Волновое сопротивление

Свободная поверхность воды под действием силы тяжести стремится установить плоский уровень и при всяком наруше­нии этого условия равновесия жидкости производит поверх­ностные движения, распространяющиеся в виде волн.

Движение судна вносит возмущение в то распределение давле­ния, обусловленное явлением тяжести, которое соответствует покою. В одних точках происходит увеличение давления, а в других понижение, но так как на поверхности, испытывающей рав­номерное давление атмосферы, оно должно оставаться постоянным, то нарушение распределения давления в жидкости должно вызывать изме­нение уровня, т. е. появление волн.

В носу и корме, где происходит замедление относительного движе­ния струек, обтекающих движущееся тело, благодаря их взаимному раз­двиганию должно происходить повы­шение уровня, а против средней, на­иболее широкой части тела должно происходить поперечное сжатие сте­сненных струй и ускорение их дви­жения, сопровождающееся соответ­ственным понижением уровня; все это вызывает появление волн.

При равномерном движении тела и спокойном состоянии свободного уровня воды система волн, подни­маемая телом, носит характер уста — ‘ ‘ ^ "

НОВИВШЄГОСЯ движения определенной рис. 40. Две спс;емы волн формы ДЛЯ каждой скорости; на об — при движении судов

разование этих волн тратится часть энергии движения, что и обусловливает наличие волнового сопротивления.

Судно при своем движении образует две системы волн: попе­речные и расходящиеся (рис. 40)Г Гребни поперечных волн перпендикулярны направлению движения судна и посте­пенно убывают от носа к корме. Кормовая оконечность подобно носовой создает самостоятельную систему поперечных волн. При движении гидросамолета носовые волны не успевают затухнуть и достигают кормовой системы; при этом происходит так назы­ваемое явление интерференции, и в частном случае, если носо­вые волны в кормовой части сдвинуты относительно кормовых волн на половину их длины, то за кормой может и не образо­ваться поперечной волны, и судно будет иметь только одни носо­вые волны.

Расходящиеся волны начинаются у носовой части судна и идут уступами.

Теория сопротивления Фруда, проверенная и подтвержденная большим количеством опытов, дает возможность предварительно рассчитать величину водяного сопротивления при движении судов.

Вопрос о водяном сопротивлении гидросамолета более сложен, и точного математического правила его определения нет. Закон Фруда приходится применять с некоторыми ограничениями и добавлениями, и поэтому для получения более полной кар­тины волнового сопротивления определение его производится в специальных бассейнах путем буксировки (протаски) моделей плавающих приспособлений гидросамолетов с замером величин Получающихся при этом сопротивлений.

*