Sebességre vonatkozó koncepció, jachtok és csónakok
Egyszer, közben megszaporodott a turizmus és a szabadtéri sportok hajók, a szokásos az egyik jacht klubok a nyitó a szezon, sok megfigyelt futásteljesítmény észrevette, hogy egy nagy motoros jacht hullám kialakulása miatt lényegesen kisebb, mint más hajók, kisebb méretű és könnyebb. (Minden hajó ugyanolyan sebességgel ment végig a célba). Miért függ? Akut takarmányról? Vagy a tervező tehetségéből, aki sikeres vitorlás jacht projektet hozott létre? Valószínűleg más hajók számára is célszerű éles túravezető hajót használni? Ha nem költenek olyan sok lóerőt a zavaró hátsó hullámról, akkor természetesen megtakaríthatod az üzemanyagot vagy ugyanolyan költségeket
Mindezek az érvek helytelenek voltak. Az ok nem volt szigorú, sem a tervező tehetségében, hanem a nagy jacht alacsonyabb relatív sebességében. Amikor együtt úsztak, az abszolút sebesség ugyanaz volt, de nem relatív.
A relatív sebesség koncepciója rendkívül fontos a hajó alakjának, a motor sebességének és teljesítményének a megértéséhez.
Egy tengeralattjáró vagy egy repülőgép egyetlen környezetben - vízben vagy levegőben mozog. A hajó két médium határa mentén mozog, teljesen eltérő sűrűséggel. A levegővel határos víz szabad felületén úszik. Víz alatti úszás esetén a tengeralattjáró nem hoz létre hullámokat, és nincs hullámállósága.
A mozgó tartály azonban szabadon alakítja a hullámokat a víz felszínén, amely a motor hatalma egy részét elfogyasztja.
Rendszeres összefüggés van a hullámhossz és a szaporítás sebessége között. A lebegő edény hullámprofilot alkot az oldalán; a profil hullámának teteje közötti távolságot a hajó sebessége határozza meg.
Egy 16 m hosszú, 20 km / h sebességű turistahajó már egy hullámhossznál kisebb. Ebben az esetben a hullámnak 19,75 méter hosszúnak is kell lennie, bár a hajónak csak 16 m hosszú vízhossza van, ezért a turistahajó takarmánya majdnem a hullám aljára esik. Egy kis sportcsónak, amelynek hossza a vízvonalon 4 m, a hullámhossz a hajó hossza közel ötszöröse.
Így ugyanazon abszolút sebesség ellenére három hajó helyzete ugyanazon hullámképződésben teljesen más. Úgy tűnik, hogy a nagy jacht alacsony sebességgel halad, a turistahajó a középső úton van, a kis sportcsónak pedig teljesen lendül. Ezek a megfigyelések helyesek.
A relatív sebesség az abszolút sebesség hányadosaként definiálható az edény vízvonala négyzetgyökével. Az eredmény, az úgynevezett R sebességi együttható, a relatív sebesség számszerű kifejezése. A hosszúság négyzetgyöke a nagy jacht vízvonala mentén. A hasonló Froude számok eléréséhez a metrikus vagy az angol rendszert kell használni. Nagy időbe telt, míg a relatív sebesség és a kontúrok alakjára gyakorolt hatása, valamint a dimenziók aránya a cathero épületbe bejutott. Csak a 30-as években a fogalom relatív sebesség kezdték alkalmazni a tervezés motorcsónakok, de még most is, még a szakmai körökben, ez fontos tényező a megközelítés empirikusan anélkül, hogy alapos ismerete a az ügy érdemi most már világos, hogy miért a nagy motoros jacht meglepte a kis hullámképződés. Viszonylag sokkal lassabban mozogott, mint az összes többi, a méreténél jóval rosszabb hajó. nélkül
Ha rövidebb hajókat építettek ilyen gyorsasággal, mint egy nagy jachton, akkor a hullámképződés nagyon nagy lenne. Ebben az esetben különösen veszélyes, erős takarmányhullám merül fel, ami a hajó kedvezőtlen különbségével függ össze.
Ha a csónak lassan mozog, a súlyát pusztán statikusan a víz támogatja, vagyis az eltolódott víz súlya megegyezik a hajó tömegével, és nem változik.
A kis csónakok nagysebessége miatt jelentős erővel rendelkező könnyű motorok jelentek meg. Nagy sebességnél dinamikus erők merülnek fel, amelyek hajlamosak a hajótestről a vízből kifelé. Ennek eredményeképpen a hajó tömegének egy része már csak a statikusan elmozdult vízmennyiséggel támadja meg, de a hajó előrehaladásából eredő víz dinamikus nyomása emelkedik fel.
Ezt a mozgásállapotot átmeneti rendszernek nevezik, félig siklik.
A hajó dinamikus emelkedését, amely nagymértékben függ a relatív sebességtől, szintén befolyásolja az alja alakja. A lapos konfiguráció segíteni fogja ezt a felemelkedést, a keretek éles hajlított alakja ellenkezőleg, kevésbé lesz kedvező.
Nem várható, hogy sok hajó képes átmeneti rendszert elérni. Nem értelmezhető a nagyméretű hajók víz alatti része (a kikötői vontatóhajóról a nagyméretű utasszállító hajóra), amely dinamikus emelkedést biztosít. A dinamikus erők nem elegendőek, és ez a forma hátrányosan befolyásolja a hajók sebességét. Minden nagy hajónak a hátsó végnek lekerekített vagy hegyes formái vannak; Ha a közelmúltban van transzom táp, akkor ez nem jellemző. 5. Ha a sebességi együtthatók kicsi értékét kapjuk, szükséges, hogy a hajó hátsó végének keskeny, hosszúkás alakja legyen. Ebben az esetben nem számít, hogy egy ilyen hajó 55 km / h abszolút sebességgel mozoghat. A relatív sebesség nem magas.
A közúti tesztek során az utasok elmozdítására szolgáló hajó által a leggyorsabb sebesség az Egyesült Államok buszjárata 76 km / h, 240 000 literes hajtóművel. a. De egy ilyen hosszú erővel rendelkező erő és sebesség sem teremtett dinamikus felhajtóerőt. Ebben a tekintetben a sport törpék messze meghaladták a tengerek óriását!
Ha egy gyorsan mozgó motorcsónak részben dinamikus felhajtóereje van, akkor felmerül a kérdés, hogy lehetetlen-e olyan teljes siklás elérése (csúszás), amely megnövekedett motorteljesítményt és ennek megfelelően nagyobb sebességet eredményez. Ez valóban lehetséges.
Minél nagyobb a hajó relatív sebessége, annál nagyobb a dinamikus erő. Nagyon gyors, könnyű hajók, elsősorban a versenyautók, majdnem elérik a teljes csúszás állapotát. A hajó súlyát csak dinamikus felhajtóerő tartja fenn, és a csónak csak a víz felszínét érinti.
Hullámképződés. Minden mozgó csónak a víz szabad felületének perturbációját okozza. A hajó íve kiszorít egy bizonyos mennyiségű vizet. A víz visszafordul a tatóra, hogy kitöltse az ürességet. Ennek a zavarnak köszönhetően felszíni hullámok keletkeznek, amelyek "elvesznek" a motorteljesítmény egy részét.
A kevésbé vizet a hajó elmozdítja, annál kisebb a motor teljesítménye a hullámképződésre fordítva. Minden hullámnál használhatatlan és visszavonhatatlanul "elfut" az üzemanyag. Ráadásul a hullámok megzavarják a többi hajót, sőt károsítják a partvonalat. Amikor a csúszás megkezdődik, a kiszorított vízmennyiség kisebb, mint a hajó súlya. Könnyen belátható, hogy ebben az esetben csökken az ellenállás, vagyis a motor teljesítményét. Ha lehetett elérni a teljes csúszás rendszert, akkor a hullámképződés nem feltétlenül létezik (fizikailag teljes csúszás, sajnos nem létezik).
Ezzel szemben nagyon csendes mozdulatot kell figyelembe venni. Ezzel szinte nincs hullámképződés; a víz felszínén hullámzó hullámok alig észrevehetőek lesznek. Mivel az üzemanyagot nem a hullámképződésre fordítják, a motor alacsony sebességű üzemmódban kedvező körülmények között zajlik és kivételesen gazdaságos úton érhető el.
A hullámképződés kérdéseinek megfontolása érdekében meg kell határozni néhány alapvető fogalmat. A hullámhossz a hullámcsúcsok közötti távolság. A hullámmagasság alatt értsd meg a magasság és a felső hullám közötti magasságkülönbséget. A két egymást követő hullámcsúcs áthaladása közötti idő egy rögzített ponton a hullám időszaka. Ez utóbbi a hullámterjedés hosszától és sebességétől függ. Meg kell jegyeznünk, hogy csak a hullám geometriai alakja mozog, és nem a víz tömege.
A hullámhossz, a propagációs sebesség és az időtartam bizonyos arányban van, így könnyen kiszámítható. A hullámhossz vizsgálatához nem számít, hogy a szél hatása vagy a csónak folyamata alakul-e ki. Mindenesetre a hullámok tiszteletben tartják az egyszerű fizikai törvényeket. Összhangban velük, a hullámhossz
A gravitáció g gerjesztése normál körülmények között változatlan marad és egyenlő 9,81 m / s2 értékkel; megadja a képlet függetlenségét az intézkedési rendszerből. Gyakorlati szempontból kizárt, majd a hullámhossz kifejezését egyszerűsítettük: Lw = 0,64w2. A v sebességet méterben másodpercenként kell venni. Amint látható, a hajó mentén áthaladó hullámhossz csak a sebességtől függ, és nem a hajó méretétől és kontúrjaitól.
Amikor a hajó mozog sebességgel 5 m / s (18 km / h) képződik hullámhossz Lw -. 0,64-52 = 16 m álló tengeri hullám, új a szél hatása alá tartoznak, ugyanazon jog. Ha a tenger hulláma megfigyelni átlagos hossza 16 m, az egyik fogja találni, hogy mozognak azonos sebességgel, 5 m / s (18 km / h).