Опір руху водного транспорту
Енергія, витрачена освіту хвиль, є хвильовим опором, величина якого визначається швидкістю і довжиною судна. Характеристикою хвильового опору судна є відношення швидкості до довжини, яке називається числом Фруда:
Ця характеристика дозволяє порівнювати судна різних розмірів, що дає можливість визначити опір і тим самим потужність двигуна для судна, що будується за допомогою буксирувальних випробувань моделей. Швидкості судна та моделі співвідносяться як квадратне коріння з їх лінійних розмірів:
Це означає, наприклад, що судну, що будується, довжиною 130 м, шириною 14 м з осадкою 6,6 м, з водотоннажністю 5900 т і швидкістю 25 уз (12,86 м/с) відповідає швидкість моделі 2,572 м/с при довжині її 5, 2 м. При цій швидкості у моделі виникає хвилеутворення, яке геометрично подібне до хвилеутворення натурного судна. Виміряний при цьому опір містить, однак, не тільки хвильовий опір, але і ще один компонент - опір тертя, яке виникає внаслідок гальмівної дії води, що протікає повз корпус.
Опір тертя залежить від площі змоченої поверхні корпусу, від її якості (ступеня шорсткості) та від швидкості. Його можна розрахувати з достатньою точністю за досвідченими даними як для моделі, так і для судна. Якщо повний опір моделі зменшити на розрахунковий коефіцієнт тертя, вийде хвильовий опір моделі. При перерахунку діє положення,що хвильові опори двох геометричних подібних тіл - судна і моделі - співвідносяться як їх водотоннажність. Але це просте співвідношення справедливе лише тоді, коли судно і модель рухаються з порівнянними швидкостями, тому виникають геометрично подібні хвилеутворення.
Якщо до хвильового опору (визначеного дослідами на моделі) додати розрахунковий опір тертя, вийде повний опір судна. У нашому прикладі при модельних випробуваннях було визначено хвильовий опір 0,31 МН і шляхом розрахунку - опір тертя 0,35 МН. Повний опір судна становить таким чином 0,66 МН. Зрозуміло, при остаточному визначенні потрібної потужності двигунів потрібно враховувати також повітряний та вихровий опір.
Частка хвильового опору та опору тертя у повному опорі залежить від форми судна та його швидкості. У великих тихохідних суден хвилевий опір становить приблизно 20%, а дуже швидкохідних - до 70% повного опору.