Viteza corpului - Hull speed

Viteza corpului sau viteza de deplasare este viteza la care lungimea de undă a valului navei este egală cu lungimea liniei de plutire a navei. Pe măsură ce viteza bărcii crește de la repaus, lungimea de undă a valului de prova crește și, de obicei, crește și dimensiunea creastei sale până la jgheab (înălțimea). Când viteza corpului este depășită, o navă în modul de deplasare va părea că urcă pe partea din spate a valului său de prova.

Dintr-o perspectivă tehnică, la viteza corpului, valurile de arc și de pupa interferează în mod constructiv, creând valuri relativ mari și, astfel, o valoare relativ mare a rezistenței la undă. Tracțiunea navei pentru o carenă de deplasare crește ușor cu viteza pe măsură ce viteza cocii este apropiată și depășită, adesea fără o inflexiune vizibilă la viteza corpului.

Conceptul de viteză a corpului nu este utilizat în arhitectura navală modernă , unde considerațiile raportului viteză / lungime sau numărul Froude sunt considerate mai utile.

fundal

Pe măsură ce o navă se mișcă în apă, creează valuri staționare care se opun mișcării sale . Acest efect crește dramatic în corpurile complet formate la un număr Froude de aproximativ 0,35 (care corespunde unui raport viteză / lungime (a se vedea mai jos pentru definiție) de puțin mai puțin de 1,20 nod · ft ½ ) din cauza creșterii rapide a rezistenței de la trenul de unde transversale. Când numărul Froude crește la ~ 0,40 (raport viteză / lungime ~ 1,35), rezistența la creșterea undelor crește mai departe de trenul de unde divergent. Această tendință de creștere a rezistenței la creșterea valurilor continuă până la un număr Froude de ~ 0,45 (raport viteză / lungime ~ 1,50), și atinge vârfurile la un număr Froude de ~ 0,50 (raport viteză / lungime ~ 1,70).

Această creștere foarte puternică a raportului de rezistență la viteză / lungime în jur de 1,3 până la 1,5 părea probabil insurmontabilă la navele cu vele timpurii și astfel a devenit o barieră aparentă. Acest lucru a condus la conceptul de viteză a corpului.

Calcul empiric și raport viteză / lungime

Viteza corpului poate fi calculată prin următoarea formulă:

Unde

este lungimea liniei de plutire în picioare și
este viteza corpului navei în noduri

Dacă lungimea liniei de plutire este dată în metri și viteza dorită a corpului în noduri, coeficientul este de 2,43 kn · m ½ . Constanta poate fi dată de 1,34 la 1,51 nod · ft ½ în unități imperiale (în funcție de sursă), sau de 4,50 până la 5,07 km · h −1 · m −½ în unități metrice, sau 1,25 până la 1,41 m · s −1 · M −½ în unități SI.

Raportul dintre viteză și se numește adesea „raportul viteză / lungime”, chiar dacă este un raport dintre viteză și rădăcina pătrată a lungimii.

Calculul primelor principii

Deoarece viteza corpului este legată de lungimea bărcii și de lungimea de undă a undei pe care o produce pe măsură ce se mișcă prin apă, există o altă formulă care ajunge la aceleași valori pentru viteza corpului pe baza lungimii liniei de plutire.

Unde

este lungimea liniei de plutire în metri,
este viteza corpului navei în metri pe secundă și
este accelerația datorată gravitației în metri pe secundă pătrat.

Această ecuație este aceeași cu ecuația utilizată pentru a calcula viteza undelor de apă de suprafață în apele adânci. Simplifică dramatic unitățile constantei dinaintea radicalului din ecuația empirică, oferind în același timp o înțelegere mai profundă a principiilor în joc.

Implicațiile proiectării corpului

Rezistența la obținerea valurilor depinde de proporțiile și forma corpului: multe modele moderne de deplasare pot depăși viteza corpului chiar și fără planificare . Acestea includ corpuri cu capete foarte fine, corpuri lungi cu grinzi relativ înguste și modele de perforare a valurilor . Astfel de forme de carenă sunt utilizate în mod obișnuit de canoe , bărci cu vâsle competitive , catamarane , feriboturi rapide . De exemplu, caiacurile de curse pot depăși viteza corpului cu peste 100%, chiar dacă nu planifică.

Barcile grele cu corpuri proiectate pentru rabotare nu pot depăși în general viteza corpului fără rabotare.

Barcile cu deplasare ultra-ușoară sunt proiectate pentru a planifica și, astfel, pentru a ocoli limitările vitezei corpului.

Corpurile semi-deplasate sunt de obicei intermediare între aceste două extreme.

Vezi si

Referințe


linkuri externe