La velocidad del barco es una parte importante del rendimiento de navegación del barco y también es un indicador importante del rendimiento del barco. Se refiere a la capacidad del barco para aumentar la velocidad del barco tanto como sea posible cuando la potencia de salida del motor principal es cierta. La velocidad es lenta y la velocidad no es buena. La velocidad de un barco tiene dos significados: ahorro de energía y velocidad, y la velocidad de un barco depende de dos factores: la resistencia del barco al avanzar y la eficiencia del dispositivo de propulsión del barco. Por tanto, para mejorar la velocidad de los barcos también debemos partir de estos dos aspectos, es decir, aumentar al máximo el empuje de la hélice y reducir la resistencia de la navegación del barco.
Para mejorar la velocidad del barco es necesario hacer todo lo posible para reducir la resistencia a la navegación del barco, lo que requiere estudiar la resistencia a la navegación del barco. Cuando el barco navega, la parte submarina del casco queda sumergida en el agua y la parte restante queda en el aire. Por tanto, la resistencia total de un barco en movimiento incluye la resistencia del agua y la resistencia del aire. Debido a que la densidad del agua es mucho mayor que la densidad del aire, la resistencia del agua es la resistencia principal. La resistencia al agua se puede dividir en resistencia viscosa y resistencia a las olas según sus causas.
La resistencia viscosa es la resistencia causada por la viscosidad del agua, incluida la resistencia a la fricción y la resistencia a las corrientes parásitas. La resistencia a la fricción proviene de la adhesión del agua a la superficie del casco y representa la mayor proporción de la resistencia total del barco. Para los barcos de baja velocidad, la resistencia a la fricción puede representar el 80% de la resistencia total; para los barcos de alta velocidad, también representa aproximadamente el 50%. El método para reducir la resistencia a la fricción es acortar la eslora del barco, reducir la superficie sumergida y mejorar el acabado superficial del casco. La resistencia al vórtice, también conocida como resistencia a la forma o resistencia a la presión viscosa, se forma por la diferencia de presión entre proa y popa causada por la viscosidad cuando el agua fluye sobre la superficie del casco. Su valor está relacionado con la forma del casco, especialmente la forma. popa del casco. Si la línea de cola está demasiado llena, es fácil generar corrientes parásitas y aumentar la resistencia a las corrientes parásitas. La forma de reducir la resistencia a los vórtices es aumentar la relación de aspecto del barco y adoptar un casco aerodinámico.
La resistencia a la formación de olas es la resistencia que generan las ondas de gravedad cuando el barco navega, lo cual es especialmente importante para barcos de alta velocidad. Su tamaño depende de la velocidad y eslora del barco. Su relación se puede expresar mediante el número de Froude Fr:
Donde v es la velocidad (m/s); g es la aceleración de la gravedad (m/s); Si Fr es mayor que 0,35, la resistencia a la formación de olas es mayor que la resistencia a la fricción, pero el número de Froude de los barcos de transporte general es inferior a 0,35. Las principales formas de reducir la resistencia a la formación de olas son mejorar la forma del barco y cambiar los métodos de navegación. A través de una serie de pruebas de modelos de barcos, ahora podemos obtener un tipo de barco con baja resistencia a la formación de olas, una relación de escala principal y un coeficiente de forma razonables. Las olas que se generan cuando un barco navega generalmente tienen dos sistemas de olas: onda de proa y onda de estela. Si el tipo de barco se selecciona correctamente, los dos sistemas de olas pueden producir interferencias beneficiosas y reducir la resistencia a la formación de olas. Por ejemplo, también se pueden crear sistemas de olas adicionales si se proporciona una bombilla en la proa. Por lo tanto, la interferencia de las olas es beneficiosa para reducir la resistencia a la formación de olas. Si el barco puede navegar en el aire o sumergirse fuera del agua, puede evitar la generación de olas y no producir resistencia a las olas.
La eficiencia de propulsión del barco. Para que el barco avance a una determinada velocidad es necesario que exista un empuje igual a la resistencia y en sentido contrario. Este empuje suele producirse mediante una hélice que empuja el agua hacia atrás. Las hélices más comunes son las que se montan bajo el agua en la popa del barco. Cuando la hélice está funcionando, parte del flujo de agua se moverá hacia atrás y girará, por lo que consumirá una parte de la potencia, lo que hace que la eficiencia de la hélice sea teóricamente imposible acercarse a 1. Al mismo tiempo, debido a que la hélice funciona en un campo de flujo complejo en la popa del barco, se ve afectada por un flujo de agua desigual, lo que reduce aún más la eficiencia. Cuando la hélice funciona a alta velocidad, la presión del agua sobre las palas cae hasta la presión de vaporización del agua, el agua se convierte en vapor y forma burbujas, lo que reduce aún más la eficiencia y hace que la eficiencia de la propulsión sea muy baja. Por tanto, es urgente estudiar el sistema de propulsión de los barcos. Es necesario realizar discusiones teóricas y experimentos científicos sobre las condiciones de trabajo de la propia hélice, analizar las condiciones de trabajo específicas de la hélice en el flujo de agua de popa y estudiar el impacto del casco sobre la hélice, para diseñar una hélice. que se acerque al ideal y permita al barco obtener la mayor eficiencia de propulsión posible.
Un barco con buena velocidad no sólo debe tener una excelente forma para minimizar la resistencia durante la navegación, sino también tener un buen rendimiento de propulsión para aprovechar al máximo la potencia del motor principal. Existen tres métodos para estudiar la velocidad de un barco: análisis teórico, prueba con modelo de barco y prueba de barco real. Entre ellos, las pruebas de modelos de barcos siguen siendo el principal medio para obtener datos sobre la velocidad del barco.