Аэродинамическая сила и ее момент.

Равнодействующая сила давления ветра на надводную часть — аэродинамическая сила А не совпадает в общем случае с направлением кажущегося ветра, а отклоняется в сторону траверзного направления.

Надводная часть судна находится в потоке воздуха под углом атаки, равным курсовому углу кажущегося ветра. При этом на надводной части создается аэродинамическая сила А, имеющая, как показано на рис. 9.2, продольную А_х и поперечную А_у составляющие.

Продольная составляющая А_х влияет на скорость судна, а поперечная А_у вызывает боковое перемещение судна.

Поперечную аэродинамическую силу (Н) можно рассчитать по формуле

(9.2)

Где С_аy- безмерный коэффициент аэродинамической силы, зависящий от формы надводной части судна и косового угла ветра

С_аe=(0.8 ÷ 1.3)sinq_W

Q_y – боковая площадь парусности (площадь проекции надводной части на ДП) м²;

ρ_а – массовая плотность воздуха (ρ_а≈ 1,226 кг/м)

Рис.9.2, Аэродинамическая сила и ее составляющие

Точка приложения аэродинамической силы в соответствии со свой-ствами крыла смещается от ЦП навстречу потоку воздуха (см. рис, 9.2), т, е. при носовых курсовых углах ветра в сторону носа, а при кормовых курсовых углах — в корму. Величина смешения зависит от курсового угла кажущегося ветра: чем острее угол атаки между ДП и направлением ветра, тем дальше от ЦП смещается точка приложения аэродинамической силы. Максимальное смещение точки приложения аэродинамической силы (при курсовых углах, близких к 0 и 180°) составляет в среднем приблизительно четверть длины судна, т.е. 0,25L, а при курсовых углах кажущегося ветра, равных 90°, точка приложения аэродинамической силы совпадает с ЦП (центром парусности).

Таким образом, в общем случае на корпус судна действует не только поперечная аэродинамическая сила, вызывающая дрейф судна, но и момент этой силы, стремящийся развернуть судно вокруг вертикальной оси, проходящей через ЦТ (центр тяжести).

Плечо поперечной аэродинамической силы 1_А относительно ЦТ можно определить по приближенной формуле:

(9.3)

где —относительное плечо аэродинамической силы, выраженное в долях длины корпуса ( )

L—длина судна между перпендикулярами, м