Опір руху - число Фруда

При русі у носа і корми судна створюються хвилі, які зі збільшенням швидкості стають більше. Це пояснюється тим, що зі збільшенням швидкості руху в кормовій частині судна виникає значне розрідження, а в носовій - зона підвищеного тиску. Енергія, витрачена на освіту хвиль, є хвильовим опором, величина якого визначається швидкістю і довжиною судна. Характеристикою хвильового опору судна є відношення швидкості до довжини, зване числом Фруда:

Ця характеристика дозволяє порівнювати суду різних розмірів, що дає можливість визначити опір і тим самим потужність двигуна для споруджуваного судна за допомогою буксирувальних випробувань моделей. Швидкості судна і моделі співвідносяться як квадратний корінь з їх лінійних размерений:

Це означає, наприклад, що будується судну довжиною 130 м, шириною 14 м з осадкою 6,6 м, з водотоннажністю 5900 т і швидкістю 25 уз (12,86 м / с) відповідає швидкість моделі 2,572 м / с при довжині її 5, 2 м. При цій швидкості у моделі виникає волнообразованіе, яке геометрично подібно хвилеутворення натурного судна. Виміряний при цьому опір містить, проте, не тільки хвильовий опір, але і ще один компонент - опір тертя, яке виникає внаслідок гальмуючого дії води, що протікає повз корпусу. Опір тертя залежить від площі змоченої поверхні корпусу, від її якості (ступеня шорсткості) і від швидкості. Його можна розрахувати з достатньою точністю за дослідними даними як для моделі, так і для судна. Якщо повний опір моделі зменшити на розрахунковий коефіцієнт тертя, вийде хвильовий опір моделі. При перерахунку діє положення, що хвильові опору двох геометричних подібних тіл - судна і моделі - співвідносяться як їх водотоннажності. Але це просте співвідношення справедливо тільки тоді, коли судно і модель рухаються зі порівнянними швидкостями, так що виникають геометрично подібні хвилеутворення.

Якщо до хвилевого опору (певного дослідами на моделі) додати розрахунковий опір тертя, вийде повне опір судна. У нашому прикладі при модельних випробуваннях було визначено хвильовий опір в 0,31 МН і шляхом розрахунку - опір тертя в 0,35 МН. Опір судна становить, таким чином, 0,66 МН. Зрозуміло, при остаточному визначенні потрібної потужності двигунів потрібно враховувати також повітряне та вихровий опору. Частка хвильового опору і опору тертя в повному опорі залежить від форми судна і його швидкості. У великих тихохідних судів хвильовий опір становить приблизно 20%, а у дуже швидкохідних - до 70% повного опору.