Comment la vitesse est-elle calculée lors de la conception d’un navire ?

Le calcul de la vitesse lors de la conception d'un navire est un processus complexe, qui nécessite l'utilisation complète de calculs théoriques, de tests sur modèles et de formules empiriques pour garantir l'exactitude et la fiabilité de la vitesse de conception.

A. Calcul théorique

1. Calcul de résistance

Lorsqu'un navire navigue dans l'eau, il est soumis à diverses résistances, notamment la résistance au frottement, la résistance aux vagues et la résistance à la pression visqueuse. Grâce à des formules empiriques et à des modèles théoriques, tels que la loi de Froude et la formule ITTC, les valeurs de résistance à différentes vitesses sont calculées en fonction des principaux paramètres du navire (tels que la longueur, la largeur, le tirant d'eau, la forme des lignes, etc.).

2. Estimation de la puissance de propulsion

Selon les résultats du calcul de résistance, combinés à des facteurs tels que l'efficacité de l'hélice, la puissance nécessaire pour propulser le navire est estimée. En général, des formules empiriques ou une analyse de régression des données d'essai du modèle sont utilisées pour déterminer la relation entre la puissance et la vitesse.

3. Détermination de la vitesse

Après avoir obtenu la relation entre puissance et vitesse, la vitesse du navire dans les conditions de conception est déterminée en fonction de la puissance du moteur principal donnée dans les exigences de conception ou des performances attendues du système de propulsion. Par exemple, si la conception exige que la puissance du moteur principal soit d'une certaine valeur, en consultant la courbe de puissance et de vitesse, on trouve la valeur de vitesse qui répond aux exigences de puissance, c'est-à-dire la vitesse de conception.

B. Test du modèle

1. Production de maquettes de bateaux

Le modèle de bateau est réalisé selon un certain ratio, généralement compris entre dix et cent. Le modèle doit refléter le plus précisément possible le type de ligne, l'échelle et les caractéristiques structurelles du bateau réel.

2. Test du réservoir

Placez le modèle de navire dans un bassin de remorquage ou un bassin automoteur pour effectuer des tests. Dans le bassin de remorquage, le modèle de navire est remorqué par une remorque à différentes vitesses pour mesurer la résistance du modèle de navire ; dans le bassin automoteur, le modèle de navire est équipé d'un dispositif d'alimentation pour simuler l'état automoteur du navire réel, et la vitesse, la poussée de l'hélice et d'autres paramètres sont mesurés.

C. Correction de l'expérience

1. Tenez compte des facteurs pratiques

Lors du processus de conception, il est également nécessaire de prendre en compte l'impact de certains facteurs pratiques sur la vitesse, tels que les conditions de chargement du navire, les conditions de mer, la résistance au vent, etc. Ces facteurs peuvent entraîner un écart entre la vitesse réelle et les résultats du calcul théorique et des tests sur modèle.

2. Ajustement des coefficients empiriques

Les concepteurs introduiront des coefficients empiriques pour corriger les résultats des calculs en fonction de l'expérience de conception antérieure et des données réelles d'exploitation du navire. Par exemple, pour un type de navire spécifique, un coefficient de correction de vitesse peut être déterminé en fonction de l'expérience, et des ajustements appropriés peuvent être effectués en fonction de calculs théoriques ou de résultats d'essais sur modèle pour obtenir une vitesse de conception plus proche de la situation réelle.