Взаимодействие движущего судна и водного потока.

Рис. 19. Схема распределения скоростей пото­ка и гидродинамических давлений вдоль корпуса движущегося судна

Одним из основных факторов, влияющих на ходкость судна, явля­ется окружающая его водная среда, которая оказывает значительное сопротивление движению судна. Взаимодействие водной среды и дви­жущегося судна характеризуется сложными гидродинамическими про­цессами, физическая сущность кото­рых заключается в следующем. Движущееся судно выводит окружа­ющие его, массы воды из состояния покоя, при этом объем воды, вытесня­емый носовой частью, стремится заполнить свободное пространство, образовавшееся вдоль корпуса. В ре­зультате этого возникает поток, направленный от носовой части судна в сторону кормы, причем скорости его протекания вдоль корпуса неодина­ковы (рис. 19). Вблизи носовой скулы скорость потока V1 меньше, чем скорость потока впереди судна Vо, вблизи миделя скорость потока V2 больше, чем скорости V1 и V0, а вблизи кормовой скулы скорость V3 меньше скоростей V2 и Vо.

На основании закона гидродина­мики (уравнения Бернулли) неравно­мерность скоростей обтекания вызы­вает перераспределение гидродина­мических давлений вблизи корпуса и вдоль его смоченной поверхности (см. рис. 19). В зонах пониженных скоростей потока гидродинамическое давление увеличивается, а в зонах повышенных скоростей уменьшается.

Вследствие этого вблизи носовой скулы гидродинамическое давление P1 больше, чем давление P2 вблизи миделя, у кормовой скулы давление Pз больше P2, но несколько меньше P1. Возле миделя давление P2 меньше, чем P3 и P1. В связи с неравномерно­стью гидродинамических давлений поверхность воды вблизи корпуса судна неровная: в носовой и кормо­вой частях образуется бугор (волна), а в средней части корпуса — впадина. Рассмотренную закономер­ность распределения давлений вбли­зи корпуса движущегося судна необходимо учитывать в процессе расхождения и обгона судов, осо­бенно на малых траверзных расстоя­ниях, а также при движении вблизи берега или откоса канала, так как гидродинамический контакт между судами оказывает существенное вли­яние на их управляемость и безо­пасность движения.