Физическая сущность сопротивления

Сопротивление трения R_тр является проявлением сил вязкости жидкости и представляет результирующую всех касательных сил, действующих на смоченную поверхность тела.

На величину сопротивления трения оказывает влияние шероховатость поверхности судна и в очень слабой степени кривизна судовой обшивки.

Сопротивление трения выражается формулой:

,

где  - смоченная поверхность судна.

В отдельных случаях значение сопротивления трения настолько незначительно, что им пренебрегают.

Вихревым сопротивлением R_вихр называется разность давления в носовой и кормовой частях судна, и являющаяся следствием вихреобразования за кормой и зависящего от изменения давления вдоль поверхности судна.

R_вихр зависит от формы обтекаемого тела и, главным образом_, от очертания кормовой его части, поэтому его называют также сопротивлением формы (рис.5).

.

Различают два вида обтекания:

- безотрывочное,

- отрывочное обтекание

> R_{вихр. безотр.}

R_вихр составляет  20-25℅ от общего сопротивления воды движению твердого тела.

Волновое сопротивление R_волн возникает вследствие затраты энергии на создание и поддержание системы волн, образующихся в жидкости.

Поскольку судно непроницаемо для жидкости, то оно при своем движении непрерывно вытесняет носовой частью некоторый объем жидкости и одновременно освобождает такой же объем за кормой. Этот объем сразу же заполняется окружающей судно жидкостью.

Вблизи носа уровень жидкости поднимается по отношению к уровню невозмущенной поверхности, вследствие его вытеснения корпуса, а вблизи кормы, наоборот, понижается. получающийся при этом перепад уровней нарушает равновесие жидкости и вызывает образование на поверхности воды гравитационных волн (корабельных волн).

Корабельные волны состоят из расходящихся волн и волн поперечных (поперечные волны появляются при возрастании скорости) (см. рис. 6).

Волны образуются в III области во внешнем потоке, где силы вязкости практически не учитываются (можно применять законы идеальной жидкости).

R_волн =10℅ от полного сопротивления.

Сопротивление выступающих частей R_выст.ч. является дополнительным сопротивлением, увеличивающим в основном вихревое сопротивление. (Такими выступающими частями являются рули, киль, гребные волны, колеса и др.)

Сопротивление воздуха R_возд слагается из сопротивления надводной части корпуса и палубных надстроек набегающему потоку воздуха.