Наибольшее сопротивление, с которым сталкивается любое судно при стандартных операциях, обусловлено смещением, когда корпус движется по воде. Волны, поднимающиеся по носу, - это вода, отодвигаемая в сторону быстрее, чем она может отойти. Требуется много сил, чтобы преодолеть вязкость и масса воды, а это означает сжигание топлива, что увеличивает расходы.
Луковичный лук является продолжением корпуса чуть ниже ватерлинии. У этого есть много тонких изменений формы, но это - в основном округленная передняя часть, которая слегка вспыхивает, поскольку это смешивается с традиционной конструкцией корпуса смещения. Эти прямые выступы примерно вдвое длиннее ширины основания, и обычно они не проходят вперед за вершину лука. Основной принцип заключается в создании зоны низкого давления, чтобы устранить изгибную волну и уменьшить сопротивление.
Впервые появившись на корабле USS Delaware в 1910 году, луковичный лук был спорным проектом американского военного кораблестроителя Дэвида В. Тейлор.
Большая часть противоречий исчезла спустя десять лет, когда пассажирские суда начали использовать проект для увеличения скорости.
Корпуса, построенные с луковичными секциями носа, широко распространены сегодня При определенных условиях этот тип конструкции очень эффективен при перенаправлении сил гидродинамического сопротивления и сопротивления. Существует движение против луковичных луков, которое обеспечивает большую гибкость судов в то время, когда «медленное отпаривание» является способом экономии топлива.
Хорошие условия для луковичных луков
Конструкция корабля с выпуклым носом обсуждается во многих учебниках и технических статьях. Это часто называют теорией или искусством, что означает, что никто не уверен на 100% в том, что они пишут. Есть детали, которые нужно проработать, но у современных строителей есть собственные способы анализа и интеграции всех гидродинамических аспектов их корпусов, и эти методы являются строгими секретами.
Луковичный лук работает лучше всего при определенных условиях, а хороший дизайн дает повышение эффективности во всем диапазоне этих факторов.
скорость - На низких скоростях луковичный лук будет удерживать воду над луковицей, не образуя зону низкого давления, чтобы отменить волну изгиба. Это приводит к увеличению сопротивления и потере эффективности. Каждая конструкция имеет то, что известно как наиболее эффективная скорость корпуса, или часто просто скорость корпуса. Этот термин относится к скорости, при которой форма корпуса воздействует на воду, таким образом, чтобы получить минимально возможное сопротивление.
Эта идеальная скорость корпуса не может быть максимальной скоростью корабля, потому что в какой-то момент зона более низкого давления, создаваемая элементами носовой части, становится больше, чем необходимо. Зона воды с более низким давлением, которая больше, чем корпус, неэффективна и приводит к снижению реакции руля.
В идеале, конус воды более низкого давления разрушится непосредственно перед подпорками. Это дает опорным лопастям что-то, на что можно давить кавитация на подпорках и руле. Кавитация приведет к снижению эффективности подпорок, вялому рулевому управлению и чрезмерному износу корпуса и компонентов привода.
Размер – суд до 49 футов (15 м) не хватает смачиваемой поверхности, чтобы воспользоваться луковичным луком. Величина сопротивления на корпусе связана с его смачиваемой площадью. Структура колбы также увеличивает сопротивление, и в определенный момент преимущества уменьшаются до нуля. И наоборот, более крупные корабли с большой долей ватерлинии и фронтальной зоны наиболее эффективно используют луковичный лук.
Плохие условия для луковичных луков
Суровые моря - В то время как традиционный корпус поднимается вместе с волной, корпус с выпуклым носом может закапываться, даже если он предназначен для подъема носа в нормальных условиях. Вопрос отделки - один из наиболее глубоко разделяющих аспектов дизайна носа среди военно-морских архитекторов. Существует также огромный психологический аспект среди экипажей, которые считают этот дизайн лука опасным во время штормов. Есть некоторая правда, что эти луки впиваются в волновые грани, но мало доказательств того, что они более опасны, чем традиционные конструкции.
лед - Некоторые ледоколы имеют особую форму луковичного лука, который сильно укреплен. Большинство луковичных луков подвержены повреждениям, поскольку они являются первой точкой контакта с препятствием.
В дополнение к льду, эти обширные подводные луки могут повредить большие обломки и неподвижные объекты, такие как поверхности доков.