Сопротивления рассчитываются по эмпирическим формулам .

Сопротивление трения: Rтр = ζ тр · ρ ∙ S ∙ V б ^1.83 ∙ 10^-5 кН (1.6)

Сопротивление остаточное: Rос = 0.09 · ((δ · Δ · Vб ⁴) ⁄ L²) кН (1.7)

Сопротивление воздуха: Rвозд. = ζ возд. · (ρ возд. ⁄ 2) · Aн · (Wв + Vб)² · 10^-3 кН (1.8)

Сопротивление от волнения: Rв = ζ в ∙ ρ ∙ ((S · Vб²) ⁄ 2) ∙ 10^-3 кН (1.9)

Сопротивление застопоренного винта: Rз.в. = 0.25 ∙ Dв² ∙ Vб² ∙ 10^-3 кН ( 1.10)

Сопротивление погруженной в воду части буксирного троса:

__________________

Rт = 0.04 ∙ dт · Vб² · √ l²- ((80 ∙ R2 ∙ h1) ⁄ qg) (Н) (1.11)

где: ζ тр – коэффициент трения, выбирается из исходных данных;

ρ - плотность воды, принимается равной 1025 кг/м³;

S - площадь смоченной поверхности корпуса судна, м².

Площадь смоченной поверхности корпуса судна рассчитываются по формуле:

Для транспортных судов и плавбаз:

S = Lв · d · (1.36 + 1.13 · δ · (B ⁄ d)) м² (1.12)

Буксирующее судно ТР «Прибой»:

S1 = 151 · 7, 3 · (1.36 + 1.13 · 0.79 · (21 ⁄ 7, 3)) = 4222, 38 м²

Буксируемое судно ПБ 607/3:

S2 = 170 ∙ 7, 71 ∙ (1.36 + 1.13 ∙ 0.69 ∙ (25 ⁄ 7, 71)) = 5528, 5 м²

где: LB - длина действующей ватерлинии при средней осадке, выбирается из исходных данных;

d - средняя осадка (м) выбирается из исходных данных по d в грузу;

В - ширина судна (м) выбирается из исходных данных;

Vв- скорость судна при буксировке, м/с;

δ - коэффициент полноты водоизмещения, выбирается из исходных данных;

Δ - водоизмещение судна (т) выбирается из исходных данных по Δ в грузу;

L - длина судна (м) выбирается из исходных данных;

ζ возд.- коэффициент воздушного сопротивления, (принимаем равным 0.8);

ρ возд. - плотность воздуха, (принимаем равной 1.25 кг/м³;

Ан - проекция надводной поверхности судна на плоскость мидель-шпангоута (м²),

выбирается из исходных данных;

WB - скорость относительного ветра, м/с;

ζ в - коэффициент волнового сопротивления, для волнения силой 3балла (0.0003);

D - диаметр винта (м) выбирается из исходных данных для буксируемого судна;

dт - диаметр троса, м;

l - рабочая длина троса, м;

R2 - сопротивление буксируемого судна, кН;

hт – средняя высота закрепления троса над уровнем моря (м), определяется по формуле.

Средняя высота закрепления троса над уровнем моря, определяется:

hт = (Н1 + Н2) ⁄ 2 м (1.13)

hт = (3 + 4) ⁄ 2 = 3, 5 м

где: Н1 – высота крепления троса над водой на буксировщике (м), выбирается из исходных

данных;

Н2 – высота крепления троса над водой на буксируемом судне (м),

По формуле (1.6) рассчитываем сопротивление трения:

Для буксирующего судна: Rтр = 0.140 ∙ 1025 ∙ 4222, 38 ∙ Vб² ∙ 10^-5 кН

Для буксируемого судна: Rтр = 0.140 ∙ 1025 ∙ 5528, 5 ∙ Vб² ∙ 10^-5 кН

По формуле (1.7) рассчитываем остаточное сопротивление:

Для буксирующего судна: Rос = 0.09 ∙ ((0.76 ∙ 15425 · Vб⁴) / 24649 кН

Для буксируемого судна: R_ос = 0.09 ∙ ((0.78 ∙ 24450 ∙ V_б⁴) / 31684 кН

По формуле (1.8) рассчитываем сопротивление воздуха:

Для буксирующего судна: Rвозд.= 0.8 · (1.25 / 2) · 240 · (6 + Vб)² · 0.001 кН

Для буксируемого судна: Rвозд.= 0.8 · (1.25 / 2) · 260 · (3 + Vб)² · 0.001 кН

По формуле (1.9) рассчитываем сопротивление от волнения:

Для буксирующего судна: Rв = 0.0003 · 1025 · (4222, 38 · Vб²) / 2) ∙ 10^-3 кН

Для буксируемого судна: Rв = 0.0003 · 1025 ∙ (5528, 5 ∙ Vб²) / 2) ∙ 10^-3кН

По формуле (1.10) рассчитываем сопротивление застопоренного винта:

Rз.в. = 0.25 ∙ Dв² ∙ Vб² ∙ 10^-3 кН

Для буксируемого судна: Rз.в. = 0.25 ∙ 4, 7² ∙ Vб² ∙ 10^-3кН

Т.к. необходимо произвести расчет сопротивлений для скоростей от 1 уз до значения

скорости ППХ буксирующего судна (17узл), то результаты расчетов сводим в таблицу № 2.

Таблица №2