Форум

План статейки про бульб - форму носовой подводной части кораблей.

1. Что такое бульб и как он работает.
1.1 носовые и кормовые волны как способ растраты энергии двигателя
1.2 Интерференция волн от бульба и носа корабля
2. Зависимость эффективности от скорости и водоизмещения корабля
3. Возможные ошибки попаданца при продвижении
4. Другие способы борьбы с волнообразованием. (нос-утюг, бульб на ватерлинии)
5. Применимость для попаданца.

Вспоминая чем он может помочь судостроению месту своего нового обитания практически любой попаданец вспомнит про странную форму носовой оконечности современных судов - бульб. Вспомнит и попробует внедрить... ну хотя-бы по принципу внешней похожести.
Давайте разберемся что это такое и может ли он помочь попаданцу?

В википедии сказано:

Бульб — выступающая чуть ниже ватерлинии часть носа судна, имеющая выпуклую эллипсоидную форму.
Бульб изменяет направление потока воды по всему корпусу, уменьшая сопротивление, и, следовательно, способствует увеличению скорости, дальности плавания и экономии топлива.

Звучит прекрасно не правда ли?
Но попробуем копнуть глубже.
Все видели волны разбегающиеся от носа корабля? каждая такая волна имеет десятки или сотни метров длинны, несколько метров ширины и приличную высоту, т.е. представляет собой сотни тонн воды сдвинутых с места. На этот сдвиг требуется сила и берется она разумеется у двигателя. т.е. эти замечательные волны наглядное воплощение бездарно растраченного топлива. Наиболее высокие волны вздымаются сразу у форштевня; часть из них расходится В стороны — под углом к направлению движения в виде «усов».
Двигатель может тратить до 2/3 своей мощности на это бессмысленное сотрясение водной глади.
Итак что же делает бульб?
Находясь немного впереди форштевня и чуть ниже поверхности моря он первым начинает раздвигать толщу воды и образует небольшую волну которая успевает сначала подняться и опуститься к тому моменту когда в нее врежется форштевень. Т.е. Основная волна и усы начинают формироваться во "впадине" за волной от бульба. Таким образом волны вычитаются, происходит интерференция и высота основной волны оказывается намного меньше.
Меньшие затраты на волнообразование=меньше затраты топлива, не так ли? Экономия по топливуможет составлять 10-15%! Прекрасно звучит не правда ли?
Но обратим внимание на одну мелочь, бульб будет эффективно работать ТОЛЬКО в том случае если скорость корабля такова чтобы спад волны бульба приходился на форштевень. Если корабль будет идти быстрее или медленнее никакого снижения скорости не будет, более того, увеличив площадь смоченной поверхности бульб замедлит судно.
Кроме того, такая экономия заметна только при больших размерах кораблей, на суда размером меньше 15 метров бульб ставить бессмысленно.
Так же важным моментом является положение буьба в воде, он должен быть ниже поверхности на 1/3 своего диаметра. А любой грузовой корабль в зависимости от количества груза может очень сильно менять свою осадку. Ну и при волнении понятие поверхность весьма изменчивое.

Т.е. на современных танкерах, крупнотоннажных сухогрузах и контейнеровозах которые долго плывут с одной то той же крейсерской скоростью бульб дает прекрасные результаты, снизить стоимость рейса на 10% с учетом объема груза это миллионная экономия. Проблему загрузки и глубины погружения бульба решают при помощи балластных цистерн, при необходимости давая дифферент на корму или на нос.

На военных кораблях часто идущих с крейсерской скоростью бульб так же неплох.
А вот на паруснике который часто меняет скорость в зависимости от ветра, бульб скорее навредит чем поможет.
Т.е. Внедрять такое новшество имеет смысл только при появлении ОЧЕНЬ больших кораблей, у которых почти отсутствует килевая качка, причем с двигателем, а не с парусом, с развитыми насосами, балластными цистернами и прочей машинерией. Иначе пользы не будет.

Что можно использовать кроме бульба? Любопытная новая тенденция, нос-утюг с обратным наклоном форштевня. Вместо того чтобы наваливаться на волну он разрезает ее подбрасывая и позволяя стечь по бортам на большем промежутке, тем самым ослабляя волну. Но такой нос требует расчетов и моделирования, так просто его не повторить.
Так же существует поверхностный бульб, находящийся точно на ватерлинии. Он разбрызгивает носовую волну превращая ее в тонкую брызговую пелену. Последний можно использовать на катерах и малотоннажных судах.

Но применение этих методов невозможно без расчетов, карго культ тут не поможет.

// Но применение этих методов невозможно без расчетов, карго культ тут не поможет.

Братья Райт построили трубу в гараже. Что нам мешает соорудит бассейнчик и буксировать там модели?

// эти эффекты напрямую связаны формулами с такими параметрами как длинна судна, ускорение свободного падения, скорость, плотность воды...

число Фруда и все

// если модель судна выполнена в масштабе 1:100, то её нужно буксировать со скоростью, в 10 раз меньшей скорости исходного судна, чтобы увидеть те же волны, что и для большого судна, но в масштабе 1:100.