сопротивление формы. При этом проседание и диффе-
рент могут настолько возрасти, что возникает опасность касания грунта. В
связи с этим на мелководных участках ограничивается скорость движения суд-
на.
Общее проседание корпуса судна на мелководье можно приближенно оп-
ределить из эмпирической зависимости: ΔT
СР
= 0,5 h
КВ
,
где h
КВ
высота кормовой волны.
Среднее проседание (увеличение осадки) можно определить по формулам
Института гидрологии и гидротехники АН УССР для среднетоннажных судов:
()
H
k
g
V
T
CP
1
2
22
=Δ
при Н/Т≤ 1,4 (131)
()
H
T
k
g
V
T
CP
1
2
2
2
=Δ при 1,5< Н/Т <4 (132)
где ΔТ
СР
проседание на миделе;
Нглубина акватории;
k – коэффициент, зависящий от отношения длины (L) к ширине (В) судна,
определяемый из табл. 2
Таблица 2
L/B
4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 12,0
k
1,32 1,27 1,23 1,19 1,17 1,15 1,1
На рис.8.3 показано изменение заглубления носовой и кормовой оконеч-
ностей судна при различных скоростях в числах Фруда и для различных
отношений глубины к осадке (Н/Т). Из рисунка видно, что по мере приближе-
ния к критической скорости носовая оконечность судна всплывает, а кормовая
- погружается, т.е. проседание кормы будет больше чем среднее проседание.
Проседание кормы можно приближенно подсчитать по формуле:
ΔТ
К
= α ΔТ
СР
, (133)
61
      В докритическом режиме судно испытывает влияние мелководья уже при
скоростях FrH = 0,3 ÷ 0,5, хотя имеются и расходящаяся и поперечная системы
волн. При FrH = 0,75 происходит слияние этих систем в одну общую попереч-
ную волну. Если судоводитель будет пытаться увеличить скорость движения
судна - будет увеличиваться высота волны, а скорость движения судна умень-
шится.
      При движении глиссирующих судов в закритическом режиме образуются
только расходящиеся волны и волновое сопротивление уменьшается
      Величину волнового сопротивления определяют по формуле:
      Rω ζω0,5ρ V2 Ω= cζω Fr2               (130)
      При движении судна со скоростью, близкой к критической (Fr = 0,8 ÷
1,05), возникающая у форштевня одиночная волна обуславливает всплытие
носовой оконечности и появление дифферента на корму. С возникновением
носовой волны связано понижение уровня в средней части корпуса, в результа-
те чего увеличивается погружение судна – проседание или увеличение осадки
на мелководье. Стеснение потока под днищем судна увеличивает местные ско-
рости обтекания и, хотя давление на днище уменьшается, увеличивается
сопротивление трения и сопротивление формы. При этом проседание и диффе-
рент могут настолько возрасти, что возникает опасность касания грунта. В
связи с этим на мелководных участках ограничивается скорость движения суд-
на.
      Общее проседание корпуса судна на мелководье можно приближенно оп-
ределить из эмпирической зависимости: ΔTСР = 0,5 hКВ,
      где hКВ – высота кормовой волны.
      Среднее проседание (увеличение осадки) можно определить по формулам
Института гидрологии и гидротехники АН УССР для среднетоннажных судов:
       ΔTCP   =
                   (     )
                V 2 k 2 −1
                             при Н/Т≤ 1,4        (131)
                2g H

     ΔTCP   =
              2g
                 (
              V2 2
                  k − 1)
                         T
                         H
                               при 1,5< Н/Т <4   (132)
      где ΔТСР – проседание на миделе;
      Н – глубина акватории;
      k – коэффициент, зависящий от отношения длины (L) к ширине (В) судна,
определяемый из табл. 2
                                                     Таблица 2
L/B        4,0       5,0      6,0      7,0      8,0       9,0      12,0
k          1,32      1,27     1,23     1,19     1,17      1,15     1,1
      На рис.8.3 показано изменение заглубления носовой и кормовой оконеч-
ностей судна при различных скоростях в числах Фруда и для различных
отношений глубины к осадке (Н/Т). Из рисунка видно, что по мере приближе-
ния к критической скорости носовая оконечность судна всплывает, а кормовая
- погружается, т.е. проседание кормы будет больше чем среднее проседание.
Проседание кормы можно приближенно подсчитать по формуле:
      ΔТК = α ΔТСР ,       (133)

                                            61