Что такое глиссирование лодки
Существует три режима движения лодки:
1. Водоизмещающий режим:
Режим движения лодки на скоростях до 15 км/ч. В этом режиме лодка движется, не используя свои скоростные свойства, площадь смачиваемой поверхности максимальна. От неё поднимается высокая волна.
Режим характерен для лодок с двигателем очень малой мощности.
2. Переходный режим:
Лодка двигается с сильно поднятой носовой частью. Данный режим наблюдается при скоростях 16-18 км/ч.
3. Режим глиссирования:
Скорость движения от 20 км/час и выше. Смачиваемая поверхность минимальна.
Режим глиссирования – наиболее экономичный режим движения лодки.
Рассмотрим его подробнее. Гли́ссер (фр. glisseur, от glisser — скользить) — лёгкое быстроходное судно.
Глиссирование — это движение по воде, при котором предмет удерживается на поверхности только за счет скоростного напора воды, то есть он скользит по водной глади. При выходе на глиссирование происходит резкое уменьшение сопротивления движению. Скорость резко возрастает.
Например.
Доска виндсерфинга полностью выходит из воды, перестает раздвигать ее корпусом и начинает скользить, стремительно ускоряясь. Это яркий пример перехода в глиссирующий режим.
Камешек, запущенный по воде и прыгающий по поверхности также глиссирует.
Немного физики.
При глиссировании сила поддержания обусловлена главным образом динамической реакцией воды, действующей на поверхность объекта, соприкасающуюся с ней. Роль гидростатических сил незначительна.
Усилие, необходимое для выхода на глиссирование намного превышает усилие, необходимое для поддержания этого режима.
Поэтому в лодке с подвесным мотором сначала надо «дать полный газ», чтобы она выскочила в глиссирующий режим, а потом можно отпустить газ до половины. Режим глиссирования сохраниться. Скорость не упадет.
Повысить мореходность глиссирующих судов и снизить перегрузки на волнении возможно путем придания днищу килеватости. По такому принципу созданы килевые моторные лодки.
Сравните два способа передвижения человека по воде на гребной лодке и на водных лыжах.
Они принципиально различны. В одном случае поддержание на поверхности воды происходит исключительно за счет архимедовой силы плавучести (лодка), во втором – только за счет гидродинамической силы поддержания (водные лыжи). Стоит буксировщику остановиться, и лыжи перестанут удерживать человека на поверхности. Их плавучести недостаточно.
В теории корабля первый способ поддержания на воде называют плаванием, второй – глиссированием. Суда, которые при движении по воде поддерживаются силами плавучести, называются водоизмещающими, а суда, которые могут держаться на воде за счет гидродинамической силы, – глиссирующими.
Конечно, в отличие от водных лыж, глиссирующие суда не тонут. Просто если их скорость недостаточна для выхода на глиссирование, они движутся в водоизмещающем режиме.
Общие условия, которые способствуют глиссированию моторных судов:
- Наличие достаточной мощности на единицу веса судна, то есть высокое отношение мощности двигателя к весу судна.
- Особые формы корпуса, создающие достаточно большую гидродинамическую силу поддержания.
- Малый вес судна.
Идея создания глиссера появилась как следствие решения проблемы, похожей на проблему преодоления звукового барьера. При приближении скорости судна к скорости распространения волны по воде получается, что судно непрерывно пытается заехать на им же образованную горку. Это явление называется волновым кризисом.
Расход топлива растёт по мере роста скорости и достигает своего максимума перед выходом судна на глиссирование. Недостаток мощности и/или неподходящая форма корпуса делают режим глиссирования недостижимым.
Например.
30-ти тонному теплоходу для преодоления волнового кризиса требуется двигатель мощностью не менее 800 л.с. После выхода на режим глиссирования этому же теплоходу для движения со скоростью 45 км/ч достаточно мощности всего лишь 330 л.с.
Теоретические основы.
Как известно, львиную долю в сопротивлении движению судна составляет волновое сопротивление и, так называемое, брызговое сопротивление. Разрезая воду при движении форштевень (нос судна) образует хорошо всем известную носовую волну. Струи воды, обтекающие судно по бортам, сталкиваясь за кормой, образуют кормовую волну. Наконец поток, обтекающий днище, образует поперечную волну, обуславливающую подъем воды за кормой.
Волны разбегаются, унося с собой энергию, затраченную на их образование. Судно старается от них уйти. Волны немного отстают, но не отрываются. Когда скорость судна увеличивается, волна синхронно догоняет. При этом она растет и в длину, и в высоту. Поскольку волны увеличиваются в длину, а судно, при всем желании, не может, меняется соотношение длины волны и длины корпуса судна.
Пример из истории.
Первым влияние соотношения длины волны и длины корпуса судна на сопротивление воды обнаружил английский физик Уильям Фруд, прогуливаясь двести лет назад по берегам Темзы. В то время моторов не было. Баржи таскали английские лошади. Лошади имели очень конкретное представление о сопротивлении барж, однако они не умели извлекать квадратных корней. А Фруд – умел.
Его наблюдения, расчеты и выводы привели к появлению числового соотношения, определяющего характер взаимодействия длины судна и волн, им образованных. Теперь это соотношение называют числом Фруда, Fr = 0,4.
Скорость, соответствующая движению судна на одной волне, является верхним пределом водоизмещающего режима. При дальнейшем увеличении скорости судно начинает карабкаться на свою же носовую волну. Если оно сможет туда забраться (Fr = 1,0-1,2), это будет уже режим глиссирования. Все, что между этими скоростями, носит название переходного режима.
В надувных лодках переходной режим некомфортен для движения. Сильно поднят нос. Экипаж вместе с вещами сползает к транцу. Самый комфортный и экономичный режим – глиссирование. Для этого необходимо правильно подобрать мощность двигателя для своей лодки.