ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОИЗМЕЩЕНИЯ МОДЕЛИ В ПЕРВОМ ПРИБЛИЖЕНИИ
§ 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОИЗМЕЩЕНИЯ МОДЕЛИ В ПЕРВОМ ПРИБЛИЖЕНИИ
Если в сосуд, доверху наполненный водой, поставить модель судна, то из сосудв выльется некоторое количество воды, вытесненное моделью. Вес вылившейся воды, как это следует из закона Архимеда, окажется равным весу модели, а ее объем — объему погрузившейся (подводной) части корпуса модели.
Один кубический сантиметр пресной воды при 4° С весит 1 г. Следовательно, если объем вылившейся воды (т. е. объем подводной части модели) равен, например, 1 000 см\ т. е. 1 дм, то вес этой воды (равный весу модели) равен 1 000 г, т. е. 1 кг.
Итак, модель, плавающая в пресной воде, весит столько граммов, сколько кубических сантиметров занимает объем ее подводной части. Поэтому модель будет погружаться в воду до тех пор, пока объем ее подводной части не вытеснит количество воды, по весу равное весу модели.
Объем подводной части и вес судна называют соответственно объемным и вес осы м водоизмещением.
Водоизмещение выражается в кубических или весовых единицах и обозначается: объемное водоизмещение латинской буквой V (вэ), весовое — буквой D (дэ). Если модель весит, например, 5 кг, то говорят, что ее весовое водоизмещение равно 5 /гг, объемное — 5 дм (в пресной воде).
Если построить модель, не согласовав ее вес с объемом подводной части, то может оказаться, что спущенная на воду
В соленой воде объемное водоизмещение будет меньше, чем в пресной воде, так как вес I см соленой воды больше веса 1 см пресной.
- 53 -
модель погрузится в воду, например, до палубы или затонет. Согласование веса с объемом подводной части является одной из самых главных задач конструктора модели.
Если бы обводы (форма) подводиой части судов были прямоугольными и прямолинейными, то решение такой задачи было бы весьма несложным.
Пусть, например, подводная часть корпуса модели баржи

Рис. 34. Судно — прямоугольный параллелепипед
или понтона (рис, 34) представляет собой прямоугольный параллелепипед со следующими размерами:
/, = 1,8 м, В = 0,3 м, Г = 0,1 м.
Тогда объем подводной части (объемное водоизмещение) модели будет равен
V = L-B-T=- 1,8-0,3-0,1 =0,054 жи, следовательно, вес такой модели должен быть равен D = 0,054 54 кг.
Но, как мы уже знаем, обводы подводной части судов не прямолинейны, а ограничены кривыми поверхностями. Объем подводной части модели обычного судна, имеющей размерения L = 1,8, В = 0,3 м и Т = 0,1 зг, будет меньше, чем V = 0,054 щ. Иными словами, водоизмещение модели судна с обычными судовыми обводами будет составлять лишь некоторую долю от произведения L<B-T.
Отношение действительного объема подводной части судна к объему параллелепипеда с размерами Л, В, Т (рис. 35) или, иначе, к произведению L-B-T носит название коэффициента полноты водоизмещения и обозначается греческой буквой S (дельта)
, . V
~~ L-B-T*
откуда
- 54 -
Величина о зависи'г от *полноты» обводов судна, а так как полнота обводов различных типов судов различна, то и величина 5 для различных типов судов различна.
Значения о для судов и их моделей (табл. 7) одинаковы.
Табл. 7 показывает, что при одних и тех же главных размерениях суда (даже одного типа) могут иметь различное водоизмещение в зависимости от полноты обводов.

Рис. 35. Объем подводной части судна меньше объема параллелепипеда
Например, главные размерения линкора: L= 180 м; В = 30 м;
10 м.
Требуется определить, какое водоизмещение может быть у такого корабля. Из та&г. 7 находим, что коэффициент полноты водоизмещения линкоров бывает от 0,57 до 0,66. Следовательно, при 3 = 0,57 водоизмещение корабля будет равно:
V = L‘B‘T'1 = 180-30-10-0,57 = 31000 л, или Л = 31000 г.
При 3 = 0,66 V= 180 30 • 10 • 0,66 = 35500 м\ или £ =35500 т.
Чем большее значение о мы выберем при проектировании модели, тем полнее придется делать ее’ обводы и тем больше будет ее водоизмещение.
При проектировании моделей легких кораблей, например эсминцев (в особенности в малом масштабе), ввиду трудности построить очень легкую модель приходится отступать от табл. 7 и выбирать значения 3 немного ббльшими, чем они указаны. Такие вынужденные, технически оправданные отступления вполне допустимы.
Покажем на примере, как следует пользоваться табл. 7 при проектировании модели.
Пример 1. Задано выбрать главные размерения и водоизмещение модели линкора длиной £=1,8 м.
- 55 —
Таблица 7
Значення коэффициентов S полноты водоизмещения для различных типов судов
Типы судов (кораблей) |
Коэффициент полноты водоизмещения V | |
- L. от |
в-т до | |
Линкоры............. |
0,57 |
0,66 |
Крейсера ............ . |
0,45 |
0,65 |
Эсминцы ............. |
0,40 |
0,54 |
Канонерские лодки ........ |
0,52 |
0,54 |
Большие пассажирские....... |
0,57 |
0,71 |
Средние и малые пассажирские . . |
0,45 |
0,65 |
Большие грузо-пассажирские .... |
0,65 |
0,76 |
Большие грузовые......... |
0,70 |
0,78 |
Средние Грузовые ......... |
0,70 |
0,78 |
Речные пассажирские....... |
0,70 |
0,89 |
Винтовые буксиры ......... |
0,46 |
0,50 |
Ледоколы ............. |
0,46 |
0,52 |
Рыболовные ............ |
0,50 |
0,60 |
Парусные грузовые........ |
0,42 |
0,70 |
Решение. Пользуясь табл. 6 и 7, выбираем
-§- = 8, '4 = 3, 4 = 1,5, 5 = 0,57, .
тогда
В = ~ = ^ = 0,225 м,
Т = = = 0,075 м, Я = 1,5.7’== 1,5*0,075 — 0,113 м,
V = L - В • 7 • S = 1,80 • 0,225 0,075 0,57 = 0,0173 м\ или D ~ 17,3 кг.
Предположим, что вес модели 17,3 кг представляется недостаточным ввиду того, что в модели необходимо установить возможно больше электробатарей. Табл. 7 указывает, Нто уве-личить водоизмещение без изменения главных размерений можна лишь в очень небольшой мере, так как наибольшее для линкоров значение S = 0,66.
1/=L-S.7-S = 1,80-0,225• 0,075• 0,66 = 0,02 ж
и, следовательно, D = 20 кг.
После того как выбраны главные размерения и водоизмещение модели, надо убедиться в том, что намеченный для модели двигатель и другое основное оборудование (например, котел,
— 56 -
батареи) по своим главным размерам и весу смогут быть размещены в модели. Если это окажется невозможным, необходимо, пользуясь табл. 6 и 7, выбрать новые главные размерения и водоизмещение.
§ 5. ЗАКОН МЕХАНИЧЕСКОГО ПОДОБИЯ
Если в задании указаны все главные элементы корабля и масштаб модели, то определение главных размерений модели, а также ее водоизмещения и всех других элементов, величина-которых для корабля указана в задании, производится на основании закона механического подобия.
Законом механического подобия устанавливается, что при
масштабе модели М = -у- длина модели должна быть равна
длине корабля, деленной на X (греческая буква ламбда), где X носит название масштабного числа:
г ,_. ^кор
' мод ' ^
Пример. Пусть длина корабля 1 — 180^ а масштаб' модели
Так как X = 100, то £иод = 1,80 м.
Это' правило относится к определению не только длины модели, но и всех ее других линейных элементов: ширины В, осадки 7, высоты борта Н, высоты мачт и т. п.
Если площЗдь какого-либо элемента корабля, например площадь палубы или площадь наружной обшивки, равна SK0 , то соответственная плошадь для модели должна быть равна
^ ‘S’kop
^МОД \2 '
Пример. Площадь палубного настила корабля S масштаб модели

1_
25 •
250 мЧ
Требуется определить площадь палубного иастила для модели.
Решение. Так как 7 = 25, то площадь палубного настила для модели

250 250 п
25 625 ’
По закону механического подобия весовое или объемное водоизмещение, й также любой вес или объем, относящийся к кораблю, пересчитывается на модель путем уменьшения в 7 раз.
- 57 -
Пр им ер. Водоизмещение корабля DiCOp = 31000 т; масштаб модели

К

Требуется определить водоизмещение модели.
Решение. Так как Х = 125, то
A™» 31000 31000 ,пп(гл„ , г- п
;* 0,0159 т = 15,9 кг.
125з
1953125
Закон механического подобия указывает также, как можно приближенно пересчитать мощность двигателя корабля на модель: мощность двигателя модели должна быть равна мощности двигателя корабля, деленной на X’.
Пример. Мощность двигателя корабля 7VK0 = 800 л. с., масштаб модели
1
X 10
Т ребуется модели.
Решение.
определить
N
мод
Мор
А3,5
потребную
800 __ 800 Ю' “ 3160
мощность
= 0,255 л.
двигателя
с.
Примечание. Число . в степени 3,5 можно вычислить как произведение: X3,5= .-y^ X.
Пример. X = 10, требуется вычислить X*Решение. 10-= 10-]/П0 = 1000-3,16 = 3160.
Определяя мощность двигателя модели по мощности двигателя корабля, надо помнить, что действительная мощность двигателя модели должна быть иногда значительно больше, чем вычисленная по закону механического подобия, по следующим причинам:
1. Треиие в гребном вале модели всегда бывает непропорционально ббльшим, чем трение вала на корабле.
2. Гребной винт модели изготовляется иа глаз очень грубо по сравнению с той большой точностью, с которой изготовляются гребные винты для кораблей. В силу этого потери в гребном винте модели значительно больше потерь в гребном винте действительного корабля.
Для определения скорости, которую должна развивать модель, чтобы быть подобной суд ну-прототипу, и в отношении скорости
* Знак % означает в математике «приближенно равно .
Для наиболее употребительных масштабов моделей X3,5 имеет следующие значения:
для М 1:20; X3,5 — 35800; для М 1:50; Х = 885000;
для М 1:75; X’ - 3670000; для М 1:100; X' - 10000000;
для М 1:150; X’ = 41343750; для М 1:200; X’ = 113000000;
- 58 -
закон механического подобия дает следующую зависимость: скорость модели должна быть равна скорости корабля, деленной на корень квадратный из
Пример. Пусть штаб модели
скорость корабля ®ко = 30 узлов, мае-

JL
25 '
Требуется определить, дели.
Решение.
^'мод
Скор
/г
какая скорость должна быть у мо-
_30__зо
-/25 “ 5 ~
узлов.
1 узел= 1,852 кж\час = 0,515 місек. Следовательно, если скорость модели надо выразить в метрах в секунду, то надо умножить скорость, выраженную в узлах, на 0,515.
Пример, Скорость модели = 6 узлов. Чему равна скорость модели, выраженная в місек?
Решение. ^мод — 6 • 0,515=3,09 місек.
Пример. Скорость судна г»кор = 10 узлов. Чему равна скорость судна, выраженная в KMjvac?
Решение. ®кор = Ю 1,852 = 18,52 км\нас.
Приведем пример пересчета всех основных элементов судна на модель.
Пусть задано спроектировать модель в масштабе М = 1/100 судна, имеющего следующие элементы: длина L = 180,0 м, ширина В = 30 м, высота борта Н = 15 м, осадка 7 == 10 м, водоизмещение D = 31000 r, скорость наибольшая ^ = 30 узлов, мощность двигателей N = 125000 л. с.
Решение. По закону механического подобия модель должна иметь следующие элементы:
^мод
^*МОД |
_^кор__. *” X ~~~ |
180 100 |
1,80 |
м, |
р ^мод |
^кор ““ X “ |
30 100 ~ |
0,30 |
м, |
н мод |
ХЛ<ор ” X “ |
15 100 “ |
0 — 01 |
м, |
т МОД |
__. Ткор_ ~~ X |
10 100 |
о о |
м, |
'ігор |
31000 |
31000 |
0.( |
1000000
= 0,031 г = 31 кг.
- 59 -
^мод
ли
= 7? = т = -щ-='0 узла=’55 м‘сек'
_ ^кор __ 125000 12о000 _q шоп; „
~~ -3,5 JWT ~ 10000000 ’
с.
Закон механического подобия имеет и обратную силу, т. е. его правила годятся и для пересчета всех величин модели на корабль. Так, например, если водоизмещение D модели, построенной в масштабе
равно 70 кг, то это значит, что модель изображает судно, водоизмещение которого равно
D[;op = DMOд-Х = 70 кгХ ЮООООО ^ 70000 г.
Если скорость хода модели ттм0Д = 3 MjceK, то Это значит, что скорость судна должна быть равной
Морской моделизм, 1955
Белый Бим Черное ухо смотреть онлайн в хорошем качестве
Дама с попугаем онлайн в хорошем качестве
Опасно для жизни! онлайн в хорошем качестве