Расчет сопротивления воды движению судна производится на глубокой спокойной воде и на мелководье. Последовательно рассчитываются следующие величины.
Водоизмещение судна 
:
| (1.1) |
где 
– длина судна;
– ширина судна;
– осадка судна;
– коэффициент общей полноты.
|
Соотношения главных размерений судна:
| (1.2) |
| |
| (1.3) |
| |
| (1.4) |
| |
| (1.5) |
|
Коэффициент пропорциональности 
между сопротивлением трения и сопротивлением формы:
| (1.6) |
|
Площадь смоченной поверхности судна 
определяется по приближенной формуле:
| (1.7) |
|
Кинематический коэффициент вязкости воды: 
.
Коэффициент, учитывающий шероховатость корпуса (для стальных судов): 
.
Коэффициент сопротивления выступающих частей: 
.
Сопротивление на мелководье определяется для относительной глубины судового хода 
:
| (1.8) |
|
Коэффициент увеличения вязкостного сопротивления на мелководье 
:
| (1.9) |
|
Коэффициент увеличения волнового сопротивления на мелководье 
:
| (1.10) |
|
Коэффициент волнового сопротивления 
(при Fr£0,1 CW =0):
| (1.11) |
По результатам расчета в зависимости от скорости судна строятся графики составляющих сопротивления и полного сопротивления на глубокой спокойной воде (рис. 2.1). Кривые полного сопротивления на мелководье и ориентировочного сопротивления в балласте используются при построении ходовых характеристик судна.
Для построения графиков сопротивления примем интервал скоростей от 4,0 м/с до 7,0 м/с, с шагом в 1,0 м/с.
Кинематическая вязкость воды: v=1,57*10-6
Расчет производится в табличной форме. Результаты расчета сведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Расчет сопротивления воды движению судна
Исходные данные:  ;  ;  ;  ;  ;  .
| |||||
| Расчетные величины | Раз-мер-ность | Численные значения | |||
Скорость судна 
| м/с | ||||
Число Рейнольдса
| – | 1,55 | 1,94 | 2,33 | 2,72 |
Число Фруда 
| – | 0,164 | 0,204 | 0,245 | 0,286 |
Экстраполятор трения
| – | 2,00 | 1,94 | 1,90 | 1,86 |
Коэффициент волнового сопротивления 
| – | 0,31 | 0,96 | 2,12 | 3,90 |
Динамический коэффициент
| кН | 4,79 | 7,48 | 10,78 | 14,67 |
Сопротивление трения
| кН | 12,5 | 19,0 | 26,9 | 36,0 |
Сопротивление формы
| кН | 1,3 | 1,9 | 2,7 | 3,7 |
| Волновое сопротивление
| кН | 1,5 | 7,2 | 22,8 | 57,3 |
Сопротивление выступающих частей
| кН | 1,0 | 1,5 | 2,2 | 2,9 |
Полное сопротивление
| кН | 16,2 | 29,6 | 54,6 | 99,9 |
Сопротивление на мелководье
| кН | 21,8 | 39,2 | 70,7 | 126,9 |
Сопротивление в балласте
| кН | 5,7 | 10,4 | 19,1 | 35,0 |
После построения графиков сопротивления определено следующее:
- Для заданной скорости движения судна полное сопротивление будет равно: 
, а сопротивление на мелководье 
.
|
| Рисунок 2.1 – Графики сопротивлений судна |
Построение чертежа гребного винта
Расчет контура лопасти гребного винта
Средняя ширина лопасти:
| (3.1) |
где 
– радиус гребного винта, 
;
– дисковое отношение, 
;
– число лопастей гребного винта, 
.
|
Максимальная ширина лопасти:
| (3.2) |
где 
– коэффициент для винтов с числом лопастей 
.
|
Отрезки 
и 
определяют контуры входящей и выходящей кромок лопасти. Определим величины , 
, 
, 
и 
на относительных радиусах: 0,3; 0,5; 0,7; 0,8; 0,95 и 1,0.
Для относительного радиуса 
:
Для относительного радиуса 
:
Для относительного радиуса 
:
Для относительного радиуса 
:
Для относительного радиуса 
:
Для относительного радиуса 
:
Для относительного радиуса 
:
Значения коэффициентов принимаются согласно таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Построение контура лопасти
| 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 0,95 | 1,0 |
| 46,90 | 52,64 | 56,32 | 57,60 | 56,08 | 51,40 | 41,65 | 23,35 | 7,7 | - |
| 29,18 | 33,32 | 37,30 | 40,78 | 43,92 | 46,68 | 48,35 | 47,0 | 41,2 | 20,14 |
| 76,08 | 85,96 | 93,62 | 93,38 | 100,0 | 98,08 | 90,08 | 70,35 | 48,88 | - |
Продолжение таблицы 3.1
| 35,0 | 35,0 | 35,0 | 35,0 | 38,9 | 44,3 | 47,9 | 50,0 | 48,1 | - |
По полученным значениям величин , , 
, и 
на относительных радиусах 0,3; 0,5; 0,7; 0,8; 0,95 и 1, строится контур лопасти винта.
|
| Рисунок 3.1 – Построение спрямленного контура лопасти |
Проводится осевая линия лопасти и от нее на выбранных радиусах откладываются вправо величины , определяющие положение входящей кромки лопасти, относительно оси, а влево откладываются величины , определяющие положение выходящей кромки лопасти, относительно оси.
Затем, используя лекало, соединяются полученные точки и получается спрямленный контур лопасти. От входящей кромки, на тех же радиусах, откладываются в сторону вертикальной оси величины , которые определяют положение линии наибольших толщин на спрямленном контуре лопасти.