Гидродинамические характеристики подводного крыла лодки

Для более полной характеристики подводного крыла (далее - ПК) лодки или катера используется также понятие гидродинамического качества крыла К, представляющего собой отношение подъемной силы к силе сопротивления:

 .

Для того чтобы в общих чертах представить себе работу крыла в воде целесообразно проанализировать силы, воздействующие на крыло при его движении в жидкости.

Поток, набегающий на такое крыло со скоростью v под некоторым положительным углом атаки α, на верхней стороне профиля ускоряется, а на нижней замедляется. При этом, согласно закону Бернулли, давление на верхней стороне уменьшается, а на нижней возрастает (по сравнению с давлением в невозмущенной жидкости). На рис. 3 приведен график, иллюстрирующий изменение безразмерного коэффициента давления

по хорде профиля ПК.

Здесь Δр = р — р0, где р — давление в соответствующей точке профиля, p0 — давление в невозмущенной жидкости, а ρ — массовая плотность воды, равная 102 кг ּ сек24.

Рис. 3. Распределение давления по профилю подводного крыла.
1 — эпюра давлений засасывающей стороны; 2 — эпюра давлений нагнетающей стороны.

Отрицательные значения коэффициента давления указывают на разрежение (р < р0), положительные — на наличие давления (p > p0).

Возникающая разность давлений создает на крыле силу, направленную вверх, т. е. подъемную силу крыла.

Из рис. 3 видно, что эпюра разрежения по своей площади значительно превосходит эпюру повышенного давления. Опытным путем установлено, что примерно 2/3 подъемной силы создается на верхней ("засасывающей") стороне профиля благодаря разрежению, а около 1/3 — на нижней ("нагнетающей") стороне под действием повышенного давления.

Равнодействующая сил давлений, действующих на крыло, представляет полную гидродинамическую силу, которую можно разложить на две составляющих: Y - подъемную силу крыла, перпендикулярную направлению движения и R - силу сопротивления, направление которой совпадает с направлением движения.

Точка приложения равнодействующей этих сил на профиле характеризуется моментом М относительно передней точки профиля.

По результатам многочисленных экспериментов известно, что параметры Y, R и М более или менее точно можно выразить следующими зависимостями:

,

где: v - скорость потока, набегающего на крыло; b - хорда крыла; S - площадь крыла; Сy, Сr, См - безразмерные гидродинамические коэффициенты соответственно подъемной силы, силы сопротивления и момента. Следует отметить, что эти величины не зависят от среды, в которой движется крыло (вода или воздух).

Для различных типов профилей точный метод теоретического расчета данных коэффициентов затруднен, поэтому их (если есть возможность) определяют экспериментально путем буксировки в опытовых бассейнах.

 
   
  
 
 
Copyright © 2008 ИП Гараев З. М.
Тел.: (8552) 77-36-15
катера лодки Условия использования материалов сайта Политика конфиденциальности партнеры


Создание сайта Вебцентр CMS SiteEdit


Rambler's Top100