2.1 Воздушное сопротивление судна

Сопротивление воздуха определяется как

, (2)

где - коэффициент сопротивления воздуха, зависящий от формы и размеров надводной части судна и направления набегающего воздушного потока; определяется по результатам "продувки" надводной части модели судна в аэродинамической трубе;

- плотность воздуха расчетная; принимается

тм^-3;

- площадь проекции надводной части судна на плоскость мидель-шпангоута, м²;

- скорость "кажущегося" ветра, мс^-1, при малых углах дрейфа

,  (3)

где , - скорость и курсовой угол истинного ветра;

В настоящем расчете считается, что судно идет носом на ветер и волну, так что

, и .

При отсутствии результатов продувок модели рассматриваемого судна для оценки используются либо данные испытаний модели близкого по форме объекта, либо результаты обобщения аналогичных испытаний.

В данной работе коэффициент воздушного сопротивления рекомендуется определять по способу Ишервуда 1,раздел I, формула II.44 при 

, (4)

где - наибольшие длина и ширина надводной части судна, м;

- площади продольной и поперечной проекций надводной части судна, соответственно, м².

Коэффициенты равны 1, табл.II.3  :

, , , .

Площади проекций надводной части судна в реальных условиях определяются по координатам узловых -точек полигона, являющегося внешним контуром рассматриваемых площадей; эти координаты снимаются с чертежей общего расположения надводной части судна («бок» и «корпус») и заносятся в таблицы координат (таблицы 2.1, 2.2).

Площади полигонов вычисляются по правилу трапеций

, (5)

где, при интегрировании в плоскости x0z:

; , , (6)

а при интегрировании в плоскости y0z:

ф ; , , (7)

Полигон описывается замкнутым контуром, так что всегда

.

Обход контура полигона должен производиться «по часовой стрелкe».

Для рассматриваемого судна эскиз надводной части (силуэт и вид с носа ) представлены на рис.2, а координаты узловых точек и расчет площадей , - в таблицах 2.1, 2.2

Таблица 2.1 Площадь анфас судна

( координаты узлов полигона - в м )

I	yi	pi =(yi+1-yi-1)/2	zi	Pizi
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13	0	-6,5	0	0

FT = 2 

В учебном расчете, при отсутствии чертежей судна, следует принять

и , (8)

где - «осадка судна в воздухе», которая принимается равной возвышению над ЛГВЛ верхней части крыльев ходового мостика. При отсутствии чертежей судна следует учесть, что условия «видимости поверхности моря из ходовой рубки», в соответствии с которым не может быть меньше, чем его минимальное значение, равное возвышению фальшборта на носовом перпендикуляре (или верхней кромки палубного груза, например – леса или контейнеров на носовом перпендикуляре) над ЛГВЛ, умноженному на ., где - расстояние по горизонтали от передней стенки ходового мостика до носового перпендикуляра.

Значения коэффициентов полноты проекций надводной части судна определяются по чертежам однотипных судов как и , соответственно. Примерные значения приведены ниже. Транспортные суда обычно имеют , но у крупных танкеров (а также сейнеров) может быть . Значения составляют: для траулеров бортового траления, сейнеров ; траулеров кормового траления ; транспортных рефрижераторов, грузовых судов со средней надстройкой

Таблица 2.2 Площадь силуэта судна

( координаты узлов полигона - в м )

I	xi	pi =(xi+1-xi-1)/2	zi	Pizi
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
FL = 

Таким образом, для рассматриваемого судна:

_______________м

=__________________________;

=__________________________;

= _________________________ .

По формуле (4) имеем:

=_______________________________________________________.

Следовательно, при расчетной скорости ветра (см.1.2) =_______ мс^-1 ,

будем иметь:

= ___________________________________

=___________________________________ кН.

Расчет сведен в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 Воздушное сопротивление судна

=_____________ мс^-1 ,

Элементы	v, мс-1 ( задается - по табл. 2, 3)
Расчета	0
, мс-1
, кН

Результаты расчета используются далее в табл. 2.6 для определения полного сопротивления в штормовую погоду .