41. Сопротивление воды движению судов. Составляющие сопротивления движению судна. Буксировочная мощность. Пропульсивный кпд.

При движении судна с постоянной скоростью о оно вносит возмущение в жидкость и деформирует ее свободную поверхность, вследствие чего изменяются давления ρ по всей смоченной поверхности и, кроме того, появляются касательные напряжения τ, обусловленные свойством вязкости жидкости. Это приводит к тому, что при движении судна равнодействующая сил, действующих на его погруженную в воду поверхность (смоченную поверхность), не будет вертикальной силой, а будет иметь горизонтальную составляющую, направленную в сторону, противоположную скорости судна. Вертикальная составляющая уравновешивает вес судна, а горизонтальная представляет силу R, кН, противодействующую движению судна и называемую буксировочным сопротивлением.

Если известны распределения давлений р и касательных напряжений τ по смоченной поверхности, то буксировочное сопротивление R можно представить в виде суммы двух слагаемых, сопротивления давления R_p и сопротивления касательных напряжений R_τ:

где:

Ω – смоченая поверхность судна.

Если мощность двигателя, измеренную на выходе его вала, т.е. эффективную мощность двигателя, обозначить N_e, а буксировочную мощность – N_б, то отношение:

характеризующее общие потери, называется пропульсивным коэффициентом.

42. Влияние мелководья на составляющие сопротивления и посадку судна.

При движении судна по акватории ограниченной глубины характер обтекания судна изменяется. Меняется картина волн, создаваемых судном, угол фронта расходящихся волн возрастает и при скорости , называемой критической скоростью, где Н — 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 и 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.

43. Движители активные и реактивные.

Устройство, которое, получая энергию от главного двигателя, создает силу, обеспечивающую движение судна, называется движителем. Движители делятся на реактивные и активные. У реактивных движителей (гребной винт, гребное колесо, крыльчатый движитель и др.) движущая сила создается при их вращении, когда появляется реакция отбрасываемой струи, передаваемая корпусу судна. Активные движители используют силу ветра (паруса и роторы). В свою очередь, реактивные движители делятся на лопастные и водопроточные. К лопастным относятся гребные винты, гребные колеса и крыльчатые движители, к водопроточным — различные типы водометных движителей. Гребные винты устанавливают на теплоходах и дизель-электроходах, гребные колеса — на пароходах, а в последнее время и на некоторых речных теплоходах.

В водопроточном канале водометного движителя располагается осевой центробежный насос, который приводится в движение электрическим или гидравлическим двигателем. Водометные движители устанавливают на некоторых судах с подводными крыльями, на грузовых судах небольшого водоизмещения и на некоторых судах технического флота.

Достоинства водометного движителя: защищенность от плавающих предметов и возможность использования в качестве водоотливного средства. Недостатки: большие потери на трение в трубах, низкий КПД (25—30 %), неудобство размещения в корпусе судна.