Перейти к содержимому

Фотография
* * * * * 1 Голосов

Зависимость скорости судна от его формы и мощности мотора в водоизмеща


Сообщений в теме: 146

#1 syoma

syoma

    Рулевой 1-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPipPip
  • 515 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 30 октября 2020 - 14:55

Сразу прошу прощения за нубский вопрос - возможно для профессионалов он звучит глупо и они такие вещи считают в уме, но прошу мне помочь решением или кинуть ссылку на него.

 

Вопрос к конструкторам корпусов и яхт.

 

Интересует простая формула по которой можно было бы найти необходимую мощность на гребном валу для судна определенной формы в водоизмещающем режиме движения на определенной скорости. Или наоборот - если известна конкретная мощность двигателя на гребном валу, какую скорость может развить судно какой-то формы.

 

Интересует теоретическое решение сабжевой задачи. Я понимаю, что есть какая-то простая формула и нужно только поставить правильные коэффициенты.

 

Допустим условия такие:

- водоизмещающий режим движения

- судно с длиной ватерлинии от 10 до 15м (30-50 футов)

- гребной винт - оптимальный для данной скорости и оборотов мотора. (т.е. КПД 50-60%?)

- водоизмещение 4-15 тонн.

 

С точки зрения сопротивления движению и формы судна интересуют типовые показатели или коэффициенты для:

- глиссирующего судна в водоизмещающем режиме

- судна, с оптимальной формой для водоизмещающего судна

- круизного парусного катамарана

- типичной круизной яхты

Все при длинах 30-50 футов.

 

Т.е. условно хотелось бы иметь формулу, подставив в которую некоторые числа, можно было бы сказать, что яхта с длиной ватерлинии А и водоизмещением B при мощности мотора в 20 л.с пойдет со скоростью Х узлов. Или наоборот - если поставить на нее мотор мощностью 15 л.с на валу, можно достичь скорости Y узлов. Естественно, погрешность в +-20% вполне акцептабельна.

 

Существует такая формула и коэффициенты?

 

 


  • 0

#2 Борис А.

Борис А.

    Рулевой 1-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPipPip
  • 482 сообщений
  • Из:Тверь
  • Судно: теплоход

Отправлено 30 октября 2020 - 15:06

По моим поверхностным знаниям для водоизмещающего судна мощность двигателя почти не важна, если уже есть 3-4 л.с. на тонну водоизмещения.
БОльшую роль играет ширина корпуса относительно длинны.
Интересно что скажут грамотные в этих делах люди. 


  • 0

#3 syoma

syoma

    Рулевой 1-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPipPip
  • 515 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 30 октября 2020 - 15:07

Нашел вот эту статью:

http://tapemark.naro...odnik/1_07.html

С графиком:

http://tapemark.naro...vodnik/p017.png

Из него выходит, что катер с длиной ватерлинии 15м и водоизмещением 10 тонн с мотором 50л.с должен идти со скоростью 20км/ч, а  с мотором 25л.с. - 16км/ч. Да и вообще там можно 0 л/с мотор взять и он все равно должен плыть - значит что-то неправильно.


  • 0

#4 Ильяф Иллер

Ильяф Иллер

    Наглая рыжая морда.

  • Капитан
  • 17 736 сообщений
  • Из:Валдай
  • Судно: Парусные яхты J17
  • Название: ЁшЪ.

Отправлено 30 октября 2020 - 15:17

Погуглить "Число Фруда".

 

Почитать http://www.barque.ru...splacement_boat


  • 1

#5 syoma

syoma

    Рулевой 1-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPipPip
  • 515 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 30 октября 2020 - 15:34

Вот нашел еще одну статью https://motorka.org/...odka-kater.html

И график там:

1299725713_skorost_lodki_1_motorka.org.j

 

Просто проблема всех этих графиков в том, что меня интересует нижняя левая часть графика - когда мощность мотора составляет менее 5 л/с на тонну. Получается, что можно уменьшать мощность дальше, а скорость все равно будет более 10км/ч для длин ватерлинии > 10м.

Например, если взять кривую для длины 10,5м, то для для скорости 10км/ч мощность мотора может быть <1л.с на тонну. Насколько это точно? Хочется больше детализации.


Сообщение отредактировал syoma: 30 октября 2020 - 15:36

  • 0

#6 Albert Nazarov

Albert Nazarov

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 6 313 сообщений
  • Из:TH
  • Судно: powercat, Finn
  • Название: NongDia

Отправлено 30 октября 2020 - 15:51


 

 

Просто проблема всех этих графиков в том, что меня интересует нижняя левая часть графика - когда мощность мотора составляет менее 5 л/с на тонну. Получается, что можно уменьшать мощность дальше, а скорость все равно будет более 10км/ч для длин ватерлинии > 10м.

Например, если взять кривую для длины 10,5м, то для для скорости 10км/ч мощность мотора может быть <1л.с на тонну. Насколько это точно? Хочется больше детализации.

При очень малых мощностях, на скорость сиьно влияют внешние факторы. Например, ветер и волнение. Сопротивление (и следовательно мощность) может измениться в 2 и более раза...


  • 5

#7 syoma

syoma

    Рулевой 1-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPipPip
  • 515 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 30 октября 2020 - 16:02

При очень малых мощностях, на скорость сиьно влияют внешние факторы. Например, ветер и волнение. Сопротивление (и следовательно мощность) может измениться в 2 и более раза...

Понимаю, что тут считать дело неблагодарное. Но если, например, безветренная погода, условия озера. Как можно прикинуть? 


  • 0

#8 Albert Nazarov

Albert Nazarov

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 6 313 сообщений
  • Из:TH
  • Судно: powercat, Finn
  • Название: NongDia

Отправлено 30 октября 2020 - 16:14

image0_5bed6d5209ab5e0600f8559a_jpg.jpeg


  • 0

#9 rn6lek

rn6lek

    Яхтенный капитан

  • Мастер
  • 8 157 сообщений
  • Из:Цимлянск
  • Судно: Яхточка и другие
  • Название: Бобр 2

Отправлено 30 октября 2020 - 16:15

Понимаю, что тут считать дело неблагодарное. Но если, например, безветренная погода, условия озера. Как можно прикинуть? 

По аналогам. Микрик с 2 л.с. скорость 9 км в час. но это на тихой воде. Волна немного более 0,5 м ветер встречный порывами около 10 м в сек практически останавливал.

6 метровый швертбот, мотор "Прибой" 5 л.с. вес около 700кг скорость около 12 км в час. На реке. Встречный ветер + волна 0,3 метра, примерно10-15 м в сек временами хода не имел.


  • 0

#10 syoma

syoma

    Рулевой 1-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPipPip
  • 515 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 30 октября 2020 - 16:27

Albert Nazarov

Можете дать ссылку на описание этого материала? Как пользоваться графиком?


Сообщение отредактировал syoma: 30 октября 2020 - 16:28

  • 0

#11 Albert Nazarov

Albert Nazarov

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 6 313 сообщений
  • Из:TH
  • Судно: powercat, Finn
  • Название: NongDia

Отправлено 30 октября 2020 - 16:38

Albert Nazarov

Можете дать ссылку на описание этого материала? Как пользоваться графиком?

Задаемся длиной по КВЛ и желаемой скоростью в узлах. Определяем потребную энерговооруженность  - л.с. на тонну водоизмещения. Водоизмещение известно, отсюда находим потребную мощность. Данные относятся к парусным яхтам с килями и рулями, и жесткими винтами. Но из опыта в первом приближении, работает для других водоизмещающих судов.


  • 0

#12 syoma

syoma

    Рулевой 1-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPipPip
  • 515 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 30 октября 2020 - 16:49

Задаемся длиной по КВЛ и желаемой скоростью в узлах. Определяем потребную энерговооруженность  - л.с. на тонну водоизмещения. Водоизмещение известно, отсюда находим потребную мощность. Данные относятся к парусным яхтам с килями и рулями, и жесткими винтами.

А энерговооруженность в каком месте считается? На винте или гребном валу? Т.е. нужно полученную цифру делить на КПД винта или нет?

Fr на графике для чего?

 

Но из опыта в первом приближении, работает для других водоизмещающих судов.

А если применять ее на другие суда, оно будет завышать нужную мощность или занижать?


Сообщение отредактировал syoma: 30 октября 2020 - 16:51

  • 0

#13 Albert Nazarov

Albert Nazarov

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 6 313 сообщений
  • Из:TH
  • Судно: powercat, Finn
  • Название: NongDia

Отправлено 30 октября 2020 - 16:52

А энерговооруженность в каком месте считается? На винте или гребном валу? Т.е. нужно полученную цифру делить на КПД винта или нет?

 

А если применять ее на другие суда, оно будет завышать нужную мощность или занижать?

Ничего не нужно делить, КПД винта уже учтен.

На другие суда - завышение и занижений не замечено, если не идет речь о каких-то необычных судах.
 


  • 0

#14 syoma

syoma

    Рулевой 1-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPipPip
  • 515 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 30 октября 2020 - 17:06

Ок. То есть судя по графику от Albert Nazarov

например при длине ватерлинии 10м для скорости 6 узлов нужная энерговооруженность составляет 1л/с на тонну. Для лотки длиной 15м при той же энерговооруженности скорость составит уже  7 узлов. Я правильно использовал график?

Что такое "Минимальная скорость по правилам ОРС" и "Нижний и верхний пределы для большенства...."


Сообщение отредактировал syoma: 30 октября 2020 - 17:07

  • 0

#15 syoma

syoma

    Рулевой 1-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPipPip
  • 515 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 30 октября 2020 - 17:12

И насколько все будет хуже в этом режиме, если корпус не водоизмещающий, а глиссирующий?


Сообщение отредактировал syoma: 30 октября 2020 - 17:12

  • 0

#16 rn6lek

rn6lek

    Яхтенный капитан

  • Мастер
  • 8 157 сообщений
  • Из:Цимлянск
  • Судно: Яхточка и другие
  • Название: Бобр 2

Отправлено 30 октября 2020 - 17:14

Вот по моему самая простая формула.

Прикрепленные изображения

  • Скорость водоизм судна.jpg

  • 0

#17 VikingLiner

VikingLiner

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 511 сообщений
  • Из:СССР, Минск

Отправлено 30 октября 2020 - 18:43

По моим поверхностным знаниям для водоизмещающего судна мощность двигателя почти не важна, если уже есть 3-4 л.с. на тонну водоизмещения.
БОльшую роль играет ширина корпуса относительно длинны.
Интересно что скажут грамотные в этих делах люди. 

 

Да, но тогда на винте 75-250 обмин и диаметр 0.6 -1.4м. КПД таких винтов сейчас есть за 82-87-92%.

 

Книга Х. Баадера 1950-х с кпд макс 75% - через 60 лет - уже сильно устарела. Но хотя проекты у него, на то время, очень хорошие, и сейчас.


Сообщение отредактировал VikingLiner: 30 октября 2020 - 18:55

  • 0

#18 VikingLiner

VikingLiner

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 511 сообщений
  • Из:СССР, Минск

Отправлено 30 октября 2020 - 18:58

И насколько все будет хуже в этом режиме, если корпус не водоизмещающий, а глиссирующий?

 

Глиссирующий - для глиссирования. Водоизмещающий - для водоизмещающего режима. Пример подводные лодки, немецкие например, да и наши, и американские, тогда. Удлинение 22-24. - Это военные технологии, но которые мы можем использовать, уже сегодня.

 

А сейчас педальные на крыле. или можно через редуктор 1/32 ямаху от мотокосы 4т 25 кубиков 0.8-1.2л.с. 5000 обмин - на винте будет 175-350 обмин.

Винт и редуктор рассчитывается под скорость - 8кмч 15кмч 25кмч...

 

Да, это очень экономично по бензину, но на байдарке подойти к берегу с винтом 0.7 м -  не везде где это возможно. Тогда вёсла, например, при подходе к берегу. Но это очень экономично, тем более дизеля 4.5лс - весят 30кг, это не Ямаха 2.5-3.5- 4.5кг и нет жуткой вибрации как от дизеля.

 

Но западные  редуктора - они некачественные и дорогие.

 

Кому интересен этот бизнес - в личку. Есть 3 типа - на 8кмч (тяжелые катера), 15 кмч, 22-27кмч.

Минус 1 - очень большой по диаметру винт и редуктор 1/8 -1/16- 1/32 - надо заказать на заводах РФ из хорошей стали и косозубые (чтоб не гремели и не гудели).


Сообщение отредактировал VikingLiner: 30 октября 2020 - 19:17

  • 0

#19 Vladimir(UD)

Vladimir(UD)

    Кэптен оф ве лонг свимминг.

  • Мастер
  • 6 273 сообщений
  • Из:New York USA
  • Судно: плот, яхта, каяк
  • Название: Все душевные

Отправлено 31 октября 2020 - 01:43

А ещё можно просто грести. Веслами. Каков вопрос, таков ответ :D
  • 0

#20 abrasha

abrasha

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 407 сообщений
  • Из:Северо - Запад
  • Судно: МЛ- 5,6 м , швертбот
  • Название: Зенит

Отправлено 31 октября 2020 - 09:56

       Есть и исключения из любой формулы , однако.  :)

  Есть подозрение , что у вас превалирует желание сложное упростить необычайно , а простое - необоснованно усложнить . 

    Движение на границе двух сред ( газ - твёрдая поверхность , газ - жидкость ) имеют свою специфику в отличии от движения в одной сплошной среде ( газ или жидкость ).  

  Поэтому и методик расчёта сопротивления корпуса в воде ( с 10 % погрешностью ) около 15 штук ( это чистая правда).  :D

  

 

 

     21,3-метровый тримаран «Илэн Вояжер»

http://www.barque.ru...an_ilan_voyager


Сообщение отредактировал abrasha: 31 октября 2020 - 10:19

  • 0

#21 syoma

syoma

    Рулевой 1-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPipPip
  • 515 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 31 октября 2020 - 12:56

Есть подозрение , что у вас превалирует желание сложное упростить необычайно , а простое - необоснованно усложнить .

 
Нет, меня интересуют закономерности. Именно поэтому я прошу подтверждения, правильно ли я прочитал график:

например при длине ватерлинии 10м для скорости 6 узлов нужная энерговооруженность составляет 1л/с на тонну. Для лотки длиной 15м при той же энерговооруженности скорость составит уже  7 узлов.

 
Потому, что из него можно сделать интересные выводы (по крайней мере для меня, для специалистов это скорей всего само собой разумеющееся) в водизмещающем режиме движения:

 

1. Если лодка длиной 10м водоизмещением 10т и мощностью двигателя 10л.с. (1л.с/т) поплывет со скоростью 6 узлов, то такая же лодка длиной 15м поплывет с той же скоростью 6 узлов при удельной мощности всего в 0,5 л.с./т. Т.е. при мощности двигателя 10л.с. водоизмещение такой лодки может быть уже 20т. Соответственно у нас нет никакой penalty за лишний вес, если лодка имеет соответствующую длину ватерлинии. Это же замечательно, по моему!

 

2. Также получается, что водоизмещение играет незначительную роль в влияние на скорость лодки. Т.е. если брать опять же условную 15-метровую лодку с мощностью 10л.с, то с водоизмещением в 10т она поплывет со скоростью 7 узлов, а с водоизмещением 20т - со скоростью 6 узлов. Разница меньше 20% при в 2 раза большем весе.

 

3. Также можно ожидать, что практически любое судно длиной ватерлинии от 10 до 15м и водоизмещением до 20 тонн, при движении со скоростью 6-7 узлов, тратит на это движение не больше 20л.с.

 

Вопрос, только правильны ли эти выводы?


Сообщение отредактировал syoma: 31 октября 2020 - 13:03

  • 0

#22 VladPK

VladPK

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 6 665 сообщений
  • Из:Забайкалье
  • Судно: Парусно-моторное
  • Название: Дешулан

Отправлено 31 октября 2020 - 13:32

 ...

Вопрос, только правильны ли эти выводы?

Теоретически вроде да, по штилю.
Назаров уже говорил что лодку с маленькой мощностью моторчика тормозят и ветер и волна.
Практически:
Моя 7,62 м весом тонны полторы-две на малом газу едет 7 км/ч с расходом солярки 500 грамм в час, это значит используется ~2,5 л.с. Всего дизелёк 9 л.с. или кВт, написано японскими иероглифами.
При ветре 5 м/с уже надо ставмть газ на средние обороты. 
При 10 м/с вообще караул. Против ветра ещё так-сяк, а если ветер сбоку, то её просто сдувает за нос. Газ на максимум, руль до упора  к ветру, и ползёт только прямо. Если ветер слева и надо налево же повернуть, то хрен там,  приходится делать круг (270° ) направо, по ветру она разгоняется ну и как-то заворачивает куда надо.
Примечание: лодка без длинного киля. И площадь профильной проекции метров 10 кв.


Сообщение отредактировал VladPK: 31 октября 2020 - 15:42

  • 0

#23 БАР

БАР

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 21 310 сообщений
  • Из:СПб
  • Судно: СТ-31э
  • Название: Авось

Отправлено 31 октября 2020 - 15:16

 1. Если лодка длиной 10м водоизмещением 10т и мощностью двигателя 10л.с. (1л.с/т) поплывет со скоростью 6 узлов, то такая же лодка длиной 15м поплывет с той же скоростью 6 узлов при удельной мощности всего в 0,5 л.с./т. Т.е. при мощности двигателя 10л.с. водоизмещение такой лодки может быть уже 20т. Соответственно у нас нет никакой penalty за лишний вес, если лодка имеет соответствующую длину ватерлинии. Это же замечательно, по моему!

Если, следуя Вашей логике, развивать Вашу мысль об экстраполяции дальше, то для супертанкера длиной 300-500 м понадобится вообще моторчик от велосипеда. 

Я не считал, но Вы можете прикинуть цифры сами.

Если не ошибаюсь, в книжке Ваганова встречал данные, что для атомных ледоколов потребная мощность 3.5 л.с./т., а у СПК: 30-110. Это цена за преодоление горба сопротивления корпусом и крыльевой системой. 


  • 0

#24 xaikan2016

xaikan2016

    Рулевой 2-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPip
  • 304 сообщений
  • Из:Санкт-Петербург

Отправлено 31 октября 2020 - 15:52

 
 

 

1. Если лодка длиной 10м водоизмещением 10т и мощностью двигателя 10л.с. (1л.с/т) поплывет со скоростью 6 узлов, то такая же лодка длиной 15м поплывет с той же скоростью 6 узлов при удельной мощности всего в 0,5 л.с./т. Т.е. при мощности двигателя 10л.с. водоизмещение такой лодки может быть уже 20т. Соответственно у нас нет никакой penalty за лишний вес, если лодка имеет соответствующую длину ватерлинии. Это же замечательно, по моему!

 

 

 

Вопрос, только правильны ли эти выводы?

   Разберитесь с понятием удельной мощности, и график окажется на удивление правильным.


Сообщение отредактировал xaikan2016: 31 октября 2020 - 15:53

  • 0

#25 lop

lop

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 3 589 сообщений
  • Из:Колпино
  • Судно: парусная доска

Отправлено 31 октября 2020 - 16:50

Подкину:

molland-ld-ratio-1995-jpg.108463


  • 0



Ответить



  


Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 скрытых пользователей