Сопутствующие волны, число Фруда и режимы скоростей.

Первичная волна вызывает возникновение сопутствующих судну так называемых вторичных или индуцированных волн, которые представляют собой две системы волн: носовую и кормовую, в каждой из которых возникают расходящиеся и поперечные волны (рис. 8.2 ).

Рис.8.2 Схема образования судовых волн:

а - носовые расходящиеся волны; b – кормовые расходящиеся волны; с и d – поперечные волны.

Интенсивность волнообразования увеличивается с повышением скоростей движения при ограниченных габаритах пути.

На характер волнообразования в первую очередь влияют соотношения скорости движения судна и глубины пути.

Это зависимость выражается числом Фруда (Fr):

Fr = ( 8.1)

где V – скорость движения судна, м/с;

g – ускорение свободного падающего тела (9,81 м/с²);

h – глубина пути, м.

Число Фруда (Fr) определяет оптимальные режимы скоростей при условии волнообразования.

1. При числе Фруда менее 0,6 определяемое выражением < 0,6

волнообразование практически не отличается от волнообразования на глубокой воде. В этот период наблюдаются поперечные и расходящиеся системы волн.

Скорость движения, определяемая соотношением

V (0.4 ÷ 0.6 ),(8.2)

называется до критической скоростью.

2. При числе Фруда определяемое выражением 1,0 угол расходящихся волн приближается к 90⁰. Расходящиеся волны сливаются с поперечными, образую одну волну. Высота волны достигает своего максимума. Скорость движения, определяется соотношением V , такая скорость называется критической.

3. При числе Фруда больше единицы определяемое выражением > 1,0 поперечные волны исчезают и вновь появляются расходящиеся волны. Сопротивление движению судна уменьшается. Высота волн уменьшается. Скорость движения,

определяемая соотношением V > , называется сверхкритической.

Современный флот, работающий на ВВП, работает в до критическом режиме скоростей.

Судовые волны размывают берега рек и особенно откосы каналов. Поэтому скорости движения судов в каналах ограничивают.

При движении судна на повышенной скорости вблизи берега, у которого стоит другое судно (особенно при ограниченных габаритах пути на этом участке), в первоначальный момент вода, вытесняемая судном ( носовая система волн),т.е. вал, вкатывается на берег, повышая уровень у берега, затем, в момент нахождения судна на траверзе, уровень воды быстро понижается и становится ниже нормального. После этого под действием кормовой системы волн процесс повторяется.

Такие резкие колебания уровней воды вызывают перемещения судна, стоящего у берега, толчки, рывки могут привести к повреждению судна, обрыву швартовов и т.д. Поэтому при движении судна мимо причалов, рейдов, работающих земснарядов, водолазных кранов, мест формирования и расформирования плотов судоводители должны убавлять ход и проходить по возможности дальше от берега и от стоящих судов.