Судно обтекается параллельными

вместо традиционной паровой машины на этом

Морская вода, как всякая жидкость, обладает определенной вязкостью, которая препятствует свободному движению судна. Частички воды сцепляются с поверхностью борта и тянутся за идущим судном, увлекая соседние слои, причем каждый последующий слой несколько отстает от предыдущего. Из-за неравенства скоростей между слоями воды возникает трение. Наибольшее значение силы трения имеют место вблизи обшивки корпуса в тонком слое воды, где перепад скоростей проявляется наиболее резко. Этот слой называют пограничным. Составляющая сил трения, направленная в сторону, противоположную движению корабля, и называется сопротивлением трения. Ее величина зависит ст формы и площади смоченной поверхности корпуса, скорости хода и от характера движения жидкости в пограничном слое. Если поток ламинарный, или слоистый, т. е. судно обтекается параллельными струями, сопротивление трения значительно меньше, чем при турбулентном, или неупорядоченном, режиме, при котором в пограничном слое образуются завихрения. Состояние поверхности борта — вмятины, бугорки, шероховатости, даже песчинки, попавшие в краску, или глубокие следы малярной кисти способствуют образованию вихрей и, следовательно, являются источниками бесполезных потерь энергии.

Скорость существенно падает, если днище обрастает водорослями и моллюсками, т. е. на нем образуется, как говорят моряки, «борода». Так, например, по данным А. Н. Крылова, из-за подобного обрастания в 1893 г. скорость броненосца «Николай I» упала на 7 узлов.

Если обводы корпуса в кормовой оконечности недостаточно плавны или имеется большая кривизна, вызывающая резкое повышение давления, пограничный слой может «оторваться» от корпуса. Этот процесс сопровождается образованием сильных вихрей за кормой корабля. В результате перераспределения давлений, вызванных этими вихрями, появляется новая составляющая сопротивления, которую называют сопротивлением формы, так как величина ее в значительной степени зависит от формы корпуса. Длинные узкие суда почти не испытывают сопротивления формы, а у коротких и широких, например у барж, оно может быть велико.

Таким образом, с помощью гидродинамики были раскрыты три основные причины, мешающие достижению больших скоростей: волновое сопротивление, сопротивление трения и сопротивление формы. Но и эти причины оказались не единственными.

В самом донце прошлого века английские кораблестроители испытывали новый миноносец «Даринг». Они возлагали на него большие надежды. Вместо традиционной паровой машины на этом корабле стояли турбины, которые по расчетам должны были заставить его идти с огромной по тому времени скоростью — 27 узлов, т. е. почти 50 км/час. «Даринг» ходил на полигоне по так называемой мерной линии, на которой точно определялась его скорость. Испытания начались с малых оборотов машины. После каждого пробега число оборотов увеличивали, а вместе с ними росла и скорость корабля — она уже достигала 24 узлов. И оставался один-единственный пробег самым полным ходом. Миноносец осел ка корму, за ней возник пышный султан пены — верный признак того, что машины развили максимальное число оборотов, но вот странно: скорость корабля оставалась прежней. Как ни старались механики, они не могли увеличить ее даже на пол-узла.