Calculation of the residual resistance of the vessel according to the theoretical drawing

Abstract

В статье впервые дан метод расчета остаточного сопротивления водоизмещающих судов не по параметрам, а по ординатам теоретического чертежа. Необходимость определения сопротивления воды движению судна возникает на первой же стадии при проектировании корпуса. Достоверную кривую сопротивления получают только путём дорогостоящих буксировочных испытаний, поэтому возможность расчета такой кривой является одной из самых актуальных задач проектирования, решению которой посящены сотни работ. В статье вкратце приводится вековая история поисков метода расчета сопротивления воды движению судна. В статье описаны полученные автором три фундаментальные решения, позволившие, в конце концов, решить эту задачу. Первое решение - это разделение интеграла Мичелла на главную и интерференционную части. Второе – это объяснение гидродинамики создаваемого судном потока и доказательство необходимости учета сдвига подпорными волнами носовой Кельвиновской волновой системы. Третье решение, которому посвящена данная статья, заключается в теоретическом и экспериментальном доказательстве того, что на малых и средних числах Фруда расчет главной части интеграла Мичелла даёт кривую, которая проходит близко к экспериментальной кривой остаточного сопротивления, что позволяет использовать её на практике. В конце статьи приводятся результаты сравнения расчетов с экспериментом для 28-ми моделей. Показано также, что практически нельзя считать интеграл Мичелла по ординатам теоретического чертежа, и приводится метод аппроксимации ватерлиний и шпангоутов с помощью одной кривой,– разработанной для этой цели - «корабельной верзиерой» This article presents the first description of the obtained method for calculating the residual resistance of displacement vessels not by parameters, but by ordinates of a theoretical drawing. The need to determine the resistance of water to the movement of the vessel arises at the very first stage of the hull designing. Usually a reliable resistance curve is obtained only through expensive towing tests, therefore the ability to calculate such a curve is one of the most urgent design problems, the solution of which is devoted to hundreds of works. This article briefly describes the centuries-old history of searching for a method for calculating the resistance of water to the movement of a vessel. The article describes three fundamental solutions obtained by the author, which have allowed to solve this problem. The first solution is the partition of the Michell integral into the main and interference parts. The second is the explanation of the hydrodynamics of the flow created by the vessel, and the proof of the necessity to take into account the shift by the retaining waves of the bow Kelvin wave system. The third solution, to which this article is devoted, consists in the theoretical and experimental proof that, at low and medium Froude numbers, the calculation of the main part of the Michell integral provides the curve which passes so close to the experimental residual resistance curve, that it is possible to use it in practice. At the end of the article, the results of comparing calculations with experiment for 28 models are presented. It is also shown that it is impossible to calculate the Michell integral according to the ordinates of the theoretical drawing, and the method of approximating waterlines and frames with the help of a single curve is presented - a "ship's versier" developed for this purpose.