Ходкость судна это кратко
Обновлено: 05.07.2024
— качество судна иметь и сохранять заданную скорость хода при данных условиях при минимальной затрате мощности механизмов, установленных на нем.
Самойлов К. И. Морской словарь. - М.-Л.: Государственное Военно-морское Издательство НКВМФ Союза ССР , 1941
способность корабля (судна) развивать заданную скорость при минимальной мощности главной энергетической установки. Зависит от формы обводов корпуса, соотношения главных размерений, типа движителя. В теории корабля объединяет как научная дисциплина два раздела - сопротивление воды движению корабля (судна) и теорию движителей. На основе этих разделов ходкость определяется расчетным путем на стадии проектирования; точность определения проверяется на стадии модельных испытаний, окончательные результаты могут быть получены при проведении ходовых испытаний корабля (судна).
10.09.2015 22:33
дата обновления страницы
Полезные советы
История изменения сайта
Ходкость и инерция
Ходкостью называется способность судна перемещаться на воде с заданной скоростью при определенной мощности двигателя. Ходкость является одновременно мореходным качеством и маневренным элементом судна. Инерция является только маневренным элементом судна.
1. Ходкость
Скорость движения или ход сообщается судну в результате работы двигателя и движителя.
Сила, которая сообщает судну движение, называется упором. Мощность судового двигателя, приводящего в действие движитель (гребной винт и т. д.), зависит от назначения судна и его габаритов. Не вся мощность двигателя используется движителем для создания упора. Часть мощности теряется бесполезно в виде потерь на трение в подшипниках и в других движущихся частях машины и гребного вала. Часть мощности теряется еще и при взаимодействии винта с водой.
Отношение полезной мощности, использованной на создание упора Ny, к полной мощности двигателя N называется полным коэффициентом полезного действия - к.п.д. Для маломерных судов в зависимости от качества выполнения линии гребного вала и винта полный к.п.д. обычно составляет от 0,45 до 0,55.
Чем меньше сопротивление воды, тем большую скорость сообщит упор судну. Поэтому скорость движения зависит не только от мощности мотора, но и от обводов корпуса, от качества его окраски и от соотношения ширины, длины и осадки судна.
Обводы корпуса с малым сопротивлением движению существенны для судов с большой скоростью, например для спасательного катера, но совершенно не обязательны для туристских катеров. При дальних туристских плаваниях на судах с большой скоростью все внимание судоводителя будет направлено на отыскание фарватера. Обход препятствий лишит его возможности испытать прелести похода. Кроме того, быстрое движение судна лишает и других участников похода возможности любоваться окружающей природой, а при волнении, даже небольшом, утомляет их.
При разгоне судна упор растет с увеличением скорости судна, но это продолжается до некоторого предела, после чего сила сопротивления становится равной упору, т. е. судно начинает двигаться равномерно, с постоянной скоростью.
Для водоизмещающих круглодонных небыстроходных судов (катеров), больших туристских и рабочих лодок с подвесными моторами скорость можно ориентировочно определить по формуле:
Для полуглиссирующих быстроходных катеров с V-образными обводами и водоизмещением до 5 г, а также для лодок с подвесным мотором скорость определяется по формуле
где N- мощность двигателя, л с.\
L - длина корпуса по грузовой ватерлинии, м\
D - весовое водоизмещение с командой, грузом и топливом, г;
V - скорость хода, км/час.
На очень малом ходу судно плохо слушается руля, так как давление воды на руль небольшое. Увеличение скорости способствует улучшению поворотливости судна.
Самой малой скоростью или самым малым ходом называют наименьшую скорость, при которой судно слушается руля и способно управляться. Малый ход равен 50% полного хода, который принимают за 100%, а средний -75%.
Скорость хода измеряется расстоянием, которое проходит судно в единицу времени и выражается в узлах (милях в час), километрах в час и в метрах в секунду.
Скорость хода для каждого судна определяется опытным путем (см. 26).
Ходкость судна характеризуется скоростью хода и инерцией, от которых зависит успешное маневрирование судна, и для каждого судна они индивидуальны.
В режиме плавания судна, при котором его вес полностью уравновешивается гидростатической силой поддержания, с началом движения на судно действует горизонтальная сила сопротивления водной среды. Эта сила направлена противоположно движению судна и называется сопротивлением воды. Чем больше скорость хода судна, тем больше сопротивление воды. Кроме сопротивления водной среды, или гидродинамического сопротивления, на судно действует сопротивление воздуха (аэродинамическое сопротивление), особенно увеличивающееся при сильном встречном ветре.
Полное гидродинамическое сопротивление состоит из сопротивления формы (вихревого и волнового сопротивления) и сопротивления трения.
Волновое сопротивление - это сила сопротивления воды, возникающая при движении судна, раздвигающего воду, и связанная с потерей энергии на волнообразование. Волновое сопротивление зависит от скорости судна, размерений и обводов его, глубины фарватера. С уменьшением скорости уменьшается волновое сопротивление. Относительная величина волнового сопротивления зависит от ободов подводной части корпуса судна. Судно с неудачными обводами вызывает большую волну при своем движении. Судно с хорошими обводами может волны почти не вызывать.
Вихревое сопротивление вызывается выступающими частями подводной части судна, например транцем, угловым ахтерштевнем, а также шероховатостями днища.
Сопротивление трения определяется вязкостью или силой сопротивления взаимному перемещению слоев воды. Слой воды, прилипший к обшивке корпуса, увлекается движущимся судном и называется пограничным слоем. Благодаря хаотическому тепловому движению молекулы воды из пограничного слоя переходят в прилегающий к нему слой воды и уносят некоторое количество движения, сообщенное им движителем судна. Уменьшение количества движения по второму закону Ньютона равно отрицательному импульсу силы, что и объясняет возникновение сил вязкого трения. Шероховатости увеличивают толщину пограничного слоя. Величина сопротивления трения тем больше, чем больше площадь смоченной поверхности обшивки корпуса и степень ее шероховатости, чем больше скорость хода и вязкость, определяемая плотностью и температурой воды. Сопротивление трения увеличивается с увеличением плотности воды и с уменьшением ее температуры. При одинаковой длине, ширине и осадке судна сопротивление трения всегда меньше у судов с закругленным поперечным сечением корпуса.
При увеличении скорости движения судна ввиду плохой сжимаемости воды давление в носовой части судна увеличивается и падает перед винтом. Носовая часть судна поднимается из воды, корма садится (увеличивается дифферент на корму) и днище судна начинает двигаться под углом к поверхности воды. На глиссирующее судно начинает действовать гидродинамическая подъемная сила, уменьшающая гидростатическую силу поддержания. При малой скорости гидродинамическая подъемная сила незаметна, по с увеличением скорости она увеличивается. Поэтому судно с плоским днищем при определенной скорости можно заставить скользить по поверхности воды или глиссировать.
В режиме глиссирования гидродинамическое сопротивление значительно меньше, чем при водоизмещающем режиме движения судов. Особая конфигурация корпуса глиссера обеспечивает ему быстрый переход из водоизмещающего режима в режим глиссирования, особенно если на днище имеется выступ-редан. Редан при сравнительно небольшом увеличении мощности значительно увеличивает скорость, которая у некоторых групп глиссеров достигает 200 км/час.
Общей оценкой глиссера является отношение его полного водоизмещения к мощности его двигателя. Иногда для той же цели применяют обратную величину, т. е. мощность двигателя, приходящуюся на единицу веса. .
Глиссеры при хорошей скорости не обладают хорошими мореходными качествами, грузоподъёмность их сравнительно мала. Поэтому глиссеры обычно используются только как спортивные суда.
При встрече даже с небольшой волной плоское днище глиссера испытывает сильнейшие удары, вызывая тряску. Это не только отражается на прочности судна, но и быстро утомляет команду.
Безреданные катера с глиссирующими обводами движутся при небольшом остаточном водоизмещении, они могут развивать большую скорость и иметь большую грузоподъемность. Эти суда менее чувствительны к волне, чем глиссер, и успешно преодолевают небольшие волны. Поэтому у них район плавания больше, чем у глиссеров. Такие катера используются как спасательные, разъездные, туристские.
Сейчас построены и строятся суда на подводных крыльях, у которых корпус судна глиссирующий, а под корпусом делаются несущие поверхности - подводные крылья. На самом полном ходу корпус такого судна движется в воздухе - над водой.
При одинаковой площади и скорости подъемная сила подводного крыла в три-четыре раза больше, чем у редана. Гидродинамические качества крыла зависят от угла атаки и удлинения крыла. Суда на подводных крыльях имеют большие скорости, экономичны, более мореходны, чем глиссеры. Это обусловлено тем, что при движении на крыльях корпус находится над водой и не испытывает ударов волн, а при плавании на малых скоростях уменьшается качка. Наилучшая мореходность достигается тогда, когда вес катера приблизительно поровну распределяется на носовое и кормовое крыльевые устройства.
Если плавучестью и остойчивостью обладает любое судно, то другим качеством — ходкостью многие суда могут и не обладать.
Ходкостью называют способность судна двигаться с определенной скоростью при помощи собственных средств.
Для большинства современных судов таким средством является двигатель. Лишь на спортивных и немногих других лодках ходкость обеспечивается мускульной силой членов команды. Баржа не обладает ходкостью, так как не имеет своего двигателя. Поэтому такие суда принято называть несамоходными.
Из двух судов равного веса (или, как говорят, равного водоизмещения) более ходким будет то, которое при одинаковой мощности двигателя имеет лучшую скорость или в случае равной скорости имеет меньшую мощность двигателя. Более ходким будет и то судно, которое при одинаковых с другим судном скорости и мощности двигателя имеет большее водоизмещение.
Ходкость также связана с давлением на судно воды, которая давит не только на днище, но и на борта судна, на его нос и корму. Нетрудно догадаться, что сила давления воды на нос судна направлена в сторону кормы и стремится двигать судно назад. Сила давления воды на корму судна направлена в сторону носа и стремится двигать судно вперед. Обе эти силы, независимо от формы носа и кормы, всегда равны и толкают судно в противоположные стороны, поэтому судно остается на месте. Иное дело, когда судно движется. Хотя вода как жидкость и обладает высокой подвижностью своих частиц — отчего они могут расступаться перед судном, — их движение не протекает совершенно свободно.
Во-первых, частицы эти обладают инерцией, и, чтобы привести их в движение, необходимо известное время.
Во-вторых, вода не является абсолютно жидкой, и ее частицы все же связаны между собой.
Поэтому вода не успевает расступиться перед движущимся судном, и часть ее задерживается, судно как бы гонит ее перед собой. Уровень ее поднимается, нос судна начинает глубже сидеть в воде, и давление воды на него увеличивается.
Определив сопротивление воды, можно узнать, какой мощности двигатель надо поставить на судно и какую скорость оно будет иметь. Однако долгое время такие расчеты не удавались. Позже было выяснено, что, кроме сопротивления, вызванного разностью давлений на оконечности, движению судна оказывает сопротивление еще и другая сила. Выяснилось, что вода не только оказывает давление, направленное всегда перпендикулярно поверхности судна, но во время его движения начинает воздействовать и другим образом, причем сила этого воздействия направлена уже параллельно поверхности судна. Этот вид воздействия назвали трением, а силу воздействия — сопротивлением трения.
В действительности сопротивление трения — это совсем другое явление, чем трение твердых тел, хотя также зависит от шероховатости поверхности судна. Особенность сопротивления трения в том, что оно не зависит от давления воды, но зависит от скорости движения, от величины трущихся поверхностей, а также и от температуры воды.
Итак, полное сопротивление воды состоит из волнового сопротивления, которое удерживает судно за носовую часть и за корму, и сопротивления трения, которое держит судно главным образом за днище и погруженную часть бортов.
Сопротивление трения уменьшают, удаляя выступы и шероховатости с поверхности судна. Хорошо было бы также уменьшить поверхность подводной части, не уменьшая ее объема, но сделать это уже гораздо труднее.
И все-таки полностью уничтожить силу сопротивления воды невозможно. Поэтому, чтобы судно двигалось, на него должна действовать дополнительная сила, преодолевающая силу сопротивления воды. И такая сила нашлась. Это опять-таки давление воды!
Мы уже убедились, что давление воды зависит не только от глубины погружения, но и от нас: двигая судно, мы увеличиваем давление перед судном и уменьшаем за кормой; заострив нос и корму, можно снова изменить это давление. Итак, оно зависит не только от глубины, а также и от скорости движения предмета в воде и от его формы. Следовательно, им можно управлять.
Сделав часть судна способной двигаться (проще всего, вращаться) даже в том случае, когда само судно неподвижно, и придав этой части наиболее подходящую форму, можно добиться того, что вода будет оказывать на эту подвижную часть судна такое давление, сила которого преодолеет силу сопротивления воды. Такую подвижную часть имеет каждое самоходное судно, и называется она движителем.
Наиболее распространенным и удобным движителем является гребной винт, но существуют и многие другие виды движителей: гребные колеса, весла, крыльчатые движители и т. д. Движителем, но совсем другого рода, являются также паруса.
Конечно, гребной винт сам по себе вращаться не будет. Для этого на судне и существуют двигатели различных типов.
Все плавучие доки (за редким исключением) полностью электрифицированы и получают необходимую электроэнергию либо от своей, либо от береговой электростанции. Вопрос […]
Основное средство внешней связи на море – радиосвязь. Радиообмен ведется в режимах телефонии, телекс, факс, электронной почты, режима передачи данных. […]
Лесные грузы, принимаемые к перевозке на речном транспорте, делятся на следующие основные группы: круглый лес; пиленый лес; технологическая щепа; изделия […]
Читайте также: