ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 1 LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU - CHƯƠNG 5 pps

55
Ch ơng5
Lựccảnkhitàuchuyển độngtrênsóngbiển
nh h ởng của sóng biển tới lực cản và vận tốc của tàu
Vậntốckhichuyển độngtrênsóngphụ thuộcvàosựthay đổilựccảnchuyển động
và làm giảm hiệu suất của chong chóng cũng nh khả năng điều động tàu.
Lựccảnchuyển độngcủatàuphụ thuộc đồngthờivàosóngbiểnvàchòngchành
củatàu.Sựthay đổimặt ớtdotàuchòngchànhvàsóngbiểnlàmxuấthiệnhiện t ợng
Sơleming.
Sự thay đổilựccảnchủ yếusinhrabởiảnh h ởng đồngthờicủasóngbiểnvà
chòng chành tới dòng bao thân tàu.
Việcnghiêncứukhảosátcáctínhchấtcủalựccảnbổsungkhitàuchạytrênsóng
biểnphảidựavàosốliệutrongcácđiềukiệnchuyển độngcủamôhìnhtàutrongbể
thử trên sóng tuyến tính.
Lực cản bổ xung khi tàu chạy trên sóng:
R
AW
= R - R
TB
Trong đó:
R
TB
-lựccảncủatàukhichuyển độngtrên n ớcyênlặngvà đ ợcsinhrabởicác
nguyên nhân cơ bản.
Khi bỏ qua sự thay đổi của lực cản nhớt R
AW
có thể đ ợcviết d ới dạng:
R
AW
= R
AW1

+ R
AW2
+ R
AW3
Trong đó:
R
AW1
- gọi là lực cản chòng chành.
Khitàuchòngchànhdẫnđếnviệcphânbốlạiápsuấtdọcthântàulàmxuấthiện
thànhphầnlựccảnbổxungdotàuchòngchành R
AW1
sovớilựccảncủatàukhông
chòng chành và chuyển động trên n ớc yên lặng.
R
AW2
- gọi là lực cản nhiễu xạ.
Nếuchotàukhôngchòngchànhtrênsóngthì khi đó tàu đ ợccoilàmộttr ớng
ngạivật,khicácsóngbiểntácdụnglênthântàu,thì chúngbịphảnxạlạimộtphần,
quá trình đó gọilàsựnhiễuxạcủacácsóngvàsinhramộtthànhphầnlựccảnbổxung
R
AW2
.
R
AW3
- gọi là lực cản t ơng tác.
Hệ thốngsóngsinhrabởitàudao động t ơngtácvớisóngtiến đã bị quá trình
nhiễuxạ biến thể, sinh ra thành phần lực cản bổ sung R
AW3
.
Côngthức R

AW
đúngngaycảkhitàuchạytrênsóngphituyến,tuynhiênvaitrò
của từng số hạng trên sóng tuyến tính và phi tuyến là khác nhau.
Cácthôngsốảnh h ởng đếnthànhphầnlựccảnbổxungkhitàuchạytrênsóng
biểnlà:tỉsố/L;2z
B
/ (trong đó z
B
là biên độ củasóng),gócchạytàu
B
(góctạobởi
h ớngvậntốctàuvà h ớngtruyềnsóng).Khitàuchuyển độngtrênsóngtiến
B
= 180
o
và chạy trên sóng theo thì
B
= 0
o
.
Để sosánhkhả năngdi độngcủatàutrênsóngcầnphảisửdụnglựccảnbổxung
đơnvị R
AW
/D=f(Fr, /L,2z
B
/,
B
)hoặchệsốlựccảnbổxungkhôngthứ nguyên
AW
= R

AW
/gz
B
2
B
2
L
-1
.
56
Cáckếtquả thí nghiệmchothấyrằng:KhiFr=const,chiềucao t ơng đốicủa
sóng2z
B
/ =constthì lựccảnbổxungkhitàuchạytrênsóngtiếncóđiểmcựcđạinằm
trongvùng chiều dài sóng gần bằng chiều dài tàu (L)
Càng tăng số Fr thì R
AW
càng tăng.
Khitàuchạyxuôisóng(chạytrênsóngtheo)nếuv/c<1;
B
=0thì lựccảnthay
đổi không đáng kể, nhất là khi tỉ số /L lớn.
Khiv/c>1sóngdichuyểnchậmhơntàuvàchuyển độnggiốngnh tr ờnghợp
ng ợc sóng.
Sự thay đổilựccảnkhitàuchạychéosóngrấtphứctạp,tuynhiên R
AW
lớnnhất
khôngphảilúcnàocũng ứngvớitr ờnghợpchạyng ợcsóngvàđôikhi /L<1vẫn
có thể phát hiện ở góc
B

120 130
o
.
L ợngtổnthấttốcđộ khitàuchạyng ợcsóngkhôngnhữngphụ thuộcvào R
AW
mà còn thành phần lực cản của không khí, vậy buộc tàu phải hạ thấp tốc độ.
Đốivớitàuchuyển độngng ợcsóngvàng ợcgió là bấtlợinhất.Khixảyranguy
hiểm do n ớc hắt lên boong hoặc Sơleming thì bắt buộc phải hạ thấp tốc độ của tàu.