5 Прогнозирование сопротивления окружающей среды при движении суда

5.1 Расчет сопротивления трения

Расчет сопротивления трения ведем по формуле:

; C_X – безразмерный коэффициент сопротивления трения, определяется как для эквивалентной гладкой пластины

Для данных по моему проекту, а именно δ=0,74:

; k – коэффициент, учитывающий влияние бульба (k=1 – без бульба; k=0,8 – с бульбом). График сопротивления представлен на рисунке 8.

Расчет ведем в таблице 18.

Таблица 18 - Расчет сопротивления трения

№ п/п	Наименование величин	Размерность	Величина
			1	2	3	4	5	6	7
1		-	38,242	76,484	114,72	152,9	191,21	229,5	267,7
2		-	2,444	2,210	2,088	2,01	1,947	1,89	1,86
3	Надбавка на шероховатость	-	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
4	Сопротивление трения	кН	1,662	6,120	13,148	22,64	34,528	48,76	65,29

5.2 Расчет остаточного сопротивления

Расчет остаточного сопротивления ведем по формуле:

; C_X – безразмерный коэффициент остаточного сопротивления, определяется по формулам, представленным в книге Гайковича А.И [7].

Для данных по моему проекту, а именно δ=0,74:

; k – коэффициент, учитывающий влияние бульба (k=1 – без бульба; k=0,8 – с бульбом).

Расчет ведем в таблице 19.

Таблица 19 – Расчет остаточного сопротивления

№ п/п	Наименование величин	Размерность	Величина
			1	2	3	4	5	6	7
1	Скорость	-	1	2	3	4	5	6	7
2		-	0,0412	0,0824	0,1236	0,165	0,2060	0,247	0,288
3		-	0,0042	0,0335	0,1129	0,268	0,5229	0,904	1,435
4	Остаточное сопротивление	кН	0,0024	0,0756	0,5738	2,418	7,3787	18,37	39,68

5.3 Расчет гидродинамического сопротивления

График гидродинамического сопротивления представлен на рисунке 9.

Расчет ведем в таблице 20.

Таблица 20 – Расчет гидродинамического сопротивления

№ п/п	Наименование величин	Размерность	Величина
			1	2	3	4	5	6	7
1	Скорость	м/с	1	2	3	4	5	6	7
2	Сопротивление трения	кН	1,662	6,120	13,148	22,6	34,528	48,7	65,3
3	Остаточное сопротивление	кН	0,002	0,076	0,574	2,42	7,379	18,4	39,7
4	Гидродинамического сопротивление	кН	1,664	6,196	13,722	25,1	41,907	67,1	105

Расчет ледового сопротивления проводим в соответствии с ледовыми условиями, определяемые классом судна.

Ice 2: судно предназначено для самостоятельного плавания в мелкобитом льду толщиной до 0,55 м со скоростью 5 узлов. Расчет чисто ледового сопротивления в битом льду рассчитываем по формуле Зуева:

где ρ_Л=0,9 т/м³ – плотность льда; h – толщина льда, м; Fr – число Фруда по толщине льда ; - функция сплоченности битого льда (принимаем равную 0,6).

Расчет ведем в таблице 21.

Таблица 21 – Расчет ледового сопротивления.

№ п/п	Наименование величин	Размерность	Величина
			1	2	3	4
1	Скорость	м/с	1	2	3	4
2		-	0,4305	0,8610	1,2915	1,7220
3	Ледовое сопротивление	кН	74,7312	90,5262	109,8159	132,6003

Полное сопротивление рассчитываем в таблице 22 и указываем график на рисунке 9.

№ п/п	Наименование величин	Размерность	Величина
			1	2	3	4	5	6	7
1	Скорость	м/с	1	2	3	4	5	6	7
2	Гидростатическое сопротивление	кН	1,664	6,196	13,722	25,1	41,907	67,1	105
3	Ледовое сопротивление	кН	74,731	90,526	109,81	133
4	Полное сопротивление	кН	76,395	96,722	123,54	158
5	Буксировочная мощность (чистая вода)	кВт	1,664	12,391	41,165	100	209,53	403	735
6	Полная буксировочная мощность	кВт	76,395	193,44	370,61	631