5. Ходкость судна

5.1 Сопротивление воды движению судна

Сопротивление при движении судна на тихой воде без учета сопротивления воздуха можно определить по формуле:

, где [5.1]

– сопротивление трения;

– сопротивление выступающих частей;

– остаточное сопротивление.

Составляющую сопротивления трения можно определить

, [5.2]

Где : – коэффициент сопротивления трения, эквивалентной гладкой пластины. Он определяется по формуле Прандтля – Шлихтинга от вязкости жидкости и числа Рейнольдса:

[5.3]

Число Рейнольдса:

, где [5.4]

v – скорость судна, м/с;

L – расчетная длина судна, м;

– кинематический коэффициент вязкости. Для «стандартной» температуры воды 4⁰С принимают м²/с;

– плотность воды, т/м³;

– смоченная поверхность корпуса судна.

Для транспортных судов с большими значениями коэффициента общей полноты смоченную поверхность можно определить:

[5.5]

Надбавку на шероховатость определяется по таблице в зависимости от длины судна , так как длина судна находится в диапазоне 50…150м.

Остаточное сопротивление определяется по формуле:

, [5.6]

где С_ост коэффициент остаточного сопротивления; для судов с коэффициентами полноты менее определяется по формуле:

С_ост , [5.7]

при наличии бульба

Сопротивление выступающих частей определяется по формуле:

, [5.8]

где -коэффициент выступающих частей; определяется по таблице 11.2 [2].

=0,15, так как длина судна находится в диапазоне 50…130м и с одним винтом.

Расчет полного гидродинамического сопротивления судна и буксировочной мощности ведем в таблице 2.1.

По результатам расчета строят графики зависимости буксировочного (полного) сопротивления и буксировочной мощности от скорости движения судна на рисунке 5.1.

Таблица 5.1 - Расчет сопротивления и буксировочной мощности

№ п/п	Обозначения, формулы	Раз-ость
1	Скорость, v		0,2v	0,4v	0,6v	0,8v	v	1,2v
		уз	1,40	2,81	4,21	5,62	7,02	8,42
2	Числа Рейнольдса	-	79053248,4	158106496,8	237159745,2	316212993,6	395266242,0	474319490,4

Продолжение таблицы 5.1

3	Коэффициент трения	--	0,0022	0,0020	0,0019	0,0018	0,0018	0,0017
4	Надбавка на шероховатость	---	0,0004	0,0004	0,0004	0,0004	0,0004	0,0004
5	Сопротивление трения =	кН	5,35	19,75	42,45	73,14	111,58	157,61
6	Числа Фруда	--	0,05	0,10	0,14	0,19	0,24	0,29
7	Коэффициент остаточного сопротивления Сост	---	0,00001	0,00011	0,00036	0,00086	0,00168	0,00290
8	Остаточное сопротивление	кН	0,028	0,883	6,706	28,258	86,237	214,586
9	Коэффициент выступающих частей	---	0,00015	0,00015	0,00015	0,00015	0,00015	0,00015
10	Сопротивление выступающих частей	кН	0,31	1,24	2,78	4,94	7,72	11,12
11	Полное гидродинамическое сопротивление R=	кН	5,69	21,86	51,94	106,34	205,53	383,31
12	Буксирная мощность	кВт	7,99	61,39	218,77	597,19	1442,85	3229,01

Рисунок 5.1 – Зависимости R(v) и Nб(v)на тихой воде