Дополнительное сопротивление движению корабля из-за влияния ветра

Определение потерь скорости корабля в условиях ветра и волнения

Дополнительное сопротивление движению корабля из-за влияния ветра

В данной главе мы рассмотрим определение потерь скорости корабля на волнении. Для этого мы последовательно рассмотрим определение дополнительного сопротивления движению корабля, обусловленного ветром и волнением, а затем-определение естественных и вынужденных потерь скорости корабля.

Дополнительное сопротивление корабля под действием ветра определяется формулой вида:

где - угол между направлением ветра и ДП корабля;

- расчётный угол, в функции которого определяется коэффициент аэродинамического сопротивления;

- расчётная скорость ветра как функция расчётной интенсивности волнения;

- площадь лобового сопротивления для проектируемого корабля;

- коэффициент лобового аэродинамического сопротивления;

-коэффициент аэродинамического сопротивления как функция угла .

Под углом в различных представлениях экспериментальных данных может пониматься как угол между направлением ветра и ДП корабля (т.е. угол ), так и угол между скоростью ветра и ДП корабля, . При встречном ветре, очевидно, будет , так что

Коэффициенты и определяются путём продувок в аэродинамических трубах, и при закритических числах Рейнольдса () эти величины практически не зависят от скоростей воздушного потока. Величина для надводных кораблей имеет порядок 0,42-0,64, что меньше, чем у торговых судов (0,6-0,8).При этом до 60-80% от этой величины составляет сопротивление надстроек.

При волнении 3-4 балла и встречном ветре связанное с ветром дополнительное сопротивление составляет для надводного корабля 1,5%, а при ветре 7-8 баллов-до 3% от полного сопротивления воды движению корабля на полном ходу. Для угла величина коэффициента максимальна и составляет 1,3-1,4 от коэффициента . Далее с ростом угла коэффициент уменьшается и при этот коэффициент проходит через 0 и уходит в отрицательную область, достигая при примерно тех же (но с обратным знаком) значений, что и при , []. Поэтому величина интеграла получается весьма небольшой по абсолютной величине.

На практике величина определяется либо для встречного волнения, либо путём осреднения по всему диапазону курсовых углов, которые предполагаются равновероятными. В первом случае сопротивление и дополнительное сопротивление, обусловленное волнением примерно одного порядка. Во втором случае операция усреднения ведёт к тому, что сопротивление может иметь любой знак, но всегда .