engineering_ru | О волновом сопротивлении и спутной волне

На Лукулльской мерной миле в 1915 г. под председательством контр-адмирала Белоголового работала комиссия по производству приемных испытаний шести миноносцев типа «Быстрый» (водоизмещение 1350 т, машина в 30 000 л. с. н., ход 35 узлов). В числе контрактных испытаний было оговорено 10-часовое испытание при скорости в 30 узлов, что требовало мощности около 0,8 от полной.

Контр-адмирал Белоголовый хотел добиться требуемого хода 30 узлов и на глубине около 20 м. Однако, хотя машина развила мощность не в 20 000, а в 30 000 сил и даже больше, ход оставался равным 29 узлам и дальше не возрастал. За кормой бежала громадная волна, и, если бы не протест представителя завода, котлы были бы сожжены и произошел бы массовый разрыв котельных трубок.

Испытания на Лукулльской миле были прекращены (продолжением их явились испытания близ мыса Сарыч, где глубина воды составляла около 100 саженей и миноносец свободно развил 30 узлов при мощности, несколько большей 20 000 сил).

Мне [академику А.Н.Крылову] было поручено разобрать это дело.

Я тогда же составил о нем подробную записку, которая только в 1931 г. была напечатана в «Бюллетене Научно-технического комитета» под заглавием «Об испытаниях миноносца «Быстрый».

Сущность явления состоит в том, как это было установлено опытами Ярроу еще в 1905 г., что при скорости

где v — скорость; h — глубина воды; g — ускорение силы тяжести, образуется спутная волна, скорость бега которой равна скорости хода корабля, и добавочная мощность, развиваемая машиной корабля, затрачивается не на увеличение скорости хода, как было на глубокой воде, а на поддержание этой волны. Надо, чтобы машина развила мощность, соответствующую примерно скорости, на 5-6 узлов большей указанной «критической»; тогда корабль, как бы скачками, сразу достигнет этой повышенной скорости и далее пойдет нормально, подобно тому, как на глубокой воде.

Скорость 30 узлов составляет 51 фут в секунду; «критическая» глубина воды:

= 81 фут = 14,5 сажени.

Это как раз та глубина, на которой производилось испытание на Лукулльской мерной миле, и надо было бы развить мощность не в 20 000 сил, соответствующую 30 узлам, а мощность, соответствующую 36 узлам, около 33 000 сил, т. е. большую, нежели предельная.

В 1912 г. миноносец «Новик» под командованием капитана 2-го ранга Д. Н. Вердеревского проходил 20-узловым ходом в расстоянии около 6 миль мимо маяка, расположенного при входе в один из шхерных фарватеров, подобно тому как башня Грохара расположена при входе в Гельсингфорс. У этого маяка была построена на сваях деревянная пристань, помост которой возвышался над водой на 9 футов.

Был мертвый штиль, на пристани лежала вверх килем шлюпка, и около нее играли два мальчика, один 10 лет, другой 6 лет. Старший заметил, что по морю к пристани идет высокая волна, и бросился бежать к берегу; младший остался на берегу. Волна вкатила на пристань, смыла шлюпку и все, что было на пристани, в том числе и мальчика, который и утонул. Само собой разумеется, что с «Новика» ничего этого видно не было, и лишь по приходе в Ганге командиру была доставлена телеграмма о происшедшем несчастии.

Было наряжено следствие, морской министр поручил мне доложить это дело. Оказалось, что на открытом плесе по пути «Новика» была короткая банка с глубиной воды в 35 футов. Эта глубина является как раз «критической» для скорости 20 узлов; на ней и образовалась громадная волна, которая затем побежала дальше и натворила беду. Это была воистину «непредвиденная на море случайность».

Случай с «Новиком» показывает, насколько опасно не для самого корабля, а для маяков, башен, знаков, построенных на низменных местах, для мимо идущих судов и пр. развитие на данной глубине «критической» и близких к ней скоростей (начиная примерно от скорости в 0,75 до 1,25 от критической).

Это фрагмент статьи А.Н.Крылова "О волновом сопротивлении воды и о спутной волне"