Skip to content

Effektbehov for halvplanende skrog (Semi-Displacement Hull)

Et halvplanende skrog (semi-displacement hull) er en hybrid mellom deplasementsskrog og planende skrog.
Skroget har en spiss baug, fullt tverrsnitt ved midtskips, og smalner noe mot akter.

Typiske egenskaper:

  • 1/4-beam buttock-vinkel: mellom 2° og 8°
  • Kan delvis plane ut av vannet ved høyere fart
  • Mindre følsom for lastøkning enn planende skrog
  • Kan oppnå høyere fart enn rene deplasementsskrog

Halvplanende skrog er fortsatt begrenset av baug-bølgefenomenet, men ved høyere fart-lengde-forhold.

Typisk operasjonsområde:

\[ 1.4 < SL < 2.9 \]

Displacement-Length Ratio

Før man kan beregne effektbehovet må Displacement-Length Ratio (DL) bestemmes.

\[ \Large \boxed{DL = \dfrac{disp_T}{(0.01 \cdot WL)^3}} \]

Variabler

\(DL =\) Displacement-Length Ratio

\(disp_T =\) Deplasement i long tons

\[ 1 \text{ long ton} = 2240 \text{ pounds} \]

\(WL =\) Vannlinjelengde i fot

Maksimalt Speed-Length Ratio

Når \(DL\) er kjent kan maksimal tillatt Speed-Length Ratio beregnes:

\[ \Large \boxed{SL = \dfrac{8.26}{DL^{0.311}}} \]

Hvor konstanten 8.26 brukes i Caterpillar-metoden.

Denne verdien representerer maksimal fart før baug-bølgebegrensning oppstår.

Effektberegning

Når design-SL er kjent kan samme sammenheng brukes som for deplasementsskrog:

\[ \Large \boxed{\dfrac{Lbs}{Hp} = \dfrac{10.665}{SL^3}} \]

Deretter beregnes effekt til propellen:

\[ \Large \boxed{Hp = \dfrac{Lbs}{Lbs/Hp}} \]

Eksempel

Gitt et fartøy med:

  • \(WL = 62 \ ft\)
  • \(disp = 44\) long tons
  • Designfart = \(11.5 \ knots\)

1. Beregn DL

\[ DL = \dfrac{44}{(0.01 \cdot 62)^3} \]
\[ DL = 184.6 \approx 185 \]

2. Finn maksimal SL

\[ SL = \dfrac{8.26}{185^{0.311}} \]
\[ SL \approx 1.63 \]

Dette er maksimal mulig fart-lengde-ratio.

3. Beregn design SL

\[ SL = \dfrac{11.5}{\sqrt{62}} \]
\[ SL = 1.46 \]

Siden:

\[ 1.46 < 1.63 \]

er designfarten mulig.

4. Finn Lbs/Hp

\[ \dfrac{Lbs}{Hp} = \dfrac{10.665}{1.46^3} \]
\[ \dfrac{Lbs}{Hp} \approx 390 \]

5. Beregn effekt

Total vekt:

\[ 44 \times 2240 = 98560 \ lbs \]
\[ Hp = \dfrac{98560}{390} \]
\[ Hp \approx 253 \]

Dette er effekten levert til propellen, uten reserve eller drivlinjetap.

For copy/paste

Python

import math

def semi_displacement_hp(weight_lbs, speed_kn, wl_ft):
    SL = speed_kn / math.sqrt(wl_ft)
    lbs_per_hp = 10.665 / (SL ** 3)
    hp = weight_lbs / lbs_per_hp
    return hp

Markdown / Latex

$$DL = \dfrac{disp_T}{(0.01 \cdot WL)^3}$$

$$SL = \dfrac{8.26}{DL^{0.311}}$$

$$\dfrac{Lbs}{Hp} = \dfrac{10.665}{SL^3}$$