Что такое глиссирование?
Что такое глиссирование?
Как уже отмечалось выше, при достаточно большой скорости и соответствующих обводах корпуса на днище катера начинают действовать значительные гидродинамические силы, уравновешивающие часть массы судна или всю ее. Катер всплывает и скользит по поверхности воды. Схема основных гидродинамических сил, действующих на корпус глиссирующего катера, показана на рис. 1.
2 — пластина
3 — брызговая струя, отбрасываемая по ходу
4 — эпюра гидродинамического давления
5 — точка С, в которой скорость потока равна 0, а давление имеет максимальную величину;
6 - волновая впадина за пластиной;
7 — волновые стенки-валики впадины.
Вода, ударяясь о днище (для наглядности в данном случае оно заменено плоской пластиной), разделяется на два потока. Один — основной поток перемещается к кормовому срезу днища; другой — в виде тонкой пелены брызг выбрасывается вперед. В точке С, где струи воды встречаются с поверхностью пластины под прямым углом, вся энергия набегающего потока превращается в гидродинамическое давление, пропорциональное квадрату скорости катера v и массовой плотности воды р.
Часть воды, проходящая под пластиной назад, приобретает все большую скорость, а гидродинамическое давление на поверхности пластины соответственно падает. На кормовом срезе — у кромки транца давление равно атмосферному. Распределение давления по длине смоченной водой поверхности днища зависит от угла атаки а: при его увеличении точка приложения равнодействующей сил давления смещается к транцу, и наоборот. В поперечном направлении давление убывает незначительно, а на боковых кромках скул резко падает до атмосферного.
Результирующую действующего на днище гидродинамического давления А принято рассматривать как векторную сумму двух слагаемых — подъемной силы Y, воспринимающей массу катера, и силы сопротивления воды движению катера R (см. рис. 2).
Рис. 2. Основные параметры, характеризующие глиссирующий катер.Резкое падение давления у скул глиссера приводит к образованию поперечного потока, который вырывается из-под боковых скул в виде характерных «усов». Наибольшей величины «усы» достигают в месте повышенных гидродинамических давлений — по линии встречи поверхности воды с днищем катера. При круглоскулых обводах и отсутствии брызгоотбойников «усов» практически не бывает. Растекающаяся поперек днища вода поднимается по скруглению перехода днища к бортам, «прилипая» к ним. В результате глиссирующий кругло- скулый катер имеет большую смоченную поверхность и как следствие — более высокое сопротивление трения по сравнению с остроскулым корпусом.
Вследствие повышенных давлений под днищем за транцем глиссирующего катера появляется волновая впадина, имеющая хорошо заметные боковые стенки-валики (рис. 3).
Рис. 3. Схема волнообразования при глиссировании. 1 — брызговая пелена — «усы», вырывающаяся из-под скулы в зоне действия повышенного давления;2 — волновые валики, ограничивающие впадину за кормой
3 — впадина («яма») за транцем
4 — «петух»
5 — расходящаяся волна
6 — гребень поперечной волны.
Валики смыкаются далеко за кормой, образуя в месте встречи характерный подъем воды, называемый «петухом». За «петухом» идет кормовая группа расходящихся и поперечных волн. При достаточно большой скорости глиссирования волновая система, создаваемая катером, становится малозаметной. Теоретически считается, что волновое сопротивление глиссера близко к нулю и основными составляющими силы R являются сопротивление трения днища о воду, брызговое сопротивление и сопротивление выступающих частей (гребного вала, руля, кронштейна вала и т. п.).