К оглавлению                   Следующая >>

Относительная скорость
как критерий при проектировании катеров и яхт.

        Конструктор малого судна или его строитель имеют, как правило, достаточно широкий выбор двигателей, которые могут быть установлены на катере. Например, на шестиметровом катере, предназначенном для туристских путешествий трех человек, можно установить стационарный двигатель Л6 мощностью 6 л. с, подвесной мотор мощностью 30 л. с. или автомобильный 70-сильный двигатель. В каждом из этих случаев будет получена различная скорость, но прирост ее далеко не пропорционален повышению мощности двигателя. Так, с двигателем Л6 скорость составит около 10 км/ч, с подвесным мотором (при условии подбора оптимального гребного винта) — 18 км/ч, с автомобильным двигателем — 35 км/ч. Таким образом, чтобы повысить скорость катера вдвое, необходимо увеличить мощность двигателя почти в 4 раза, а для трехкратного повышения скорости — в 10 раз. Это объясняется тем, что судно вовлекает в движение значительные массы воды и преодолевает силы трения обшивки корпуса о воду, в результате чего сопротивление движению увеличивается пропорционально квадрату скорости.
        Вовлекаемая в движение вода образует систему волн, из которой наиболее ясно выражена носовая система волн. По характеру расположения отдельных гребней носовые волны можно разделить на две группы (рис. 1): поперечные и расходящиеся. Гребни расходящихся волн расположены под углом к направлению движения катера; обычно этот угол независимо от типа судна составляет 35—40°. Гребни поперечных волн перпендикулярны направлению движения, они занимают пространство между расходящимися волнами от правого и левого бортов.



        Длина волны λ равна

λ=2πν²/g≈0.64ν²

где π = 3,14; ν — скорость судна, м/с; g=9,81 м/с² — ускорение силы тяжести.
        Похожая по форме и расположению волновая система создается и у кормовой оконечности катера, но высота волн здесь меньше. Поэтому главное влияние на движение катера оказывает носовая система волн, если только не происходит сложения (интерференции) гребней носовой и кормовой волн.
        Соотношение трех основных параметров — длины судна, его скорости и сил тяжести, характеризующих волновую систему, выражается в виде безразмерного числа Фруда

Fr = ν/√gL,

где L — длина судна по ватерлинии, м.
        Число Фруда, или относительная скорость, является важнейшим критерием при выборе обводов корпуса и мощности силовой установки катера и яхты, так как на создание волн (или преодоление волнового сопротивления) затрачивается большая часгь мощности механической установки. Так, даже для четырехметрового катера, движущегося со скоростью 10 км/ч, число Fr составит 0,44 (рис. 2).





















Для этого значения на преодоление волнового сопротивления тратится более 2/3 мощности двигателя и только 1/3 — на преодоление сил трения обшивки о воду. Понятно поэтому стремление конструкторов по возможности снизить волнообразование у корпуса судна или перевести его в режим глиссирования — скольжения по поверхности воды.

                                                        К оглавлению                   Следующая >>