كيف يتم حساب السرعة عند تصميم السفينة؟

إن حساب السرعة عند تصميم السفينة عملية معقدة، تتطلب الاستخدام الشامل للحسابات النظرية واختبارات النماذج والصيغ التجريبية لضمان دقة وموثوقية سرعة التصميم.

أ. الحساب النظري

1. حساب المقاومة

عندما تبحر السفينة في الماء، فإنها ستخضع لمقاومات مختلفة، بما في ذلك مقاومة الاحتكاك ومقاومة الأمواج ومقاومة الضغط اللزج. من خلال الصيغ التجريبية والنماذج النظرية، مثل قانون فرويد وصيغة ITTC، يتم حساب قيم المقاومة عند سرعات مختلفة وفقًا للمعلمات الرئيسية للسفينة (مثل الطول والعرض والمسودة وشكل الخط وما إلى ذلك).

2. تقدير قوة الدفع

وفقًا لنتائج حساب المقاومة، جنبًا إلى جنب مع عوامل مثل كفاءة المروحة، يتم تقدير الطاقة المطلوبة لدفع السفينة. بشكل عام، تُستخدم الصيغ التجريبية أو تحليل الانحدار لبيانات اختبار النموذج لتحديد العلاقة بين الطاقة والسرعة.

3. تحديد السرعة

بعد الحصول على العلاقة بين القدرة والسرعة، يتم تحديد سرعة السفينة في ظل ظروف التصميم وفقًا لقوة المحرك الرئيسي الواردة في متطلبات التصميم أو أداء نظام الدفع المتوقع. على سبيل المثال، إذا كان التصميم يتطلب أن تكون قوة المحرك الرئيسي قيمة معينة، فمن خلال البحث في منحنى القدرة والسرعة، يتم العثور على قيمة السرعة التي تلبي متطلبات القدرة، وهي سرعة التصميم.

ب. اختبار نموذجي

1. إنتاج نماذج السفن

يتم تصنيع نموذج السفينة وفقًا لنسبة معينة، عادة ما تكون بين العشرات والمئات. يجب أن يعكس النموذج نوع الخط والمقياس والخصائص الهيكلية للسفينة الفعلية بأكبر قدر ممكن من الدقة.

2. اختبار الخزان

ضع نموذج السفينة في خزان سحب أو خزان ذاتي الدفع للاختبار. في خزان السحب، يتم سحب نموذج السفينة بواسطة مقطورة بسرعات مختلفة لقياس مقاومة نموذج السفينة؛ في الخزان ذاتي الدفع، يتم تجهيز نموذج السفينة بجهاز طاقة لمحاكاة حالة الدفع الذاتي للسفينة الفعلية، ويتم قياس السرعة ودفع المروحة والمعلمات الأخرى.

ج. تصحيح الخبرة

1. ضع في اعتبارك العوامل العملية

خلال عملية التصميم، من الضروري أيضًا مراعاة تأثير بعض العوامل العملية على السرعة، مثل ظروف تحميل السفينة، وظروف البحر، ومقاومة الرياح، وما إلى ذلك. قد تتسبب هذه العوامل في انحراف السرعة الفعلية عن الحساب النظري ونتائج اختبار النموذج.

2. تعديل المعاملات التجريبية

سيقوم المصممون بإدخال معاملات تجريبية لتصحيح نتائج الحساب بناءً على خبرة التصميم السابقة وبيانات تشغيل السفينة الفعلية. على سبيل المثال، بالنسبة لنوع معين من السفن، قد يتم تحديد معامل تصحيح السرعة بناءً على الخبرة، وقد يتم إجراء التعديلات المناسبة بناءً على الحسابات النظرية أو نتائج اختبار النموذج للحصول على سرعة تصميم أقرب إلى الوضع الفعلي.