Деякі особливості форми корпусу
Обводи корпусів гребних спортивних човнів відрізняються від обводів самохідних надводних суден по основним співвідношенням теоретичного креслення. Так, наприклад, відношення довжини човни L до ширини У у гребних спортивних суден типу каное або байдарок одно 10,5-12,5, а у човнів академічного веслування буває понад 25, в той час як найбільші подовження надводних суден з двигунами зазвичай не перевищують 6-7. Необхідно відзначити, що довжина корпусу і характер обводів спортивних човнів типу каное і байдарок обмежені відповідними міжнародними правилами. Довжина цих човнів має бути не більше 5200 м, а обводи в підводної частини повинні мати овальну форму без гострих скул.
Для човнів академічного веслування за формою обводів і розмірами обмежень немає. Розміри цих човнів визначаються в основному зручністю розміщення веслярів з урахуванням техніки веслування, а поперечні перерізи мають U-подібну форму.
Основні елементи теоретичного креслення гребних спортивних човнів наведені в табл. 1.
рух човнів
Рух спортивних човнів відбувається в режимі плавання. Для спортивних човнів каное і байдарок число Фруда FrD = 0,90 ÷ 0,95. Для човнів академічних FrD = 0,70 ÷ 0,75.
Каное і байдарки за значеннями числа Фруда близько підходять до класу судів, рух яких відбувається при перехідному режимі, в той час як академічні човни ставляться до судів, рух яких відбувається в чистому режимі плавання. В умовах нерухомого плавання спортивні гребні човни мають малу статичної поперечної остойчивостью.
Повний гідродинамічний опір
У 1961-1962 рр. за завданням і програмами Центрального дослідно-конструкторського бюро спортобладнання та інвентарю в дослідному басейні були проведені буксирувальні випробування по дослідженню гідродинамічного опору спортивних човнів в натурних зразках. З метою отримання порівняльних характеристик по гідродинамічного опору були проведені буксирувальні випробування чотирьох варіантів обводів човнів каное, однією байдарки і двох човнів академічного веслування (однієї одинаки і однієї двійки орної з рульовим).
Випробування проводилися в однакових умовах, на спокійній воді; з навантаженням, що відповідає сумарному вазі човни і веслярів з веслами, і зі швидкостями буксирування від 1 до 7 м / сек. Заміри гідродинамічного опору, спливання і кутів диференту на ходу проводилися через кожні 0,5 м / сек.
В результаті були отримані виміри повного гідродинамічного опору при різних швидкостях руху і навантаженнях (водотоннажність) і залежності опору від додатка поздовжніх моментів.
На графіках показані порівняльні криві повного опору води руху спортивних човнів і кути дифферента на різних швидкостях. За цими графіками можна з достатньою точністю визначати величини опору води руху спортивних човнів.
Величини повного опору спортивних човнів різних типів наведено в табл. 2; швидкості руху взяті за результатами Першості світу 1958 року (каное і байдарки) і Чемпіонату світу 1962 року (човни для академічного веслування).
За величиною опору руху можна судити про потрібних величинах сил упору на кочетах весла (для академічних човнів) і на руках веслярів (для каное і байдарки). Слід, однак, врахувати, що фактично весляр витрачає великі зусилля через втрати в лопаті весла.
опір тертя
З огляду на те, що виділити експериментально опір форми і хвильовий опір не представляється можливим, а розрахунок їх є досить складним завданням, повне гідродинамічний опір R розділене на опір тертя RT і залишкове опір RO. т. е.
Опір тертя RT спортивних човнів при русі на середніх швидкостях становить:
З цих співвідношень випливає, що на залишкове опір RO. яке включає опір форми RФ і хвильовий опір RB. доводиться для академічних човнів 20%, а для човнів каное і байдарок 30-32%> повного опору.
За характером обтікання корпусів академічних човнів: можна судити, що в гідродинамічному сліді немає поперечних хвиль і сильних завихрень за кормою; обтікання плавне, з невеликими поздовжніми хвилями в носовій частині.
Залежність гідродинамічного опору від навантаження
У практиці веслування на спортивних човнах прийнято вважати, що фізичний розвиток веслярів відповідає їх: вазі. При експериментальному дослідженні гідродинамічного опору спортивних човнів середня вага гребце з веслами (нормальне навантаження) був прийнятий 80 кг. Тому випробування скіфа-одинаки, каное-одиночки і байдарки-одиночки проводилися при водотоннажності 100 кг (з них вага конструкції човна 20 кг, вага весляра 80 кг); для скіфа-двійки орної з рульовим водотоннажність було 250 кг, скіфа-четвірки без рульового - 395 кг і скіфа-вісімки - 825 кг.
З метою встановлення залежності гідродинамічного опору від водотоннажності для скіфа-одинаки, каное і байдарки були проведені випробування при навантаженнях. 80, 100 і 120 кг. Результати цих випробувань показані на графіках. Вплив навантаження на опір значно позначається в діапазоні швидкостей руху, починаючи з 4 м / сек і вище.
Для академічної одинаки зміна навантаження з 80 до 120 кг на швидкостях 4-5 м / сек дає приріст опору відповідно 1,2 кг (25%) і 1,5 кг (22%); інакше кажучи. кожен кілограм збільшення або зменшення навантаження дає приріст або зменшення опору на / 30-45 г, що відповідно зменшує чи збільшує швидкість на 0,015 м / сек. Так, наприклад, якщо весляр на одинці буде важити 70 кг замість 80 (за умови однакової якості веслування), швидкість руху може бути збільшена на 0,15 м / сек.
Залежність гідродинамічного опору від додатка поздовжніх моментів
На характер руху спортивних гребних човнів: впливають переміщення веслярів і періодична зміна місця упору лопатою весла щодо човни, оскільки ці фактори викликають зміни кута ходу або дифферента. Завдяки тому, що спортивні гребні човни мають великі подовження, під час ходу вони володіють достатньою поздовжньої остойчивостью.
Випробування в дослідному басейні показали, що зміна поздовжнього моменту не викликає скільки-небудь помітного зміни опору човни і ходового диференту.
1. Корпуси спортивних гребних човнів по своїх геометричних співвідношень і елементам теоретичного креслення знаходяться в класі водоизмещающих судів. Основна їхня відмінність від водоизмещающих судів з механічним двигуном складається в великому відносному подовженні λ або в коефіцієнті загострення ψ.
2. Загальна гідродинамічний опір спортивних гребних човнів для середніх швидкостей руху (за результатами змагань) складається на 70% і вище з опору тертя. Залишковий опір (форми і хвильове) становить 20-30%.
3. Для човнів типу каное і байдарки, з огляду на існуючі обмеження за основними розмірами і характером обводів, будь-які зміни інших елементів теоретичного креслення (повноти ватерлінії, водотоннажності) не викличуть практично відчутної різниці в гідродинамічному опорі.
4. Для човнів академічного веслування зростання відносного подовження λ понад 20 або коефіцієнта загострення ψ понад 15 не дає будь-яких істотних змін в залишковому опорі, тому такі човни недоцільно проектувати з подовженням вище 20 або з коефіцієнтом загострення більше 15.
5. Зважаючи на відсутність обмежень по основним розмірам і лініях обводів для академічних човнів повинні бути зроблені дослідні та конструктивні вишукування по застосуванню інших форм обводів.
6. Одним з істотних факторів, що впливають на зміну опору, є зміна водотоннажності при швидкості понад 4 м / сек. У змаганнях з веслування важливо враховувати цей факт, віддаючи перевагу веслярам з меншою вагою (при однаковій натренованості і силі).
7. Зміна поздовжніх моментів (дифферента) при русі човнів на величинах опору позначається незначно.
8. З метою підвищення швидкісних характеристик спортивних гребних човнів необхідно приділити особливу увагу науково-дослідницької та експериментальної роботи з вибору оптимальних форм і розміреним весел, поєднуючи цю роботу з поліпшенням гідродинамічних характеристик корпусів човнів і вдосконаленням техніки веслування.