Приблизително изчисляване на скоростта на моторна лодка (Корабостроене
Точното изчисляване на скоростта на моторна лодка е сложен въпрос и често изчислената скорост е много по-различна от действителната. Неточността на изчислението се дължи на две основни причини. Първият от тях е, че скоростта зависи от много голям брой фактори, като например размерите, теглото и естеството на контурите на кораба, положението на неговия център на тежестта, мощността на двигателя, загубите на мощност във валовете и трансмисията, броят на оборотите на вала на витлото, размерите и изработката на витлото, местоположението и рационализирането на изпъкналите части (кил, рул, конзола на витлото и др. ), състоянието на повърхността на кожата и др. Нито една дори най-сложна формула не може абсолютно точно да отчете действието на всички тези фактори едновременно. Втората причина е неизбежната разлика между стойностите, приети в проекта, и действителните стойности, получени по време на строителството; това се отнася главно за теглото на плавателния съд, мощността на двигателя и качеството на витлото.
При несъответствие от 10% изчисляването на скоростта вече може да се счита за доста точно. Във всеки случай, дори при разработване на проект от специализирано дизайнерско бюро, действителната скорост обикновено се гарантира с 10% по-малко от получената чрез изчисление.
Фенове, които не могат да извършат особено точно изчисление с моделни тестове (и не се нуждаят от това!), Можем да препоръчаме приблизителни методи за определяне на скоростта, които са разгледани по-долу. Освен това, когато се използват дадените диаграми, несъответствието често е по-малко от споменатите 10%.
Считаме за необходимо да предупредим: за да не се налага по-късно да се разочаровате, получавайки по-ниска скорост, отколкото излезе „на хартия“, вземете екстремните - „най-лошите“ възможни - стойности на тези количества, които не знаете достатъчно точно. Тази забележка се отнася зана първо място, към теглото на все още непостроен кораб, мощността на използван двигател и т.н.
Определяне на скоростта по теглото на кораба и мощността на двигателя
Това са основните величини от всички, които влияят на скоростта. Диаграмата (фиг. 1) показва скоростта на водоизместителните лодки и лодките, плаващи в преходен режим, когато корабът вече се поддържа от поне 60% от хидродинамичната подемна сила. Тази схема (както и следващата - фиг. 2) осигурява достатъчна точност само ако контурите на кораба съответстват на начина на движение. Ако, например, корпусът на лодката има контурите на планер, но мощността на двигателя е недостатъчна за постигане на плъзгане, скоростта, изчислена от тази диаграма, винаги ще бъде по-висока от действителната, като разликата ще бъде особено значителна (20-30%) за ниски скорости. Още по-голямо несъответствие (до 40%) може да възникне, ако мощността на двигателя и теглото на лодката съответстват на прехода към рендосване, а корпусът на лодката има чисто водоизместителни контури (остра кърма с форма на лъжица без транец).
Остава да се добави, че това се отнася за лодка с внимателно изработени корпус и витло; в противен случай скоростта, разбира се, ще бъде по-ниска (със същите 10-15%).
Използването на диаграмата (фиг. 1) е лесно. Изчислява се съотношението на мощността към теглото на лодката. От вертикалната ос от точката, съответстваща на полученото съотношение, начертаваме хоризонтална линия. Пресечната точка на тази хоризонтала с кривата на дължината на лодката дава точката, в която се измерва скоростта на хоризонталната ос. Например за лодка с тегло 500 кг с двигател 10 к.с. с. оказва се съотношението N / D \u003d 10: 0,5 \u003d 20 литра. с./т. С дължина по водолинията, например 6 м, се получава скорост от 18,5 км / ч (разбира се, ако лодката има корпус тип В, а не А).
Диаграма фиг. 2 приложими за определянескорости само на рендосващи моторни лодки. Подобни криви, налични в много популярни публикации, като правило се отнасят за по-големи кораби.Диаграмата се коригира според резултатите, получени от тестване на малки плавателни съдове - плъзгащи се моторни лодки.Несъответствията между изчислените и действителните скорости за плъзгащи се лодки са по-големи, отколкото за водоизместими лодки (до 10-20%), тъй като степента на влияние на фактори, които трудно се вземат предвид, се увеличава. Много важна роля играе съпротивлението на изпъкналите части (то може да съставлява най-голям дял от общото съпротивление) и правилното центриране, което осигурява най-благоприятния ъгъл на атака на рендосващото дъно.
Трябва да се има предвид, че тази диаграма е предназначена за безгребни моторни лодки с широко плоско дъно (малък мъртвец), остри скули и широк транец. При малък радиус на кривина на скулата скоростта ще намалее леко, но с по-забележимо закръгляване на контурите и увеличаване на мъртвата точка на дъното, действителната скорост ще бъде значително по-ниска от тази, определена от фиг. 2.
Определяне на скоростта чрез съпротивление на водата при движение на корпуса и спиране на витлото на извънбордовия двигател.
Този метод, който е относително точен за средни скорости от порядъка на 10-30 km/h, се основава на принципа, че съпротивлението на водата при движението на кораба е равно или малко по-малко от тягата на витлото. Обърнете внимание, че за водоизместващи кораби с килево дъно, за да се компенсира ефекта на засмукване, ударението трябва да бъде с 10–15% по-голямо съпротивление, докато за рендосващи кораби тази разлика е незначителна и обикновено не се взема предвид.
Спомнете си, че спирането на витлото е силата на натискане, която създава въртящото се витло. Изчисляването на спирането представлява значителна трудност, следователно ще е необходимо донякъде да стесним обхвата на разглеждания метод от аматьори: ние щеда говорим само за определяне на скоростта на лодки с извънбордови двигатели, ударението на витлата на които е известно.
На фиг. 3 е показана диаграма за определяне на скоростта от приблизителната стойност на тягата и мощността на извънбордовия двигател. Веднага отбелязваме, че естеството на кривата на тягата на същия двигател зависи от стъпката на винта (при постоянен диаметър), но несъответствията в резултатите, получени за средни скорости, обикновено са малки. Кривите показват стойностите на съотношението на стъпките, които включват стойностите на спирането и скоростта.
За да определим спирането, използваме диаграмата (фиг. 4), която показва зависимостта на специфичното съпротивление на лодки от различни видове от относителната скорост. Диаграмата е построена за съпротивлението на движение на голи корпуси, без да се отчита съпротивлението на изпъкналите части, което трябва да се отчете допълнително, като се увеличи получената стойност с около 10%. За полупланери и прави планери е посочена зона, която позволява да се оцени влиянието на положението на центъра на тежестта. По принцип трябва да се има предвид, че при относителни скорости до 12-14 лодките с голяма стойност на xg в маркираната зона имат по-малко съпротивление.
Нека обясним как се използват диаграми. Избират се няколко различни стойности на скоростта (четири или пет), които очевидно покриват възможния диапазон и за всяка от тях се изчисляват относителни скорости:
След това за всяка от стойностите, получени от диаграмата на фиг. 4 се вземат стойностите на относителното съпротивление R/D и чрез умножаване по теглото на кораба D се изчисляват стойностите на R. Получените стойности, за да се вземе предвид съпротивлението на изпъкналите части, се увеличават с 10%. Вярваме, че за плъзгащи се моторни лодки Р≈R,. Сега на фиг. 3, според стойностите на предварително избраните четири или пет скорости и съответните стойности на спиране, ние изграждаме спомагателна крива. кръстовищетази спомагателна крива с кривата на спиране за избрания двигател дава позицията на точката, от която перпендикулярът към хоризонталната ос показва максималната достижима скорост.
Помислете за пример за определяне на скоростта на лодка с полупланиращи контури (плоско дъно със заоблена скула, транец) с общо тегло 400 kg, с център на тежестта 40% L от транца, дължина на водолинията 4 m с помощта на извънбордов двигател "Москва" с мощност 10 к.с. с.
Кривата, построена за получените (виж таблицата) стойности на Р на фиг. 3 се пресича с кривата 10 к.с. с. в точка, съответстваща на скорост 19,0 km/h; следователно тази скорост е най-високата постижима.
Добавяме, че за високоскоростни планери със скорост над 30 km / h този метод е по-малко приемлив, тъй като за тях е необходимо по-точно да се вземе предвид влиянието на позицията на центъра на тежестта и съпротивлението на изпъкналите части.
Изчисляване на скоростта чрез водно съпротивление на движението на лодката и ефективността на задвижването
Диаграма фиг. 4 успешно може да се приложи и за приблизително изчисляване на мощността N, която осигурява дадена скорост, по формулата:
където R е съпротивлението на движение (kg), определено от фиг. 4 за дадена скорост; V — скорост, km/h; K - коефициент равен на 160 - с много добра ефективност на витлото (високоскоростни спортни лодки); 140 - с добра ефективност (големи винтове, по-малко обороти, високи скорости); 120 - със средна ефективност на витлото (средни витла, средни скорости); 100 - за неефективни винтове (малки винтове, ниски скорости).
Използвайки тази формула, можете също да изчислите максималната постижима скорост, като зададете няколко скорости на свой ред и изчислите мощността за всяка от тях, докато получим мощността на даденадвигател или с помощта на графичен метод.
Подобни оценки се препоръчва да се правят по всички горепосочени методи. Това ще позволи, от една страна, да се разкрият възможни аритметични грешки, от друга страна, чрез разликата в получените резултати, да се оцени възможното несъответствие между действителната и изчислената скорост. Въпреки това би било грешка да се приеме, че действителната скорост ще бъде средноаритметичната стойност на получените стойности. Най-близки ще бъдат тези скорости, които са получени по най-приложимия за случая начин и на базата на по-точни предположения.