Ship resistance and propulsion
جہاز کو کم سے کم بیرونی قوت کے ساتھ پانی کے ذریعے موثر طریقے سے حرکت کرنے کے لیے ڈیزائن کیا جانا چاہیے۔ ہزاروں سالوں سے جہاز کے ڈیزائنرز اور سیلنگ برتنوں کے بنانے والے کسی دیئے گئے جہاز کے لیے پال کو سائز دینے کے لیے مڈ شپ سیکشن ایریا پر مبنی انگوٹھے کے قوانین کا استعمال کرتے تھے۔ مثال کے طور پر، کلپر جہازوں کے لیے ہل فارم اور سیل پلان تجربے سے تیار ہوا، نظریہ سے نہیں۔ 19 ویں صدی کے وسط میں بھاپ کی طاقت کی آمد اور لوہے کے بڑے جہازوں کی تعمیر تک ہی جہاز کے مالکان اور معماروں کے لیے یہ واضح ہو گیا تھا کہ مزید سخت نقطہ نظر کی ضرورت ہے۔ تعریف جہاز کی مزاحمت کی تعریف اس قوت کے طور پر کی گئی ہے جو جہاز کو پرسکون پانی میں مستقل رفتار سے کھینچنے کے لیے درکار ہوتی ہے۔ مزاحمت کے اجزاء پانی میں ایک جسم جو پانی کے حوالے سے مستحکم ہے، صرف ہائیڈروسٹیٹک دباؤ کا تجربہ کرتا ہے۔ ہائیڈروسٹیٹک دباؤ ہمیشہ جسم کے وزن کی مخالفت کرنے کا کام کرتا ہے۔ اس بہاؤ کی وجہ سے کل (اوپر کی طرف) قوت بے گھر پانی کے (نیچے کی طرف) وزن کے برابر ہے۔ اگر جسم حرکت میں ہے، تو وہاں ہائیڈروڈائنامک دباؤ بھی ہوتے ہیں جو جسم پر عمل کرتے ہیں۔ نقل مکانی کرنے والے جہاز کے لیے، جو کہ معمول کی قسم کا جہاز ہے، مزاحمت کی تین اہم اقسام پر غور کیا جاتا ہے: کہ لہر بنانے کی وجہ سے، کہ شکل پر حرکت پذیر پانی کے دباؤ کی وجہ سے، اکثر الگ سے حساب یا پیمائش نہیں کی جاتی ہے، اور یہ کہ ہل کی گیلی سطح پر حرکت پذیر پانی کے رگڑ کی وجہ سے۔ ان کو مزید اجزاء میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: فروڈ کے تجربات جب جہاز کے ماڈلز کی جانچ کرتے ہیں اور پھر نتائج کا اصل جہازوں سے موازنہ کرتے ہیں، تو ماڈل جہاز کی مزاحمت کی حد سے زیادہ پیش گوئی کرتے ہیں۔ فروڈ نے مشاہدہ کیا تھا کہ جب کوئی جہاز یا ماڈل اپنی نام نہاد ہل کی رفتار پر ہوتا ہے تو الٹی لہروں (ہل کے ساتھ لہروں) کی لہر کا نمونہ آبی لکیر کی لمبائی کے برابر ہوتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ جہاز کا کمان ایک لہر کی چوٹی پر سوار تھا اور اسی طرح اس کا اسٹرن بھی۔ اسے اکثر ہل سپیڈ کہا جاتا ہے اور یہ جہاز کی لمبائی کا ایک فعل ہے جہاں مستقل (k) کو اس طرح لیا جانا چاہیے: رفتار (V) کے لیے 2.43 اور لمبائی (L) میٹر (m) میں یا رفتار (V) کے لیے 1.34 اور لمبائی (L) فٹ (ft) میں۔ اس کا مشاہدہ کرتے ہوئے، فراؤڈ نے محسوس کیا کہ جہاز کی مزاحمت کے مسئلے کو دو مختلف حصوں میں تقسیم کرنا پڑتا ہے: بقایا مزاحمت (بنیادی طور پر لہر بنانے کی مزاحمت) اور رگڑ مزاحمت۔ مناسب بقایا مزاحمت حاصل کرنے کے لیے، ماڈل ٹیسٹ میں جہاز کے ذریعے بنائی گئی لہر ٹرین کو دوبارہ بنانا ضروری تھا۔ انہوں نے پایا کہ کسی بھی جہاز کے لیے اور ہندسی طور پر اسی طرح کے ماڈل کو مناسب رفتار سے کھینچا جاتا ہے کہ: ایک رگڑ ڈریگ ہے جو شیئر کے ذریعے چپچپا ہونے کی وجہ سے دی جاتی ہے۔ اس کے نتیجے میں تیز جہاز کے ڈیزائن میں کل مزاحمت کا 50 فیصد اور سست جہاز کے ڈیزائن میں کل مزاحمت کا 80 فیصد ہو سکتا ہے۔ رگڑ کی مزاحمت کو مدنظر رکھتے ہوئے فراؤڈ نے فلیٹ پلیٹوں کا ایک سلسلہ کھینچنے اور ان پلیٹوں کی مزاحمت کی پیمائش کرنے کا فیصلہ کیا، جو ماڈل جہاز کی طرح گیلے سطح کے رقبے اور لمبائی کی تھیں، اور اس رگڑ کی مزاحمت کو کل مزاحمت سے گھٹا کر بقیہ کو بقایا مزاحمت کے طور پر حاصل کریں۔ رگڑ (مرکزی مضمون: جلد رگڑ ڈریگ) چپچپا سیال میں، ایک باؤنڈری پرت بنتی ہے۔ یہ رگڑ کی وجہ سے نیٹ ڈریگ کا سبب بنتا ہے۔ باؤنڈری پرت ہل کی سطح سے پانی کے فیلڈ فلو تک پہنچنے تک مختلف شرحوں پر شیر سے گزرتی ہے۔ لہریں بنانے کی مزاحمت (مرکزی مضمون: لہریں بنانے کی مزاحمت) غیر متزلزل پانی کی سطح پر حرکت کرنے والا جہاز بنیادی طور پر جہاز کے کمان اور اسٹرن سے نکلنے والی لہروں کو کھڑا کرتا ہے۔ جہاز کے ذریعے پیدا ہونے والی لہریں مختلف اور الٹی لہروں پر مشتمل ہوتی ہیں۔ متفرق لہروں کا مشاہدہ کسی جہاز کے اٹھنے کے طور پر کیا جاتا ہے جس میں اخترن یا ترچھا دار چوٹیوں کا ایک سلسلہ ہوتا ہے جو خلل کے مقام سے باہر کی طرف بڑھتا ہے۔ ان لہروں کا سب سے پہلے ولیم تھامسن، پہلے بیرن کیلون نے مطالعہ کیا، جنہوں نے پایا کہ جہاز کی رفتار سے قطع نظر، وہ ہمیشہ جہاز کے پیچھے 39 ڈگری پچر کی شکل (ہر طرف 19 ڈگری) میں موجود رہتے ہیں۔ مختلف لہریں جہاز کی آگے کی حرکت کے خلاف زیادہ مزاحمت کا سبب نہیں بنتی ہیں۔ تاہم، الٹی لہریں جہاز کی لمبائی کے ساتھ گرت اور چوٹیوں کے طور پر ظاہر ہوتی ہیں اور جہاز کی لہر سازی کی مزاحمت کا بڑا حصہ بنتی ہیں۔ ٹرانسورس لہر کے نظام سے وابستہ توانائی مرحلے کی رفتار یا لہروں کے گروپ کی رفتار کے نصف پر سفر کرتی ہے۔ توانائی کے اس خرچ پر قابو پانے کے لیے برتن کے پرائم موور کو نظام میں اضافی توانائی ڈالنی چاہیے۔ جہازوں کی رفتار اور الٹی لہروں کے درمیان تعلق لہر کی رفتار اور جہاز کی رفتار کو برابر کر کے پایا جا سکتا ہے۔ پروپلشن (مرکزی مضمون: سمندری پروپلشن) جہازوں کو طاقت کے متعدد ذرائع سے آگے بڑھایا جا سکتا ہے: انسان، جانور، یا ہوا کی طاقت (سیل، پتنگ، روٹر اور ٹربائن)، پانی کے دھارے، کیمیائی یا جوہری ایندھن اور ذخیرہ شدہ بجلی، دباؤ، حرارت یا شمسی توانائی کی فراہمی کے انجن اور موٹرز۔ ان میں سے زیادہ تر جہاز کو براہ راست آگے بڑھا سکتے ہیں (مثال کے طور پر۔ ٹونگ یا چین کے ذریعے)، ہائیڈرو ڈائنامک ڈریگ ڈیوائسز کے ذریعے (مثال کے طور پر۔ چپو اور پیڈل پہیے) اور ہائیڈرو ڈائنامک لفٹ ڈیوائسز کے ذریعے (مثال کے طور پر پروپیلرز یا جیٹ)۔ کچھ غیر ملکی ذرائع بھی موجود ہیں، جیسے "فش ٹیل پروپلشن"، راکٹ یا میگنیٹ ہائیڈروڈائنامک پروپلشن۔ ولیم فراؤڈ حوالہ جات ای وی لیوس، ایڈ۔، پرنسپلز آف نیول آرکیٹیکچر، جلد بھی دیکھیں۔ 2 (1988) بحری فن تعمیر