Опытовый бассейн — экспериментальная установка, предназначенная для исследования гидромеханических качеств тел[1].
Опытовый бассейн представляет собой чашу, заполненную водой. Бассейны, длина которых значительно превосходит ширину, также называют гидроканалами. Различают малые (до 60 метров длиной), средние (от 60 до 200 метров длиной) и большие (более 200 метров длиной) гидроканалы.
Бассейны, предназначенные для решения специальных задач (например, исследования маневренных качеств судов), могут иметь круглую либо близкую к квадратной форму в плане.
Систематические исследования сил, действующих на буксируемые в водоёме модели кораблей, проводились под руководством Д’Аламбера, Кондорсе и Боссю ещё во второй половине XVIII века[2]. Первый в мире[источник не указан 117 дней] опытовый бассейн был создан в Англии по предложению Уильяма Фруда в 1872 году в Торквее (Великобритания). Бассейн Фруда имел длину 85 м, ширину 14 м, глубину 3 м.
В его создании принимали активное участие: Д. И. Менделеев (ему принадлежит идея постройки), академик А. Н. Крылов и адмирал С. О. Макаров; содействовал постройке бассейна управляющий Морским министерством адмирал Н. М. Чихачёв. Длина бассейна — 122 м, ширина — 6,5 м, глубина — 3 м. Ныне первый российский опытовый бассейн разрушен ради строительства развлекательного центра[3].
Один из крупнейших в мире термостратифицированных опытовых бассейнов был построен в ИПФ РАН под руководством В. И. Таланова[4]. Этот бассейн функционирует до сих пор и включён в «Перечень уникальных установок РФ национальной значимости».
Для буксировки и сопровождения исследуемых тел опытовые бассейны, как правило, оборудуются буксировочными тележками. Буксировочные тележки подразделяют на обитаемые (предназначенные для размещения экспериментаторов) и необитаемые.
Рельсовый путь, по которому перемещается тележка, должен не иметь стыков (для уменьшения вибрации) и быть выставлен на постоянном уровне над поверхностью воды (в противном случае в показания динамометра, измеряющего силу сопротивления воды движению объекта, вносится помеха, не зависящая от свойств изучаемого объекта).
Силовой привод, обеспечивающий движение тележки, должен обеспечивать высокое качество стабилизации скорости. В противном случае на динамометр, измеряющий силу сопротивления воды движению объекта, будет действовать сила инерции.
Для обеспечения испытаний на волнении опытовые бассейны оборудуются волнопродукторами.
Моделирование движения надводных объектов и объектов, движущихся вблизи поверхности воды, осуществляется с использованием критериев подобия Фруда и Струхаля.
Моделирование движения подводных объектов осуществляется с использованием критериев подобия Рейнольдса и Струхаля.
