Γιατί ένα ταχύπλοο μπορεί να πλεύσει με μεγάλη ταχύτητα;

Τα πλοία δεν μπορούν να τρέξουν γρήγορα στο νερό λόγω της αντοχής στο νερό. Για να αυξηθεί η ταχύτητα του πλοίου, η αντίσταση στο νερό πρέπει να μειωθεί. Πώς μπορεί να μειωθεί η αντοχή στο νερό που υφίσταται το πλοίο;

Παίξατε με το να πετάτε πλακάκια στο νερό; Εάν επιλέξετε ένα λεπτό πλακίδιο, τραβήξετε μια παράλληλη γωνία κοντά στην επιφάνεια του νερού και το πετάξετε δυνατά, το πλακίδιο θα πηδήξει γρήγορα προς τα εμπρός στην επιφάνεια του νερού. Εάν εκτοξευθεί στη σωστή γωνία, το πλακίδιο θα γλιστρήσει πολύ.

Τα πλακάκια είναι πιο βαριά από το νερό, γιατί μπορούν να γλιστρήσουν πάνω στο νερό; Αποδεικνύεται ότι όταν ένα αντικείμενο κινείται μέσα σε ένα ρευστό, θα παράγει ρευστή ισχύ.Είναι η ρευστή ισχύς που εμποδίζει τα πλακίδια να βυθιστούν και μπορεί να πηδήξει προς τα εμπρός στην επιφάνεια του νερού. Οι σχεδιαστές πλοίων δημιουργούν πλαναρίσματα με βάση αυτή την αρχή. Ο πυθμένας του πλαναρίσματος έχει μια ορισμένη κλίση και σχηματίζει μια συγκεκριμένη γωνία με την κατεύθυνση ολίσθησης.Η γωνία αυτή ονομάζεται γωνία προσβολής. Το σκάφος πλαναρίσματος είναι εξοπλισμένο με μια συσκευή υψηλής ισχύος, έτσι ώστε το κύτος να μπορεί να πλεύσει με μια ορισμένη ταχύτητα, παράγοντας έτσι υδροδυναμική δύναμη και στηρίζοντας το βάρος του κύτους.

Το πλανάρισμα πλέει με αργή ταχύτητα στην αρχή και καθώς αυξάνεται η ισχύς της μονάδας ισχύος, η ταχύτητα του πλοίου αυξάνεται και το κύτος ανυψώνεται από την υδροδυναμική δύναμη. Όταν το κύτος ανυψωθεί σε ένα ορισμένο ύψος, το το πλανάρισμα θα γλιστρήσει στην επιφάνεια του νερού. Όταν το σκάφος πλανίσματος ολισθαίνει, το βάρος της γάστρας δεν υποστηρίζεται πλέον από την άνωση που δημιουργείται από τη μετατόπιση του κύτους, αλλά από την υδροδυναμική δύναμη. Δεδομένου ότι η γάστρα ανασηκώνεται από το νερό με υδροδυναμική δύναμη, ανεξάρτητα από την αντίσταση δημιουργίας κυμάτων, την αντίσταση τριβής ή την αντίσταση δινορευμάτων, είναι πολύ μικρή. Ως εκ τούτου, ένα μικρό σκάφος που ανεβαίνει μπορεί να οδηγήσει πολύ γρήγορα, με ταχύτητα 40-50 ναυτικά μίλια την ώρα, ή και μεγαλύτερη, γι' αυτό ονομάζεται ταχύπλοο.

Ανάλογα με τον αριθμό των σκαφών, τα σκάφη πλαναρίσματος μπορούν να χωριστούν σε σκάφη πλαναρίσματος μονού κύτους, σε σκάφη πλαναρίσματος με καταμαράν και σε σκάφη πλαναρίσματος τριμαράν. Ένα σκάφος πλαναρίσματος μονοκύτους έχει μόνο ένα κύτος, ενώ ένα σκάφος πλαναρίσματος διπλού κύτους έχει δύο γάστρα και ένα πλανιστικό σκάφος τριμαράν έχει τρεις γάστρες, η μεσαία είναι η κύρια γάστρα και η δύο πλευρά είναι βοηθητικές γάστρες.

Η διατομή του πυθμένα του πλαναρίσματος έχει σχήμα V, αν και θα προκαλέσει μεγάλο πιτσίλισμα κατά την πλεύση, δεν θα προκαλέσει μεγάλο κύμα. Σύμφωνα με το σχήμα του διαμήκους τμήματος, το σκάφος πλαναρίσματος μπορεί επίσης να χωριστεί σε δύο τύπους:μονοβάθμιο και διπλό. Ο πυθμένας της γάστρας φεύγει από την επιφάνεια του νερού κατά την κίνηση με μεγάλη ταχύτητα.Μόνο η πρύμνη είναι βυθισμένη στο νερό και υπόκειται σε υδροδυναμικές δυνάμεις για να υποστηρίξει το βάρος της γάστρας. Η καμπύλη του κάτω προφίλ του σκάφους πλαναρίσματος διπλών σκαλοπατιών είναι ασυνεχής και έχει δύο σκαλοπάτια. Όταν κινείστε με μεγάλη ταχύτητα, τα δύο στάδια είναι το ένα μπροστά από το άλλο και υπόκεινται σε υδροδυναμική δύναμη, και τα σκαλοπάτια στο κάτω μέρος του σκάφους επιτρέπουν την είσοδο αέρα και ο αέρας μπορεί να λειτουργήσει ως λιπαντικό για τη μείωση της αντίστασης τριβής και να αυξήσει περαιτέρω την ταχύτητα του πλαναρίσματος του σκάφους.

Ανεξάρτητα από τον τύπο του πλαναρίσματος, η ταχύτητα πλεύσης είναι πολύ γρήγορη.Σε σύγκριση με συνηθισμένα πλοία ίδιας χωρητικότητας και ιπποδύναμης, η ταχύτητα είναι περίπου διπλάσια. Επιπλέον, όταν το πλανάρισμα γλιστράει στον αέρα και τα κύματα, η γάστρα δεν ταλαντεύεται πολύ και η κατεύθυνση είναι εξαιρετικά σταθερή. Εξαιτίας αυτού, τα σκάφη πλανίσματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως περιπολικά, τορπιλοβάρκες, πυραυλικά σκάφη, σκάφη κυκλοφορίας και σκάφη αναψυχής.

Ωστόσο, το σκάφος πλαναρίσματος έχει επίσης μειονεκτήματα:Μόλις συναντήσει μεγάλο άνεμο και κύμα, η ταχύτητά του θα γίνει πολύ αργή και η γάστρα δεν μπορεί να γίνει πολύ μεγάλη, επομένως υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί στο πεδίο εφαρμογής.