Что такое кильватерный след

Кильватерный след и безопасность при купании в открытых водоемах

Лето – одно из самых любимых времен года для большинства людей. Теплая погода, большое количество солнечных дней, яркая природа и, конечно же, возможность получения загара и купания в открытых водоемах придают этому времени года наибольшую привлекательность. Однако не следует забывать и об опасности, которая может подстерегать каждого во время плавания. Кроме любителей водных процедур по реке, озеру или морю могут двигаться лодки, катера, водные мотоциклы и другие более крупные плавучие сооружения. Даже если Вы хорошо плаваете, опасно близко подплывать к плавсредствам, особенно к двигающимся с большой скоростью. Давайте попробуем разобраться в причине этой опасности.

Обычный катер развивает скорость около 20 км/ч. При этом, двигаясь по воде, он увлекает за собой воду и создает так называемый кильватерный след – возмущенную полосу воды, остающуюся за кормой катера. В кильватерной струе движение воды имеет ярко выраженный турбулентный характер: скорость потоков воды резко возрастает от (спокойная вода) до максимальной скорости , сравнимой со скоростью движения катера. Это возрастание скорости происходит в достаточно узком ламинарном слое, в котором нет перемешивания и пульсаций.

Будем считать воду в водоеме идеальной несжимаемой жидкостью (без внутреннего трения) и применим для описания ее движения в ламинарном слое закон Бернулли:

где ‑ плотность воды, ‑ скорость потока, ‑ высота, на которой находится элемент жидкости, ‑ давление в том месте, где расположен центр массы рассматриваемого элемента жидкости, ‑ ускорение свободного падения. Учитывая, что поверхность воды горизонтальна, получаем формулу для разности давлений на границах ламинарного слоя:

.

Тогда подросток 12-13 лет массой 50 кг будет испытывать ускорение примерно в 10 раз большее, чем ускорение свободного падения, направленное в сторону катера, и давление воды может затянуть в турбулентное ядро. Справиться с таким ускорением практически невозможно, поэтому подплывать близко к быстро движущимся плавучим сооружениям очень опасно, и, плавая в открытых водоемах, необходимо об этом знать!

По предложенному методу мы предлагаем вам решить задачу:

Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г. Москвы

Источник

Кильватерная струя

Кильватерная струя (кильватерный след, кильватер) — возмущённая полоса воды, остающаяся за кормой идущего корабля (судна).
Продолжительность и протяжённость кильватерной струи зависит от водоизмещения и скорости корабля (судна), а также состояния моря.

Кильватерный след подводной лодки — область неоднородности физических полей морской среды, остающаяся после прохождения в подводном положения подводной лодки (либо аналогичного подводного аппарата); время существования определяется глубиной, скоростью ПЛ, волнением моря, природой физического поля.

Для боевого корабля является демаскирующим фактором.

Смотреть что такое «Кильватерная струя» в других словарях:

Кильватерная струя — (кильватер) след на воде за кормой идущего корабля. Отсюда строй кильватера, кильватерная колонна. EdwART. Толковый Военно морской Словарь, 2010 … Морской словарь

КИЛЬВАТЕРНАЯ СТРУЯ, КИЛЬВАТЕР — (Ship s wake) струя, остающаяся за кормой идущего судна; отсюда строй кильватера, когда корабли следуют один за другим в кильватерной струе. Идти в кильватер идти в струе впереди идущего корабля. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.:… … Морской словарь

Кильватер — Кильватер может иметь следующие значения: Кильватерная колонна, или строй кильватера строй, при котором корабли следуют строго друг за другом. Кильватерная струя, или кильватерный след возмущение, создаваемое в воде движущимся… … Википедия

КИЛЬВАТЕР — (голл. kielwater). 1) след, остающийся позади идущего судна. 2) идти в кильватер значит идти вслед за другим судном. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. КИЛЬВАТЕР гол. kielwater. След, остающийся позади … Словарь иностранных слов русского языка

СЛЕД ПОПУТНЫЙ — след, остающийся позади идущего судна. Обычно называется кильватерной струей. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 След попутный то же, что Кил … Морской словарь

ЮРО — (арх.) кильватерная струя. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь

Авианосцы типа «Куин Элизабет» (CVA-01) — Queen Elizabeth class aircraft carriers Проект … Википедия

КИЛЬВАТЕР — [тэ ], а, муж. (спец.). Волновая струя, остающаяся позади идущего судна. Идти, следовать в к. или в кильватере (о судах: следуя друг за другом). | прил. кильватерный, ая, ое. Кильватерная колонна (колонна судов, идущих одно за другим). Толковый… … Толковый словарь Ожегова

Источник

28 Кильватерный след

Для опыта нам потребуются: банка, спичка или зубочистка, подсолнечное масло, зеленка.

Кильватерный след – это след, который оставляет за собой корабль. Если смотреть на морской залив с горы, то за каждым кораблем будет виден длинный след. Можем ли мы, используя свойство эмульсий не растворяться друг в друге, построить маленькую модель океана и кильватерного следа?

Запросто. Возьми любую банку, вымой ее тщательно и налей почти до краев обычной холодной воды.

Теперь окуни спичку или палец в подсолнечное масло и капни аккуратно с небольшой высоты маслом в банку. Капля масла (более жирного и легкого, чем вода) не растворится в воде, а растечется кружком. Поставь банку перед окном или лампой, чтобы видеть отражение лампы или окна в поверхности, – так лучше наблюдать за каплей.

Возьми острую палочку (зубочистку, заостренную спичку) и аккуратно потыкай в масляную каплю. Ты увидишь, что на ней образуются маленькие круглые дырочки. Еще дырочки возникают сами собой от пузырьков, поднимающихся из глубины банки.

Если теперь провести вдоль капли кончиком спички или палочки (будто корабль прошел по морю), то ты увидишь, что за спичкой остается след с завихрениями. Этот след очень точно похож на след от настоящего океанского корабля. Проведи так много раз – каждый раз будешь видеть след за «кораблем».

Теперь можно попробовать увидеть следы не только на поверхности, но и в глубине. Возьми обыкновенную зеленку и капни сверху в банку, прямо в масляную каплю. Во-первых, ты увидишь, как зеленка сразу «вскипит». Это спирт из зеленки растворяется в воде – и довольно красиво. Зеленка «повиснет» у поверхности банки, а мы точно так же проведем спичкой вдоль поверхности, глядя на нее сверху. Ты заметишь, что в глубине за спичкой тоже бегут вихри, маленькие зеленые смерчи.

Оказывается, во всех жидкостях и газах, в воздухе и воде, за быстро летящими или плывущими предметами (самолетами, лодками) образуются такие вихри.

Понаблюдай за машиной, проезжающей по пыльной дороге, – ты увидишь, что наш опыт довольно точно создает такие же вихри.

Только одна просьба – подкрашенную зеленкой воду выливай аккуратно, потому что зеленка может закрасить тебе всю раковину!

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Источник

В России разрабатывают новую технологию поиска подводных лодок

Технология поиска и обнаружения подводных лодок по кильватерному следу, оставляемому субмариной, разрабатывается Крыловским государственным научным центром. Об этом сообщил научный руководитель центра Валерий Половинкин.

По словам Половинкина, центр занялся разработкой технологии обнаружения субмарин по их кильватерному следу, возмущенной полосе воды, оставляемой гребными винтами корабля. Причиной такого интереса стало то, что кильватерный след сохраняется в воде дольше, чем другие физические поля корабля, так как производимые подлодкой акустические шумы и электромагнитные сигналы перемещаются вместе с ней, а кильватерный след еще остается какое-то время. С помощью его обнаружения имеется возможность выяснить направление движения субмарины или точку, где она побывала.

Подробности проводящихся исследований в данном направлении, конечно же, Половинкин не раскрыл, однако сообщил, что работы ведутся по обнаружению «полей следности» субмарины, но не акустических. Известно, что кильватерная струя является акустическим демаскирующим фактором, по которому можно обнаружить подлодку, но такие шумы двигаются вместе с подлодкой и по мере ее удаления от точки обнаружения быстро угасают.

Кроме того, Половинкин сообщил, что Центр также ведет работы и по снижению акустической заметности отечественных субмарин. В Центре разработана очень серьезная программа снижения акустической заметности российских субмарин четвертого и пятого поколений, под которую выделены большие средства. Работы ведутся сразу по трем различным направлениям.

Источник

Найти подводную лодку

Главным достоинством подводной лодки, с момента ее изобретения почти 400 лет назад, была незаметность. Скорее всего так будет и впредь, но за все эти годы появилось множество методов обнаружения подводных лодок.

Все способы поиска подводных лодок можно разделить на две группы: активные и пассивные. Активный метод — с использованием своего излучения и отражения сигнала, пассивный — только излучение или возмущение среды вызванные целью.

Визуальный метод

Вода прозрачна и лодку банально видно с воздуха пока она находится на небольшой глубине. А уж если она не погрузилась, то кильватерный след будет виден и с орбиты, а главное, он будет хорошо заметен еще некоторое время после погружения.

Также интересным приемом поиска можно считать наблюдение за морем ночью. В воде обитает огромное количество светящихся организмов. Любой объект прошедший сквозь «облако» флуоресцентного планктона оставит длинный и хорошо заметный шлейф. Даже если глубина будет большой, этот шлейф может подняться ближе к поверхности и демаскировать подводную лодку. Правда нет никаких данных об эффективности такой методики. Свечение ведь довольно слабое.

Так светится планктон в некоторых частях мирового океана

Известный факт, скорость распространения колебаний зависит от плотности среды. Жидкость плотнее газа, а значит шум издаваемый подлодкой будет распространяться в ней очень хорошо. В 4,5 раза быстрее, если сравнивать атмосферу на уровне моря и воду на поверхности. Именно поэтому эхолокация — это самый популярный метод.

Интересно, что вода в море-океане на однородна, скорость звука зависит от температуры и давления. К тому же существуют такие явления как «подводные звуковые каналы», где звук распространяется на большее расстояние и зоны с эффектом «акустической тени», в которой лодка может скрываться.

Любая подводная лодка, противолодочный корабль, самолет или вертолет имеет на борту ГАС (гидроакустическую станцию). У подлодки или надводного корабля она является частью конструкции, либо может быть буксируемой, в авиации — только буксируемой (или сбрасываемой). Но работают все гидролокаторы одинаково, улавливают звук (пассивный режим) или испускают свои звуковые сигналы, чтобы обнаружить отраженный от препятствия эхо-сигнал.

По тому же принципу работают гидроакустические буи, которые обычно сбрасывают с самолетов, вертолетов или кораблей противолодочной обороны и стационарные системы подобные американской SOSUS. Слушают море.

Для подводников, существует хороший способ остаться не обнаруженной — поменьше шуметь. Но когда применяется активная эхолокация, шансов становится меньше, ведь создать покрытие или форму совершенно не отражающее звуковые волны невозможно, так же как и в случае с радиолокатором и самолетом-невидимкой — абсолютной невидимости не существует.

Кильватерный след

Это шлейф из вихрей который оставляет за собой любое судно при движении. Обычно его хорошо видно, но в случае субмарины это не так, если она находится глубоко под поверхностью. Это проблема для всех, кроме другой подлодки.

Эхолокаторы созданные в СССР были менее эффективны по сравнению с аналогами у вероятного противника. Поэтому в 70 годах 20 века была создана целая серия устройств позволяющих отслуживать чужие субмарины по их кильватерному следу (СОКС). Работает устройство используя принцип когерентной оптической томографии, это то же самое, что и эхолокация, но вместо звуковых волн — оптические, инфракрасного диапазона. Дело в том, что длинный хвост из вихрей созданных винтом по другому переломят свет, чем относительно спокойная жидкость вокруг, а значит, достаточно чувствительный датчик это заметит.

Проект 971 «Щука-Б» то, что выглядит как трубки на рубке — СОКС

Магнитометр

Подводная лодка, это большое металлическое судно, а значит имеет достаточно сильное собственное магнитное поле, по которому ее можно засечь. Для этого используется магнитометр. Фактически, это обычная электромагнитная катушка. Впервые такой прием был применен в далеком 1915 году и тогда это была просто индукционная петля, лежащая на дне, в которой возникал ток при проходе над ней корабля.

Проблема с магнитометрическим способом существенная, чтобы что-то найти нужно оказаться почти точно над (или под) целью. Чуть влево или вправо, цель останется незамеченной. Магнитометры применяются в противолодочной авиации, но не как основной метод обнаружения подводной лодки, а как вспомогательный.

P-3 «Orion». Магнитометр выглядит как длинная балка на хвосте. Красный квадрат на фюзеляже — блок гидроакустических буев

Выхлопные газы

Если субмарина оборудована двигателем внутреннего сгорания, а не ядерным реактором или воздухо-независимым двигателем, ее можно обнаружить по специфическому запаху. В английском прибор-газоанализатор так и называется «нюхач» sniffer. Но время идет и «сесть на хвост» подводной лодке с воздухо-независимой или атомной силовой практически невозможно.

По неподтвержденным данным, существуют приборы способные определить наличие в воде даже ничтожного количества посторонних примесей, таких как частички краски или обшивки. Но это похоже скорее на легенду, чем на действительно рабочий прием.

Тепловой след и радиация

Ядерный реактор нуждается в охлаждении. Для этого используется морская вода, которая после ее использования становится теплее. В инфракрасном диапазоне волн тепловой след достаточно заметен даже из космоса, чтобы демаскировать субмарину. Тоже касается и следов радиации в использованной воде, ее также можно обнаружить. Не ядерным силовым установкам точно так же нужно охлаждение, хотя и не такое интенсивное, как реактору.

Радиолокация

Один из самых современных методов. Еще во время Второй Мировой появилась возможность обнаруживать поднятый перископ или шноркель (выхлопную трубу) субмарины при помощи радаров. Но сегодня существуют и более продвинутые методы — поиск по возмущениям водной поверхности. Причем сам объект может двигаться на большой глубине, а след от него в виде специфических зыби, можно выделить на фоне стандартного волнения океана.

С таким эффектом знаком любой рыбак наблюдавший так называемый горб Бернулли и Волны Кельвина. Рыба глубоко, ее не увидеть с помощью зрения, но на поверхности воды при быстром движении появляется заметные круги.

Примерно так выглядит возмущение от движущегося под водой объекта

Эффект известный, но до наших дней использовать его не было возможности. Сейчас специальное программное обеспечение уже может отличить обычные волны в океане от рисунка Волн Кельвина высотой несколько миллиметров, полученном с помощью радара.

Например, у японского специализированного самолета «Кавасаки» Р-1 сразу 4 радара дающие обзор на все 360 градусов. Наверняка они появились на борту не просто так.

Kawasaki P-1. Есть и магнитометр, и акустические буи, и радары

Итак, найти подлодку можно используя несколько приемов: услышать, увидеть, заметить ее след или изменение физических полей. А лучше использовать сразу несколько способов поиска подводных лодок, для надежности. Не стоит сбрасывать со счетов и прослушивание радио эфира (подводникам нужно иногда выходить на связь) и возможность предугадать вероятный маршрут и банальный шпионаж. Скрытность не бывает абсолютной.

Источник