| МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОДЫ | | Печать | |
|
разл. методы воздействия на процессы и структуру обтекания судна с целью уменьшения сопротивления воды движению судов. Подразделяются на методы снижения вязкостного сопрот. (трения и формы) и волнового. Известны след. методы снижения сопрот. трения: замена при данном числе Рейнольдса Re турбулентного теч. в пограничном слое ламинарным (ламинаризация потока), для к-рого характерно меньшее сопрот. трения: изменение физ. свойств жидкости и поверхности обтекаемого тела; уменьшение смоченных поверхностей. Ламинаризация потока пограничного слоя достигается приданием телу формы, края обеспечивает более равномерное распределение давления по его длине, повышающее устойчивость ламинарного теч. в погран. слое до Re = (3 ÷ 5)·107. При больших числах Re, вплоть до натурных, ламинаризация потока обеспечивается отсасыванием жидкости внутрь обтекаемого тела через его пористую поверхность (распредел. отсос) либо через отд. щели (дискретный отсос). Отсасывание уменьшает толщину погран. слоя и изменяет эпюру его скоростей, что способствует сохранению ламинарного теч. (снижение сопрот. трения на 60— 70%). Изменение физических свойств жидкости достигается: 1) введением в погран. слой растворов полимеров — полиэтиленоксидов, полиакриламидов и др., отличающихся большой относит, молекулярной массой (до 6·106) и малой долевой концентрацией по массе (порядка 10-5—10-6). Эти вещества с молекулами в виде длинных цепей способствуют частичному гашению турбулентности в пристенной обл. слоя (снижение сопрот. трения на 60—80%); 2) применением поверхностно-активных веществ (натриевых и алюминиевых мыл с долевой концентрацией по массе порядка 10-2—10-3), влияющих на силы поверхностного натяжения и изменяющих молекулярную структуру потока (снижение сопрот. треиия на 30—60%); 3) подогревом или введением в жидкость пузырьков воздуха. Гашение в погран. слое турбулентности возможно благодаря покрытию поверхности тела упругим, легко деформирующимся материалом, изменяющим физ. свойства поверхности. Уменьшение смоченной поверхности обтекаемого тела достигается благодаря формированию на его поверхности воздушной каверны за счет непрерывной подачи воздуха. В обл. расположения каверны удается почти полностью устранить сопрот. трения. Снижению сопрот. формы способствуют такие меры, как повышение плавности обводов корм, оконечности, предотвращающее образование поперечных вихрей на корпусе судна, и применение нос. бульбов для снижения интенсивности продольных вихрей. Для уменьшения волнового сопротивления при числах Фруда Fr более 0,2 применяют S-образные формы нос. ватерлиний, а при Fr> 0,4 — клиновидные. Доп. снижение сопрот. м. б. достигнуто за счет применения нос. бульбов. При малых числах Fr и полных обводах они способствуют разрушению нос. подпорной волны, а при Fr= 0,25÷0,35 обеспечивается благоприятная интерференция создаваемой бульбом волновой системы с волнообразованием корпуса судна. Эффективный способ снижения волнового сопрот.— применение полупогруженных судов, верт. стойки к-рых благодаря узкой ватерлинии создают незначит. волнообразование. Снижение всех составляющих сопрот. воды движению судна м. б. достигнуто применением динам, принципов поддержания судов, т. е. за счет подъема корпуса из воды (см. Судно на подводных крыльях. Судно на воздушной подушке, Экраноплан). |
