Волны на носу судна: формирование, влияние и способы снижения
Bow wave
Волновая полоса носа судна: причины образования, влияние на скорость и безопасность. Оптимизация формы корпуса для уменьшения волны и защиты портовой инфраструктуры.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Волна, образующаяся на носу судна при движении по воде.
The wave that forms at the bow of a ship when it moves through the water
Лобовая волна – это волна, формирующаяся на носу судна при его движении по воде. Распространяясь, лобовая волна определяет внешние границы кильватерного следа судна. Большая лобовая волна замедляет ход судна, представляет опасность для небольших плавсредств, а в гавани может повредить береговые сооружения и пришвартованные суда. Поэтому корпуса судов обычно проектируют так, чтобы создавать как можно меньшую лобовую волну.
A bow wave is the wave that forms at the bow of a ship when it moves through the water. As the bow wave spreads out, it defines the outer limits of a ship's wake. A large bow wave slows the ship down, is a risk to smaller boats, and in a harbor can damage shore facilities and moored ships. Therefore, ship hulls are generally designed to produce as small a bow wave as possible.
Описание
Размер носовой волны зависит от скорости судна, его осадки, поверхностных волн, глубины воды и формы носовой части. Судно с большой осадкой и тупым носом создаст большую волну, а суда, глиссирующие по поверхности воды, создадут меньшие носовые волны. Паттерны носовых волн изучаются в области вычислительной гидродинамики. Носовая волна уносит энергию от судна за счет его кинетической энергии – она замедляет судно. Поэтому одной из основных задач военно-морской архитектуры является уменьшение размера носовой волны и повышение топливной экономичности судна. Для этого современные суда обычно оснащаются бульбовым носом. Носовая волна формируется перед пловцом, движущимся в воде. Впадина этой волны находится рядом со ртом пловца и помогает ему вдыхать воздух для дыхания, просто поворачивая голову. Аналогичное явление происходит, когда самолет движется со скоростью звука. Перекрывающиеся гребни волн нарушают поток воздуха над и под крыльями. Подобно тому, как лодка может легко двигаться быстрее, чем волна, которую она создает, самолет с достаточной мощностью может двигаться быстрее скорости звука (сверхзвуковой).
The size of the bow wave is a function of the speed of the ship, its draft, surface waves, water depth, and the shape of the bow. A ship with a large draft and a blunt bow will produce a large wave, and ships that plane over the water surface will create smaller bow waves. Bow wave patterns are studied in the field of computational fluid dynamics. The bow wave carries energy away from the ship at the expense of its kinetic energy—it slows the ship. A major goal of naval architecture is therefore to reduce the size of the bow wave and improve the ship's fuel economy. Modern ships are commonly fitted with a bulbous bow to achieve this. A bow wave forms at the head of a swimmer moving through water. The trough of this wave is near the mouth of the swimmer and helps the swimmer to inhale air to breathe just by turning their head. A similar thing occurs when an airplane travels at the speed of sound. The overlapping wave crests disrupt the flow of air over and under the wings. Just as a boat can easily travel faster than the wave it produces, an airplane with sufficient power can travel faster than the speed of sound (supersonic).