По законам физики
Может быть вообще не всем судам нужна большая скорость? Бывает и так! Есть немало судов, для которых по роду их службы быстрота передвижения совсем ни к чему. Такие грузы как уголь, руда, нефть, лес, строительные материалы, машины можно отправлять заблаговременно. Они не испортятся в пути и прибудут к месту назначения вовремя. А небольшие партии особо срочных грузов удобнее доставлять самолетами.
Рыболовным, океанографическим, кабельным судам или самоходным земснарядам и плавучим маякам тоже не требуется быстроходность. Большую часть своей работы эти суда выполняют на малом и среднем ходу, дрейфуя или стоя на якорях.
А вот пассажирские лайнеры, военные корабли, китобойные суда, рефрижераторы должны быть быстроходными.
Ходкость также одно из очень важных мореходных свойств судна. Это способность судна Двигаться с заданной скоростью при возможно меньшей мощности двигателей. Ходкое судно должно сохранять определённую скорость в любых условиях — при большом волнении, противном ветре, встречном течении и т. д. Вот тут-то и начинаются для конструкторов технические трудности.
Дело в том, что чем больше размеры и водоизмещение судна, чем выше его скорость, тем мощнее должны быть двигатели. Чтобы скорость v возросла, например, вдвое, мощность двигателя N надо увеличить почти в 8 раз! Но с увеличением мощности значительно возрастают вес и размеры самих главных двигателей, гребных валов и винтов, а также запасов топлива. Если же увеличить водоизмещение, то опять придется увеличивать мощность двигателей, а это уже совсем нежелательно.
Ученые и конструкторы преодолевают эти трудности разными путями. Одни проектируют суда с более обтекаемыми обводами корпуса. Другие разрабатывают новые конструкции судов на подводных крыльях, воздушных подушках, сдвоенные корпуса — катамараны и т. д. Третьи непрерывно улучшают и создают новые типы очень мощных двигателей, добиваясь одновременно значительного уменьшения их веса и размеров.
Известно, что вода препятствует движению судна, оказывает, сопротивление.
Приведем пример. На рис. 25 вода, окружающая подводную часть шлюпки, изображена в виде очень тонких слоев, а скорость движения каждого слоя обозначена латинской буквой v.
Рис. 25. Сопротивление воды движению судна.
Пусть шлюпка идет вперед со скоростью v1. Самый близкий к днищу и бортам слой воды смачивает обшивку судна, прилипает к ней. Он движется вместе со шлюпкой, с той же скоростью i>i. Так как вода вязкая жидкость, то второй слой воды сцепляется с первым, но слабее, чем первый слой с обшивкой. Поэтому второй слой, хотя и движется вперед вместе с судном, но медленнее, со скоростью v2. Этот слой как бы скользит назад по первому слою. Здесь возникают силы трения, тормозящие движение шлюпки. Третий слой ведет себя по отношению ко второму так же, как второй по отношению к первому. Скорость второго слоя уже была меньше скорости первого, следовательно, третий слой движется вперед еще медленнее, со скоростью υ3. То же самое происходит и с четвертым и последующими слоями.