ويعد حساب متطلبات المقاومة والطاقة أمرا أساسيا لتصميم السفن الفعالة، وتساعد هذه الحسابات على تحديد قدرة المحرك اللازمة لنقل سفينة من المياه بصورة فعالة، ويضمن فهم المبادئ التي ينطوي عليها ذلك تحقيق الأداء الأمثل وكفاءة الوقود.

فهم المقاومة في السفن

المقاومة هي القوة التي تعارض حركة السفينة عبر الماء، وهي أساساً تتكون من مقاومة احتكاكية، مقاومة لصناعة الموجات، ومقاومة الهواء، المقاومة الخلقية تعتمد على المنطقة السطحية والوعرة في الهول، بينما مقاومة صنع الموجات تتصل بسرعة السفينة وشكلها.

ولتقدير المقاومة الكلية، كثيرا ما يستخدم المهندسون الصيغ التجريبية أو الاختبارات النموذجية، ويعد حساب المقاومة الدقيق أمرا حاسما لتحديد القوة اللازمة للحفاظ على السرعة المرغوبة.

حساب متطلبات القوة

القوة المطلوبة لدفع السفينة تُحسب بضرب قوة المقاومة بالسرعة التي تُستخدمها السفينة، الصيغة الأساسية هي:

Power (kW) = Resistance (N) × السرعة (m/s) / الكفاءة ]

وتستأثر الكفاءة بالخسائر في نظام الدفع - تعمل المحركات البحرية عادة على أساس الكفاءة بين 0.7 و 0.9.

التطبيق العملي

ويستخدم المهندسون عمليات حساب المقاومة والكهرباء خلال مرحلة التصميم لاختيار المحركات ونظم الدفع الملائمة، وتساعد هذه الحسابات أيضا في تخطيط استهلاك الوقود وتكاليف التشغيل.

  • تحديد مقاومة الهيكل من خلال الاختبار أو الصيغ التجريبية.
  • حساب القوة المطلوبة على أساس المقاومة والسرعة المرغوبة.
  • عدل لكفاءة الدفع لإيجاد متطلبات حقيقية لطاقة المحرك
  • النظر في العوامل البيئية مثل ظروف المياه والحمولة.