Измерение гидродинамических характеристик

Самый простой способ измерения сопротивления воды движению лодки – ее ручная буксировка по мелководью. В буксировочный трос ввязывается динамометр; человек, топая босиком по воде, тянет лодку с заданной постоянной силой и засекает время прохождения отмеренной заранее дистанции. Способ вполне работоспособен, применим для малых скоростей, и поддается разнообразным усовершенствованиям. Лодку по дистанции можно протаскивать другой лодкой или падающими гирями, как и было в свое время сделано Фрудом в опытовом бассейне. Предлагалось также гонять исследуемую лодку под мотором, закрепив его на специальной подвеске, позволяющей определять развиваемый им упор.

Можно воспользоваться течением на реке или, еще лучше, морским приливным течением, скорость которого на Белом море местами достигает 2-3 м/с и, что удобно, естественным образом изменяется от максимальной до нуля.

Для измерения сопротивления воды судно на течении ставится на якорь с ввязанным в якорный трос динамометром. Динамометр следует располагать так, чтобы его было видно со штатного места рулевого; якорный трос проводится через клюз в носу судна, куда для уменьшения трения следует вставить полиэтиленовую прокладку, и позаботиться, чтобы он ни за что не цеплялся.

Измерения на течении дают возможность найти как сопротивление судна в целом, так и сопротивление отдельных его частей, например, руля как разность сопротивлений судна с поднятым и опущенным рулем. Правда, на практике это плохо получается: судно без руля разворачивает боком, и сопротивление вместо того чтобы падать, возрастает.

При использовании динамометрической подвески, т.е. поставив судно на два якоря – носовой и боковой, можно компенсировать боковой снос судна и определять поперечные силы, возникающие при перекладке руля или постановке шверца. На судне с двумя шверцами создаваемое ими сопротивление легко регистрируется, если поставить их оба сразу, т.е. заставить работать враздрай. При этом не возникает проблем с разворотом судна.

Проводя подобные эксперименты, следует соблюдать осторожность: на быстром течении судно может сорвать с якорей и унести. Во избежание недоразумений рулевой должен находиться на борту судна. Еще одна предосторожность: динамометр следует ввязывать в якорный трос так, чтобы разрыв динамометра не стал разрывом троса.

Если кто-нибудь думает, что предлагаемые эксперименты – плод кабинетного теоретизирования автора, то он весьма ошибается. Я долго и упорно возился с мокрыми тросами, стоя посреди пролива между Русским и Немецким Кузовами, прежде чем мне удалось что-либо измерить. Измерения, особенно бокового сопротивления, достаточно трудны. Странные вещи творятся с динамометрической подвеской: на течении оба ее троса провисают и тянут неизвестно куда, иногда вибрируют и выскакивают из воды. Возникает множество ошибок из-за различных посторонних факторов как то: зацеп троса за форштевень, лопух ламинарии, прилипший к носу или к рулю. Исключение ошибок требует труда, но потратить день на такую работу имеет смысл.

У гидродинамических экспериментов описанного типа имеется нежелательная особенность: надо кого-либо просить, чтобы тебя потаскали другой лодкой либо ехать на Белое море. В принципе, можно поступать и иначе. Силы, действующие на судно, вызывают его крен и дифферент. Откалибровав крен и дифферент соответствующим образом и измеряя их на ходу, можно определять порождающие их силы. Нужен прибор для измерения крена и дифферента способный работать на борту судна; таким прибором может служить и само судно.