Покатаюсь на любимиом коньке, пока специалисты спят
1. Теория размерностей и подобия в гидродинамике. Есть книжка Эпштейна с аналогичным названием, всем советую. Очень фундаментально.
Поскольку специалисты так и не проснулись, продолжим без них. Да, теория вполне строгая сама по себе. Однако в приложении к гидродинамике надводных объектов единственный точный результат этой теории заключается в том, что полное динамическое подобие поведения двух объектов обеспечивается только в том случае, когда эти объекты одинаковы. Иначе - только частичное подобие, то есть моделируем либо по Фруду, либо по Рейнольдсу (либо ни по тому, ни по другому). В результате при пересчёте сил с модели на натуру мы неизбежно имеем погрешность, зависящую от масштаба, так называемый масштабный эффект. Не знаю, какой величины погрешность достигает при испытаниях на ходкость, но при мореходных испытаниях, например, при неудачном выборе масштаба она может достигать 40%. Причём речь идёт именно о подобных (геометрически и массово) объектах, про закономерности же явлений на не подобных объектах в теории подобия речи не идёт.
2. Глиссирование -- энергетически более высокий режим движения по сравнению с плаванием. Инерционность потока должна преобладать над силами тяжести, чтобы перевести его в режим струйного обтекания, с отрывом от поверхности тела. В этом залог резкого уменьшения сопротивления движению.
Пусть так, но каким образом из этого следует, что при движении некоего объекта со скоростью 3м/с инерционность потока вокруг него не будет преобладать над силами тяжести? Поток - он ведь разный, в носу - один, в корме - другой, по бортам - третий. А струйное обтекание так и вообще за кормой или перед носом, где поток от тела уже оторвался. Для того, чтобы оценить соотношение инерционных и гравитационных сил нам нужно знать форму подводной части судна, его положение по отношению к поверхности и поле скоростей вокруг днища, тщательным образом просуммировать, где на днище преобладают инерционные силы, а где - силы тяжести. Я с трудом представляю себе подобную процедуру, но предположим, что мы всё это проделаем. И что тогда, мы сможем заявить, что тело поэтому глиссирует? Но ведь отрыв потока с образованием струй может наблюдаться и при меньших скоростях, не приводя к уменьшению сопротивления, а у подводных тела без всякого отрыва часто имеют очень даже низкое сопротивление.
3. Отсюда определение режима глиссирования. Его можно посмотреть в любом справочнике, цитировать не буду, чтобы не плодить банальностей. Важные черты режима: отрыв потока у кормы (независимо транцевая она или вельботная ) и у скул, дифферент на корму, всплытие корпуса выше статической ВЛ.
Жаль, хотя чего-то подобного я и ожидал. Признаться, вопрос был некоторым образом провокационный. Определение глиссирования можно посмотреть в любом справочнике, это верно. Но если мы возьмём другой любой справочник, то увидим, что там определение будет уже другое, тоже банальное, но слегка иначе. И так - во всех справочниках, кроме тех, которые являются компиляцией других справочников. Мне в этой связи вспоминается одна 25-летней давности лекция по сопроводу, который нам читал автор одного из справочников проф. Войткунский. Он долго рассказывал, что будет происходить с судном по мере роста его скорости, а когда подошёл к глиссированию, то как-то смущённо, видимо ощущая неловкость за коллег, сказал, что к сожалению, в настоящее время среди специалистов не существует единого мнения по поводу того, что же такое глиссирование и где проходит граница между глиссированием и переходным режимом. Если к настоящему времени среди специалистов по этому поводу установилось единомыслие, то можно их только поздравить. Но верится в это с трудом.
Касательно Вашего определения: отрыв потока у кормы у многих (да практически у всех) судов наблюдается задолго до глиссирования, ещё при резком росте сопротивления, то же и с дифферентом на корму, то же и с всплытием корпуса; круглоскулые, но плоскодонные суда глиссируют без отрыва от скул. Как видим, не такая уж это банальная штука - определение глиссирования. Вот у Мордвинова в справочнике не стали лить воду и разводить антимонии, а определили просто: Fv < 1 - плывёт, 1 < Fv < 3 - переходит, Fv > 3 - глиссирует, точнее, там это изящно названо "динамический принцип поддержания". И как бы и говорить больше не о чём. Нет нужного Фруда - нет глиссирования, есть Фруд > 3 - есть динамическое поддержание.
Вообще, если выражаться грубо и строго, то гидростатические силы поддержания поддерживают судно в одном единственном случае - когда судно покоится относительно жидкости. Как только оно тронулось с места, гидростатика уступила место гидродинамике, соответственно и силы поддержания будут динамическими. Но не буду занудствовать. Последнее определение глиссирования вызвало в памяти любопытный эксперимент, который мне некогда довелось проводить в мореходном бассейне. Следовало определить нагрузку на трос спускаемого космического аппарата, ежели он спустится не туда, куда надо, а в озеро, и его оттуда придётся тащить до берега лёгким вертолётом на тросе. Спускаемый аппарат представляет из себя, как все видели в телевизоре, эдакий шарик. В воде он сидит примерно на половину диаметра. И вот стали мы модель такого аппарата таскать за тележкой. Зрелище было довольно сильное. Сначала, с ростом
инерционных сил шарик стал тонуть, почти полностью скрывшись под поверностью. Потом, со всё тем же ростом тех же инерционных сил, он немного подвсплыл, но в дальнейшем (после 2м/с) так и оставался глубже первоначального положения, несмотря на явное превалирование инерционных сил над гравитационными. Максимальная скорость пробегов была чуть больше всё тех же несчастных 3м/с, причём на этой скорости поток отрывался почти сразу за миделем по всей окружности, так что струя была - дай бог каждому (мущщине). Фруд по V(или D) при этом составлял примерно 1,7. Скорость, в принципе, можно было и увеличить, но видно было, что качественно картина вряд ли изменится и при вдвое большей величине, когда, по Мордвинову, вроде бы должно наступить настоящее глиссирование. Опять же струя, инерционные силы. Вот и думаю я, глиссировал ли шарик? Но то, что он не скользил - так это точно. Хотя если перевести с французского - так вроде одно и то же.
4. Ничем.
5. В переходном режиме отмечаются только некоторые черты "чистого" глиссирования: отрыв от транца, повышенный дифферент, но борта и форштевень замываются, носовая волна велика. Условно это промежуток от точки перегиба на кривой сопротивления до "горба".
6. Тем же самым и от плавания.
<{POST_SNAPBACK}>
Да, хорошее слово - условно. По сути, прикладная гидромеханика - это никая не теория, а набор кулинарных рецептов, как бы поприличней приготовить результаты экспериментов, чтобы по ним потом можно было что-нибудь правдоподобное посчитать. Математика используется главным образом для статистической обработки, а вся теория давно закончилась формулировкой законов сохранения. И границы между режимами движения, да и сами эти режимы - чистая условность. Впрочем я не гордый, могу себе летать и в условно прерходном режиме, кайфа от регулярного натурного эксперимента это мне не убавит. Тема, видимо, названа неправильно, надо было - переходный режим и ширина, да сейчас уже, наверное, не исправить.