Ship resistance and propulsion
ஒரு கப்பல் குறைந்தபட்ச வெளிப்புற சக்தியுடன் தண்ணீரின் வழியாக திறம்பட நகரும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட வேண்டும். ஆயிரக்கணக்கான ஆண்டுகளாக கப்பல் வடிவமைப்பாளர்கள் மற்றும் பாய்மரக் கப்பல்களைக் கட்டுபவர்கள் ஒரு குறிப்பிட்ட கப்பலுக்கான பாய்மரங்களை அளவிடுவதற்கு நடுப்பகுதி-பிரிவு பகுதியின் அடிப்படையில் கட்டைவிரல் விதிகளைப் பயன்படுத்தினர். கிளிப்பர் கப்பல்களுக்கான ஹல் வடிவம் மற்றும் பாய்மரத் திட்டம், எடுத்துக்காட்டாக, அனுபவத்திலிருந்து உருவானது, கோட்பாட்டிலிருந்து அல்ல. 19 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில் நீராவி சக்தியின் வருகை மற்றும் பெரிய இரும்புக் கப்பல்களின் கட்டுமானம் வரை கப்பல் உரிமையாளர்களுக்கும் பில்டர்களுக்கும் மிகவும் கடுமையான அணுகுமுறை தேவை என்பது தெளிவாகத் தெரிந்தது. கப்பல் எதிர்ப்பு என்பது ஒரு நிலையான வேகத்தில் அமைதியான நீரில் கப்பலை இழுக்க தேவையான சக்தியாக வரையறுக்கப்படுகிறது. எதிர்ப்பின் கூறுகள் தண்ணீரைப் பொறுத்தவரை நிலையாக இருக்கும் ஒரு பொருள், ஹைட்ரோஸ்டேடிக் அழுத்தத்தை மட்டுமே அனுபவிக்கிறது. ஹைட்ரோஸ்டேடிக் அழுத்தம் எப்போதும் உடலின் எடையை எதிர்க்கும் வகையில் செயல்படுகிறது. இந்த மிதப்பு காரணமாக ஏற்படும் மொத்த (மேல்நோக்கிய) விசை இடம்பெயர்ந்த நீரின் (கீழ்நோக்கிய) எடைக்கு சமம். உடல் இயக்கத்தில் இருந்தால், உடலில் செயல்படும் ஹைட்ரோடினமிக் அழுத்தங்களும் உள்ளன. ஒரு இடப்பெயர்ச்சிக் கப்பலைப் பொறுத்தவரை, இது வழக்கமான வகைக் கப்பலாகும், மூன்று முக்கிய வகையான எதிர்ப்புகள் கருதப்படுகின்றனஃ அலை உருவாக்கம் காரணமாக, வடிவத்தில் நகரும் நீரின் அழுத்தம் காரணமாக, பெரும்பாலும் கணக்கிடப்படுவதில்லை அல்லது தனித்தனியாக அளவிடப்படுவதில்லை, மேலும் அது மேற்புறத்தின் ஈரமான மேற்பரப்பில் நகரும் நீரின் உராய்வு காரணமாக. இவற்றை மேலும் பல கூறுகளாகப் பிரிக்கலாம்ஃ ஃப்ரூட்டின் சோதனைகள் கப்பல் மாதிரிகளைச் சோதித்து, பின்னர் முடிவுகளை உண்மையான கப்பல்களுடன் ஒப்பிடும்போது, மாதிரிகள் கப்பலின் எதிர்ப்பை மிகைப்படுத்தி கணிக்க முனைகின்றன. ஒரு கப்பல் அல்லது மாடல் அதன் ஹல் வேகம் என்று அழைக்கப்படும் போது குறுக்கு அலைகளின் அலை வடிவம் (மேலோட்டத்தில் உள்ள அலைகள்) நீரோடையின் நீளத்திற்கு சமமான அலைநீளத்தைக் கொண்டிருப்பதை ஃப்ரூட் கவனித்தார். இதன் பொருள் என்னவென்றால், கப்பலின் வில் ஒரு அலை உச்சியில் சவாரி செய்தது, அதேபோல் அதன் ஸ்டெர்னும் இருந்தது. இது பெரும்பாலும் ஹல் வேகம் என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இது கப்பலின் நீளத்தின் செயல்பாடாகும், அங்கு மாறிலி (k) ஐ எடுக்க வேண்டும்ஃ வேகம் (V) kn இல் மற்றும் நீளம் (L) மீட்டரில் (m) அல்லது, வேகம் (V) kn இல் மற்றும் நீளம் (L) அடி (ft) இல். இதைக் கவனித்த ஃப்ரூட், கப்பல் எதிர்ப்பு சிக்கலை இரண்டு வெவ்வேறு பகுதிகளாகப் பிரிக்க வேண்டும் என்பதை உணர்ந்தார்ஃ எஞ்சிய எதிர்ப்பு (முக்கியமாக அலை உருவாக்கும் எதிர்ப்பு) மற்றும் உராய்வு எதிர்ப்பு. சரியான எஞ்சிய எதிர்ப்பைப் பெற, மாதிரி சோதனைகளில் கப்பலால் உருவாக்கப்பட்ட அலை ரயிலை மீண்டும் உருவாக்குவது அவசியம். எந்தவொரு கப்பலுக்கும், வடிவியல் ரீதியாக ஒத்த மாதிரியும் பொருத்தமான வேகத்தில் இழுக்கப்படுவதை அவர் கண்டறிந்தார்ஃ பாகுத்தன்மை காரணமாக வெட்டு மூலம் ஒரு உராய்வு இழுவை வழங்கப்படுகிறது. இது வேகமான கப்பல் வடிவமைப்புகளில் மொத்த எதிர்ப்பில் 50 சதவீதமும், மெதுவான கப்பல் வடிவமைப்புகளில் மொத்த எதிர்ப்பில் 80 சதவீதமும் விளைவிக்கும். உராய்வு எதிர்ப்பைக் கணக்கிட, ஃப்ரூட் தொடர்ச்சியான தட்டையான தகடுகளை இழுத்து, இந்த தகடுகளின் எதிர்ப்பை அளவிட முடிவு செய்தார், அவை மாதிரி கப்பலின் அதே ஈரமான மேற்பரப்பு பரப்பளவு மற்றும் நீளம் கொண்டவை, மேலும் இந்த உராய்வு எதிர்ப்பை மொத்த எதிர்ப்பிலிருந்து கழித்து, மீதமுள்ளவற்றை எஞ்சிய எதிர்ப்பாகப் பெறுங்கள். உராய்வு (முக்கிய கட்டுரைஃ தோல் உராய்வு இழுவை) ஒரு பிசுபிசுப்பு திரவத்தில், ஒரு எல்லை அடுக்கு உருவாகிறது. இது உராய்வு காரணமாக நிகர இழுவை ஏற்படுத்துகிறது. எல்லை அடுக்கு மேற்பரப்பில் இருந்து நீரின் கள ஓட்டத்தை அடையும் வரை வெவ்வேறு விகிதங்களில் வெட்டு செய்யப்படுகிறது. அலை உருவாக்கும் எதிர்ப்பு (முக்கிய கட்டுரைஃ அலை உருவாக்கும் எதிர்ப்பு) தடையின்றி நீரின் மேற்பரப்பில் நகரும் ஒரு கப்பல் முக்கியமாக கப்பலின் வில் மற்றும் ஸ்டெர்னில் இருந்து வெளிவரும் அலைகளை அமைக்கிறது. கப்பலால் உருவாக்கப்பட்ட அலைகள் வேறுபட்ட மற்றும் குறுக்கு அலைகளைக் கொண்டுள்ளன. வேறுபட்ட அலைகள் தொடர்ச்சியான மூலைவிட்ட அல்லது சாய்ந்த முகடுகளுடன் ஒரு கப்பலின் எழுச்சியாகக் காணப்படுகின்றன, அவை இடையூறு புள்ளியில் இருந்து வெளிப்புறமாக நகர்கின்றன. இந்த அலைகளை முதன்முதலில் வில்லியம் தாம்சன், 1 வது பரோன் கெல்வின் ஆய்வு செய்தார், அவர் கப்பலின் வேகத்தைப் பொருட்படுத்தாமல், அவை எப்போதும் கப்பலைப் பின்தொடரும் 39 டிகிரி ஆப்பு வடிவத்திற்குள் (ஒவ்வொரு பக்கத்திலும் 19,5 டிகிரி) இருப்பதைக் கண்டறிந்தார். வேறுபட்ட அலைகள் கப்பலின் முன்னோக்கி இயக்கத்திற்கு எதிராக அதிக எதிர்ப்பை ஏற்படுத்தாது. இருப்பினும், குறுக்கு அலைகள் ஒரு கப்பலின் நீளத்தில் தொட்டிகள் மற்றும் முகடுகளாகத் தோன்றுகின்றன, மேலும் இது ஒரு கப்பலின் அலை உருவாக்கும் எதிர்ப்பின் முக்கிய பகுதியாகும். குறுக்கு அலை அமைப்புடன் தொடர்புடைய ஆற்றல் கட்ட வேகம் அல்லது அலைகளின் குழு வேகத்தின் பாதியில் பயணிக்கிறது. இந்த ஆற்றல் செலவை சமாளிக்க கப்பலின் முதன்மை இயக்குபவர் அமைப்பில் கூடுதல் ஆற்றலை வைக்க வேண்டும். அலை வேகத்தையும் கப்பலின் வேகத்தையும் சமன் செய்வதன் மூலம் கப்பல்களின் வேகத்திற்கும் குறுக்கு அலைகளின் வேகத்திற்கும் இடையிலான உறவைக் காணலாம். உந்துவிசை (முதன்மைக் கட்டுரைஃ கடல் உந்துவிசை) கப்பல்களை மனித, விலங்கு அல்லது காற்று சக்தி (பாய்மரங்கள், காத்தாடிகள், சுழல்கள் மற்றும் விசையாழிகள்), நீர் நீரோட்டங்கள், இரசாயன அல்லது அணு எரிபொருள்கள் மற்றும் சேமிக்கப்பட்ட மின்சாரம், அழுத்தம், வெப்பம் அல்லது சூரிய சக்தி வழங்கும் இயந்திரங்கள் மற்றும் மோட்டார்கள் போன்ற பல ஆற்றல் ஆதாரங்களால் இயக்க முடியும். இவற்றில் பெரும்பாலானவை ஒரு கப்பலை நேரடியாக இயக்க முடியும் (எ. கா. இழுவை அல்லது சங்கிலி மூலம்), ஹைட்ரோடினமிக் இழுவை சாதனங்கள் வழியாக (எ. கா. துடுப்புகள் மற்றும் துடுப்பு சக்கரங்கள்) மற்றும் ஹைட்ரோடினமிக் லிப்ட் சாதனங்கள் வழியாக (எ. கா. உந்துசக்திகள் அல்லது ஜெட் விமானங்கள்). "மீன்-வால் உந்துவிசை", ராக்கெட்டுகள் அல்லது காந்த ஹைட்ரோடைனமிக் உந்துவிசை போன்ற சில கவர்ச்சியான வழிகளும் உள்ளன. வில்லியம் ஃப்ரூட் குறிப்புகள் ஈ. வி. லூயிஸ், பதிப்பு, கடற்படை கட்டிடக்கலையின் கோட்பாடுகள், தொகுதி ஆகியவற்றைப் பார்க்கவும். 2 (1988) கடற்படைக் கட்டிடக்கலை