Буксировочные испытания моделей парусных яхт

Исследования гидродинамических характеристик парусных яхт у нас в стране проводятся главным образом в Николаевском и Ленинградском кораблестроительных институтах, а также в Севастопольском приборостроительном институте. Для проведения буксировочных испытаний моделей яхт в опытовом бассейне николаевских корабелов спроектирована и построена специальная установка. Первыми здесь испытывались модели яхты однотонного класса. Основной целью исследований было получить сравнительную оценку влияния остроскулых обводов на гидродинамические характеристики корпуса. Были испытаны три модели, имеющие одинаковую длину по ватерлинии и осадку (8,9 м и 2,1 м соответственно для натуры).

При разработке теоретических чертежей моделей старались сохранить не только постоянство геометрических параметров, но и постоянство обмера корпуса по формуле IOR (вторая редакция). Габариты опытового бассейна позволили проводить эксперименты с моделями в масштабе 1:8,5. Модели буксировались без рулей, с плавниковыми килями, имеющими одинаковый профиль и удлинение. Модель соединялась специальной упряжкой с двухкомпонентным динамометром. Конструкция упряжки позволяла задать произвольное погружение модели, угол крена и дрейфа. Усилие от парусов передавалось на модель через мачту, что в свою очередь обуславливало дифферент модели, соответствующий натурным условиям.

На первом этапе испытаний модели буксировались на ровном киле, что дало возможность установить влияние скул на буксировочное сопротивление. Скорость буксировок при этом составляла 0,3—1,4 м/с. На втором этапе буксировки проводились с фиксированными углами крена 5°, 10°, 15° и 20°. Это дало возможность установить прирост сопротивления от крена. На третьем этапе оценивался прирост сопротивления модели от дрейфа: при каждом угле крена устанавливали фиксированный угол дрейфа 2°, 5°, 7°.


Результаты испытаний представлены в форме полярных диаграмм. Для простоты сравнения поляр различных корпусов, на них объединены одной кривой одинаковые скорости. Эти линии упрощают сопоставление комбинации «лобовое сопротивление— подъемная сила корпуса (боковое сопротивление)». Лучший результат у круглоскулой модели получился при угле крена 10°. С возрастанием этого угла площадь бокового сопротивления подводной части корпуса уменьшается, а поэтому уменьшается боковая сила. При крене ватерлиния яхты становится асимметричной и увеличивается остаточное сопротивление, увеличение же смоченной поверхности (0,14 м² на каждые 10° крена) ничтожно мало. Приводим также поляры всех трех моделей при угле дрейфа (β=5° и угле крена θ=10°. Подобные поляры построены по результатам испытаний для различных комбинаций крена и дрейфа.

Проведенные исследования выявили со всей очевидностью преимущества круглошпангоутных обводов. На курсе фордевинд буксировочное сопротивление корпуса с одной скулой больше, чем у круглошпангоутного на 6—8%, однако оно меньше, чем у двухскулового на 2—3%.

При крене боковое сопротивление круглошпангоутного корпуса снижается очень значительно, а у корпуса с одной скулой совсем мало. Двухскуловой вариант занимает промежуточное положение.

При рассмотрении поляр корпусов при различных углах крена и дрейфа очевидно выявляется преимущество круглошпангоутного корпуса и при лавировке.

В то же время анализ поляр для различных углов крена и дифферента показывает, что более технологичные обводы корпуса с одной скулой оказываются эффективнее, чем обводы корпуса с двумя скулами. За рубежом приблизительно те же результаты получены по яхтам полутонного класса [2].

Литература

• 1. Л. В. Забурдаев. Экспериментальная установка для буксировочных испытаний моделей парусных яхт. Труды НКИ, вып. 88, Николаев, 1974, с. 96.
• 2. Hans Adels. Untersuchungen der hydrodynamisehen Widerschtande verschidener Segeljachten, «HANSA», 1972, bd. 109, N 15—16, s. 1392—1394.