Скорость корпуса или скорость водоизмещения — это скорость, при которой длина волны носа судна равна длине ватерлинии судна. По мере увеличения скорости судна из состояния покоя длина волны носа увеличивается, и обычно ее размер от гребня до впадины (высота) также увеличивается. При превышении скорости корпуса судно в режиме водоизмещения будет казаться поднимающимся вверх по задней части своей носовой волны.
С технической точки зрения, на скорости корпуса носовые и кормовые волны интерферируют конструктивно, создавая относительно большие волны и, таким образом, относительно большое значение волнового сопротивления. Сопротивление судна для водоизмещающего корпуса плавно увеличивается со скоростью по мере приближения и превышения скорости корпуса, часто без заметного перегиба на скорости корпуса.
Понятие скорости корпуса не используется в современной военно-морской архитектуре , где более полезными считаются соображения соотношения скорости и длины или числа Фруда .
Когда судно движется в воде, оно создает стоячие волны , которые противодействуют его движению . Этот эффект резко возрастает в полностью сформированных корпусах при числе Фруда около 0,35 (что соответствует отношению скорости к длине (определение см. ниже) немного меньше 1,20 узла·фут -½ ) из-за быстрого увеличения сопротивления от поперечной волны. Когда число Фруда возрастает до ~0,40 (отношение скорости к длине ~1,35), волновое сопротивление увеличивается еще больше от расходящейся волны. Эта тенденция увеличения волнового сопротивления продолжается до числа Фруда ~0,45 (отношение скорости к длине ~1,50) и достигает пика при числе Фруда ~0,50 (отношение скорости к длине ~1,70).
Этот очень резкий рост сопротивления при соотношении скорости к длине около 1,3-1,5, вероятно, казался непреодолимым на ранних парусных судах и поэтому стал очевидным барьером. Это привело к концепции скорости корпуса.
Скорость корпуса можно рассчитать по следующей формуле:
где
Если длина ватерлинии указана в метрах , а желаемая скорость корпуса в узлах, коэффициент равен 2,43 кн·м −½ . Константа может быть указана как 1,34–1,51 узел·фут −½ в имперских единицах (в зависимости от источника), или 4,50–5,07 км·ч −1 ·м −½ в метрических единицах, или 1,25–1,41 м·с −1 ·м −½ в единицах СИ.
Отношение скорости к часто называют «отношением скорости к длине», хотя это отношение скорости к квадратному корню из длины.
Поскольку скорость корпуса связана с длиной судна и длиной волны, которую оно создает при движении по воде, существует другая формула, которая позволяет получить те же значения скорости корпуса на основе длины ватерлинии.
где
Это уравнение такое же, как и уравнение, используемое для расчета скорости поверхностных волн в глубокой воде. Оно значительно упрощает единицы измерения константы перед радикалом в эмпирическом уравнении, одновременно давая более глубокое понимание принципов, которые задействованы.
Сопротивление созданию волн зависит от пропорций и формы корпуса: многие современные водоизмещающие конструкции могут превышать скорость своего корпуса даже без глиссирования . К ним относятся корпуса с очень тонкими концами, длинные корпуса с относительно узкой балкой и конструкции, пробивающие волны . Такие формы корпуса обычно используются на каноэ , гоночных гребных лодках , катамаранах и скоростных паромах . Например, гоночные байдарки могут превышать скорость корпуса более чем на 100%, даже если они не глиссируют.
Тяжелые суда с корпусами, рассчитанными на глиссирование , как правило, не могут превышать скорость корпуса без глиссирования.
Сверхлегкие водоизмещающие суда спроектированы так, чтобы глиссировать и тем самым обходить ограничения скорости корпуса.
Полуводоизмещающие корпуса обычно занимают промежуточное положение между этими двумя крайностями.
