نوع من تخطيط محيط البدن مع زيادة ارتفاع القاع (أكثر من 20 درجة) من منتصف السفينة إلى العارضة والخطوات الطولية، والذي يستخدم للقوارب عالية السرعة المصممة لسرعات كم / ساعة. توفر هذه الخطوط رحلة مريحة في البحار الهائجة مع الحد الأدنى من فقدان السرعة. بالإضافة إلى ذلك، يتيح لك هذا النوع من الخطوط استخدام القوة الكاملة للمحركات المثبتة على الزوارق البخارية الخفيفة والقوارب البخارية، دون فقدان استقرار الحركة أو التعرض لخطر تدمير هياكل الهيكل. ومع زيادة السرعة نتيجة ارتفاع الهيكل عن الماء، يتناقص تدريجياً عرض السطح المبلل للقاع ذو الارتفاع الميت العالي. وبناءً على ذلك، تزداد زاوية الهجوم المثالية، حيث تكون مقاومة الماء في حدها الأدنى - فهي أكبر بمقدار 1.5 - 2 مرة بالنسبة للهيكل المسطح مقارنة بالهيكل المسطح. ونتيجة لهذا، فإن الطول المبلل للبدن المنقلب أقل من طول القارب ذو القاع المسطح.

ونتيجة لذلك، على الرغم من الانخفاض الكبير في الجودة الهيدروديناميكية مع زيادة زاوية الارتفاع الميت السفلي إلى 20 - 23 درجة، فمن الممكن الحصول على سرعة أعلى على بدن بهياكل "Deep V" مقارنة بالهياكل ذات الارتفاع الميت المنخفض. بفضل الملامح العرضية المتطابقة تقريبًا للجزء السفلي عند المقدمة والمؤخرة، تتميز القوارب ذات الخطوط "Deep V" باستقرار جيد في المسار عند الإبحار مع الموجة التالية، وانجراف منخفض في الدورة وتدحرج سلس.

تشمل عيوب "Deep V" المقاومة العالية في اللحظة الأولى للحركة وقضاء قدر كبير من الوقت في التسارع قبل الوصول إلى وضع التخطيط النقي. لتحسين خصائص البداية وتقليل "حدبة" السحب، يمكنك استخدام الألواح المستعرضة والخطوات الطولية في الأسفل.

عيب آخر هو انخفاض الاستقرار الأولي عند الوقوف وأثناء الحركة. ولزيادة الاستقرار، يتم في بعض الأحيان تركيب خزانات صابورة سفلية، والتي يتم تفريغها تلقائيًا عندما تصل السفينة إلى وضع التصميم الخاص بها. لزيادة استقرار التشغيل، من الضروري زيادة السطح المبلل للأسفل في المؤخرة، وكسر الخطوات الطولية التي تستقر عليها طائرات الهيكل بسرعة التصميم، على مسافة ما من العارضة. ونتيجة لذلك، يتم ترطيب مناطق إضافية من القاع ويزداد عرض خط الماء. هناك خيار آخر وهو استخدام المرفقات - الجهات الراعية الموجودة أثناء التحرك فوق الماء وتعمل عندما يتدحرج القارب.

جزء لا غنى عنه من جسم "Deep V" هو الموشورات الطولية - المنشورات ذات المقطع العرضي الثلاثي مع حافة سفلية أفقية وحافة حرة حادة. التأثير الرئيسي للريدان هو قطع تدفق المياه من الأسفل، وينتشر من العارضة إلى الجانبين. نتيجة لعملهم، يتم تقليل السطح المبلل للبدن، ويتم إنشاء قوة رفع إضافية على الخطوات؛ معًا، يؤدي ذلك إلى تحسين الجودة الهيدروديناميكية للهيكل.

بفضل الخطوات الطولية، يتم ضبط عرض القاع تلقائيًا حسب سرعة السفينة. عند السرعات المنخفضة، يتحرك القارب بكامل عرض القاع مع حمل محدد مخفض، وهو ما يعتبر مثاليًا لسرعة معينة. مع تسارعها، تزداد قوة الرفع الهيدروديناميكية، ويقلل الهيكل من غاطسها. في هذه الحالة، تخرج الأجزاء الخارجية من القاع المجاورة للعمود الفقري من الماء، ويقتصر سطح التسوية على زوج من الخطوات الأقرب إلى العمود الفقري. بفضل هذا، يتم الحفاظ على القيمة المثلى للحمل المحدد للقاع، ويتم تقليل "حدبة" منحنى المقاومة قليلاً.

الخطوات الطولية: أ - تخطيط الخطوات على طول عرض الهيكل؛ ب - منظر لقاع القارب بدون ريدانز؛ ج - عمل ريدانز على نفس القاع.

1 - السطح السفلي غير مبلل بالماء. 2 - الوفير الوجني. 3 - الخطوات الطولية. 4 - التدفق العرضي للمياه. 5- القسم المبلل من الأسفل.

تعمل الخطوات الطولية على زيادة ثبات الوعاء وتخفيف التدحرج والتأرجح. أثناء التحرك، أثناء لفة حادة، تظهر قوة رفع إضافية على خطوات الجانب الكعب، مما يمنع زيادة أخرى في اللفة. تعمل الخطوات الطولية على زيادة ثبات السفينة بشكل كبير في المسار وفي نفس الوقت تقلل من نصف قطر الدوران. يحدث هذا بسبب عمل الجوانب الجانبية للريدان، والتي تعمل مثل العارضة أثناء الإزاحة الجانبية - الانجراف من الرياح أو الأمواج أو عند الدوران.

تتجلى الصفات الإيجابية للريدان بشكل كامل فقط بسرعات عالية بما فيه الكفاية - كم/ساعة. عند السرعة المنخفضة وأثناء التسارع، تكون مقاومة الماء بسبب زيادة السطح المبلل للقاع مع الخطوات أعلى من مقاومة القارب ذو القاع الأملس. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد فعاليتها على زاوية الارتفاع المميت للقاع. إذا كانت أقل من 10 درجات، فإن تركيب الخطوات الطولية غير عملي.

في كل نصف من القاع، عادة ما يتم تثبيت اثنين (بعرض سفلي 1.4 - 1.6 م) أو ثلاثة (بعرض 2 - 2.5 م) ريدان. يتم حساب مسافة Redans الأقرب إلى الآسن من موانئ دبي للسفينة اعتمادًا على حمولة القارب وسرعته. يُنصح باستخدام الخطوات على طول الهيكل بالكامل فقط إذا كان من الممكن ضمان تخطيط القارب بعرض محدد بهذه الخطوات. بخلاف ذلك، فإن التعديلات في الجزء الخلفي من الجزء السفلي تؤدي فقط إلى زيادة مقاومة الماء. عادة، يتم إحضار Redans الأبعد إلى العمود الفقري إلى العارضة، والباقي، الذي يعمل بشكل فعال فقط على حدود القاع والماء بأقصى سرعة، يتم قطعه على مسافة أو أخرى من العارضة. في القوارب البخارية ذات الارتفاع المعتدل في القاع، والتي تبلغ سرعتها حوالي 40 كم / ساعة، يمكنك تثبيت خطوات قصيرة (0.5 - 0.8 متر لكل منهما) - واقيات من الرش في مقدمة الهيكل.

وبطبيعة الحال، لا يمكن تشغيل التلال بشكل صحيح إلا إذا كانت الحافة الخارجية حادة، لذلك في القوارب الخشبية، تكون التلال مصنوعة من الخشب الصلب أو يتم ربط شرائح معدنية بحواف العمل الخاصة بها. في الجزء الأوسط من الهيكل وفي المؤخرة، توجد الحمر بالتوازي مع العارضة. في القوس، من الأفضل تقليلها إلى الجذع لتجنب الارتفاع الحاد للغاية: وإلا، عندما يرتفع القارب إلى الموجة، سيكون للريدان تأثير الكبح.

هناك أيضًا تأثير سلبي للخطوات الطولية على السفن عالية السرعة: في حالة وجود موجة قادمة، يتلقى الهيكل ضربات أكثر شدة بسبب تركيز الضغط على الأسطح المسطحة للدرجات.

اسم المصمم الأرجنتيني خوان بادر معروف في عالم بناء السفن الصغيرة. خرجت العشرات من التصاميم للقوارب السريعة واليخوت الشراعية وقوارب الإنقاذ وغيرها من السفن الصغيرة لأغراض مختلفة من لوحة الرسم الخاصة به. تعمل أحواض بناء السفن في أمريكا الجنوبية والولايات المتحدة وأوروبا على هذه المشاريع، لكن بادر ينفذ معظم أفكاره في مؤسسته الخاصة - حوض بناء السفن أستيليرو بادر في بوينس آيرس.

بادر معروف أيضًا بكتبه. تم نشر إحداها - "الإبحار وتكنولوجيا الإبحار واليخوت الشراعية" - بخمس لغات (في الأرجنتين وإيطاليا وألمانيا وإنجلترا وهولندا) وتم الاعتراف بها كعمل كلاسيكي في تصميم اليخوت الشراعية. ويجري حاليًا إعداد الترجمة الروسية لكتاب آخر بعنوان "Motor Yachts and Speedboats" للنشر من قبل دار نشر Sudostroenie. يتحدث هذا الكتاب، في شكله الشائع، والذي يمكن الوصول إليه للقراء الذين ليس لديهم تعليم خاص في بناء السفن أو تدريب رياضي جاد، عن المشكلات الرئيسية التي يتعين على مصمم القارب الحديث عالي السرعة حلها.

فيما يلي مقتطف قصير من هذا الكتاب، والذي يحتوي في رأينا على مجموعة مختارة مثيرة للاهتمام من النصوص النظرية. يسبق هذا الفصل من الكتاب دراسة تفصيلية لعملية تكوين الأمواج، ويتم تقديم مفاهيم حول أوضاع حركة السفن والسرعة النسبية ومكونات مقاومة الماء لحركة السفينة. تم تخصيص فصول أخرى لقضايا اختيار المحرك، وخصائص أنواع الدفع المختلفة، وضمان الاستقرار وغيرها من صلاحيات الإبحار، والتحكم في الضوضاء، وما إلى ذلك.

يمكنك في كثير من الأحيان أن تسمع حتى من شركات بناء السفن المحترفة أن هناك حدًا معينًا للسرعة يفصل بين مجالات التطبيق. ملامح مستديرة الخدود وحادة الخدود. لكن مثل هذا التبسيط الصارخ لا يتوافق مع الواقع. من ناحية السلوك قارب حاد الخدفي السرعات المنخفضة وأثناء أمواج البحر الهائجة، لا يكون الأمر مرضيًا دائمًا، من ناحية أخرى، قارب آسن مستديريمكن أن تصل إلى سرعات عالية جدًا دون الحاجة إلى زيادة كبيرة في الطاقة.

علاوة على ذلك، يمكن للمرء أن يجادل بأن تعبيرات "الخد المستدير" و"الخد الحاد" ليست كافية بأي حال من الأحوال لتوصيف ملامح الهيكل وقدراته على السرعة بشكل كامل. في المياه الهادئة، يمكن أن يصل القارب ذو القاع المستدير ذو القاع المسطح نسبيًا إلى سرعات أعلى من القارب ذو الإطارات على شكل حرف V (إطارات V العميقة)؛ عند الإبحار في البحار الهائجة، فإن سلوك هذه القوارب سيختلف أيضًا بشكل طفيف فقط. غالبًا ما يتم تصنيع الهياكل ذات حرف V العميق المصممة لسباقات المحيطات دون أي كسر واضح في العمود الفقري، لذلك يمكن أن يطلق عليها بشكل مبرر اسم الهياكل ذات "الإطارات المستديرة العميقة".

تميز العقد الماضي بالتطور السريع في بناء السفن الصغيرة. تزداد قوة المحرك بينما يقل وزن التركيب. يتم استخدام هياكل خفيفة الوزن مصنوعة من سبائك الألومنيوم أو البلاستيك، كما أن إمكانية صنع هيكل بأي شكل معقد من الألياف الزجاجية، وهو أمر مستحيل في الخشب أو المعدن، تلهم خيال المصممين - ويتزايد تنوع الأصناف الموجودة من ملامح القوارب بشكل متزايد توسيع. هناك خيارات لم يعد من الممكن أن يطلق عليها إما عمود دائري أو عمود حاد، وهذه الأشكال الوسيطة هي التي تتمتع بأفضل الصفات عند الإبحار في الأمواج، وتوفر مزايا معينة في التخطيط - التصميم الداخلي للقارب والاستقرار العالي على الرغم من أن السرعة في المياه الهادئة تنخفض إلى حد ما في معظم الحالات.

في التين. يُظهر الشكل 1 أجسامًا نظرية ذات خطوط ذقن مستديرة واضحة وخطوط على شكل حرف V، مصنوعة بكسر حاد بشكل خاص في عظام الوجنة. قد يكون الهيكل ذو العمود الفقري المستدير بمثابة مثال كلاسيكي صريح للخطوط متوسطة السرعة، وقد تم الحفاظ على الهيكل ذو العمود الحاد، الذي تم تقديمه في عام 1930، حتى وقت قريب كمثال لخطوط القوارب السريعة للمياه الهادئة.

أرز. 1. شكلان رئيسيان للخطوط:
جسم ذو عمود فقري مستدير (يسار) وجسم ذو عمود فقري حاد (يمين)

الاختلافات بين كلا النوعين من الخطوط واضحة بشكل خاص.

لطالما اعتبرت الإطارات المسطحة على شكل حرف V ذات الحواف الصينية الحادة غير مواتية للإبحار في المياه القاسية ومفيدة جدًا للمياه الهادئة. في أحد الأيام، كتب أحد عملائنا إلى حوض بناء السفن أنه ينوي طلب قارب سريع للرحلات البحرية، لكنه كان ضد بشكل قاطع استخدام الإطارات على شكل حرف V عليه: لقد كانت لديه تجربة حزينة للغاية في تشغيل القوارب بمثل هذه الخطوط والخطوط لم أرغب أبدًا في الإبحار عليهم في البحر مرة أخرى. لا يمكن تبرير مثل هذا البيان القاسي إلا إذا كنا نتحدث عن قاع مسطح، وهو في الواقع غير مناسب لظروف البحر، حيث أن هناك أنواع مختلفة من الخطوط العمودية الحادة، وهي مناسبة تمامًا للإبحار في المياه القاسية.

باختصار، يمكن وصف ميزات واختلافات القوارب ذات الإطارات المستديرة وذات العمود الفقري الحاد على النحو التالي:

مستدير الخدود	حاد الخدود
1- سهولة الحركة (انخفاض مقاومة الماء لحركة القارب)؛	1 - القدرة على تحقيق سرعات عالية.
2 - صلاحيتها للإبحار.	2 - زيادة الاستقرار الأولي.
3 - زيادة قوة الجسم.	3 - زيادة حجم المساحات الداخلية في مقدمة السفينة؛
4 - الحركة بدون صدمات ومع تدحرج سلس في الأمواج.	4 - مسودة منخفضة قليلاً؛
5 - انخفاض الاستقرار الأولي.	5- إمكانية تصنيع الحالات من الصفائح المعدنية أو الخشب الرقائقي.
6- إمكانية استخدام أي مادة لبناء الجسم.	6- ضرورة تقوية قوة الجسم عند عظمة الوجنة.

منذ عدة سنوات أتيحت لنا الفرصة لتصميم وبناء أربعة قوارب سياحية بطول 12 مترًا وعرض 3 أمتار، ولم يتم تحديد شكل الخطوط من قبل العملاء. تم بناء اثنين من القوارب بشكل دائري، بينما تم تصميم القوارب الأخرى بعناية على شكل حرف V مع ارتفاع معتدل في الأسفل. نظرًا لأنه كان من الضروري استخدام محركات ذات قوة معتدلة، فقد تلقى كلا الخيارين نفس الانحناء الطولي لخط العارضة ونفس عمق الغمر للعوارض. تم تجهيز كل زوج من القوارب (مستديرة وعمودية حادة) بنفس المحرك: محرك ديزل بقوة 65 حصان. مع. أو بنزين بقوة 110 حصان. مع.

وبالتالي، حصل المصممون على حالة مثالية حقًا لمراقبة الاختلاف في سلوك زوجين من القوارب ذات ملامح مختلفة أو محركات مختلفة.

بادئ ذي بدء، كنا مهتمين بمقارنة السرعات. مع نفس المحركات، تبين أن سرعة القوارب المستديرة والقوارب ذات العمود الحاد متشابهة بشكل ملحوظ (حتى أنه كان علينا تكرار الاختبارات عند مسافة الميل المقاسة للتأكد من النتائج!): مع محركات الديزل - قليلاً أكثر من 20 كم/ساعة، مع محركات بنزين أكثر قوة - بالضبط 23.9 كم/ساعة. لا يسع المرء إلا أن "يأمل" على الأقل في حدوث اختلاف في السلوك على الموجة، ولكن نتيجة لاستخدام إطار متطور على شكل حرف V مع قاع مائل إلى حد ما، فقد تبين أنه غير ملحوظ عمليًا.

في الواقع، أظهر القارب ذو العمود الفقري زيادة طفيفة في الاستقرار الأولي وتشكيلًا أكبر إلى حد ما للرذاذ، ومع ذلك، فقد أظهر كلاهما أنفسهم إلى حد ضئيل لدرجة أنه لا يستحق إدراج هذه الخصائص في قائمة المزايا والعيوب.

من الناحية العملية، تم التأكد من الموقف الذي تم تحديده من خلال اختبارات القطر لنماذج القوارب في حمامات السباحة، حيث أن الفرق في الأداء بين أنواع الهياكل المقارنة لجميع قيم السرعة النسبية R = v: √L أقل من 11.5 لا يكاد يذكر (هنا v هي سرعة القارب، كم/ساعة، L - الطول على طول خط الماء، م). لا يتم الشعور بمزايا الخطوط على شكل حرف V إلا عند السرعات الأعلى، عندما يساهم شكل الهيكل هذا في نمو قوى الرفع الديناميكية التي تعمل في القاع. مع التخطيط الجزئي، يصبح الجزء المدعوم ديناميكيًا من وزن القارب ذو العمود الحاد أكبر من وزن القارب ذو العمود الدائري. تصبح هذه الميزة ملحوظة عند قيم R = 12 وتصبح أكثر وضوحًا كلما زادت السرعة.

نؤكد: إذا تم استخدام خطوط حادة كلاسيكية ذات قاع مسطح نسبيًا في القوارب التي يجب أن تصل إلى سرعات عالية في المياه الخام، فإن هذه الميزة تتحول حتماً إلى عيب خطير. يؤدي أيضًا استخدام الخطوط العريضة للإطار بحدة كبيرة بالقرب من العارضة والأقسام الأفقية تقريبًا من الأسفل عند العمود الفقري (على غرار المحراث المقلوب) إلى حدوث صدمات قوية عند الإبحار على الموجة. حتى في البحار المعتدلة، من الضروري تقليل السرعة بشكل كبير لمنع تلف الهيكل (غالبًا ما توجد الإطارات المكسورة في مقدمة هذه القوارب) والحمل الزائد الجسدي على الطاقم.

إن البحث عن أشكال جديدة من الخطوط العريضة على شكل حرف V، والتي من شأنها أن تضمن السلوك الجيد للسفينة في البحار الهائجة، توج بالنجاح عندما ظهرت في عام 1958 ملامح "V العميقة" التي طورتها شركة R. Hunt الأمريكية. (لكي نكون منصفين، تجدر الإشارة إلى أن أول قارب مسطح ذو خطوط عميقة على شكل حرف V وارتفاع سفلي قدره 28 درجة تم اختباره في عام 1912 - ملاحظة المحرر.)

منذ تلك اللحظة، بدأ تطور يشبه القفزة حقًا، والذي تم تحفيزه إلى حد كبير من خلال إقامة مسابقات القوارب الآلية في أعالي البحار. هذه في المقام الأول سباقات المحيط الشهيرة مثل ميامي - ناسو في الولايات المتحدة الأمريكية وكاوز - توركواي - كاوز في إنجلترا.

قواعد التصنيف المستخدمة في هذه الحالة أعطت (وأعطت) المصممين حرية أكبر. في السعي لتحقيق السرعة، غالبًا ما تم تركيب محركات أقوى بكثير مما يمكن أن يتحمله الهيكل حتى في البحار المعتدلة. قامت القوارب، عندما علقت بها الأمواج، بقفزات عملاقة، وتحطمت هياكلها، وتعطلت محطات توليد الطاقة الخاصة بها. كان من المحظوظ أن يصل ثلث العدد الإجمالي لقوارب الانطلاق إلى خط النهاية! لم تكن القوارب التي يحتمل أن تكون الأسرع هي التي فازت، ولكن تلك التي استطاعت الصمود أمام الممر القاسي.

في أغلب الأحيان، لا يمكن وصف الإثارة أثناء السباقات بأنها رائعة: بالنسبة للممر البحري العادي، كان من الممكن اعتبارها سهلة، على أي يخت بمحرك أكثر أو أقل صالحة للإبحار، كان من دواعي سروري الإبحار في نفس الساعات وفي نفس المنطقة. أدى الجمع بين السرعة العالية والأمواج التي تعمل كنقطة انطلاق إلى إطلاق قارب السباق ديناميكيًا في الهواء، وبعد ذلك اصطدم بالمياه العسرة بقوة.

كلما كان الجزء السفلي مسطحًا، كان التأثير أقوى! ولهذا السبب تم قبول الإطارات "العميقة" على شكل حرف V بحماس في المقام الأول من قبل جميع المتسابقين. وعلى الرغم من أن هذه القوارب كانت أقل سرعة في المياه الهادئة، إلا أن الصدمات في البحار الهائجة أصبحت محتملة، وزادت فرص النجاة من التحول، وكان من الممكن الحفاظ على سرعة أعلى.

للتمييز بثقة بين شكل V العميق وخطوط عظام الخد العالية الكلاسيكية العادية، من الضروري تحديد بعض القيمة الأولية. إذا كانت الفروع السفلية للإطارات مستقيمة دائمًا، فسيكون ذلك كافيًا لقياس ومقارنة زاوية الارتفاع الميت. ومع ذلك، في الواقع، هناك، على سبيل المثال، أشكال مختلفة من الإطارات ذات عظام الخد المستديرة، لذلك يوصى بالتعريف التالي.

عند قياس زاوية الارتفاع الميت للقاع، من الضروري أخذ المماس لخط الإطار الذي يمر عبر نقطة التسارع الأكبر للكتل المائية. هذا هو المكان الموجود في الأسفل والذي يتعرض لأكبر ضغط هيدروديناميكي أثناء الاصطدامات (بالطبع، لا يمكن تحديد موضع هذه النقطة إلا بشكل تقريبي).

تظهر في الشكل عدة أمثلة للمقاطع العرضية للهياكل العميقة على شكل حرف V. 2، ويشار أيضًا إلى قيم زاوية الارتفاع المقابلة للأسفل.

أ - مقترح من ر. هانت؛ ب - نفس الهيكل، ولكن مع جزء من العارضة المستديرة من الأسفل؛ ب - مقترح من ر. ليفي (نموذج "دلتا")؛ G - مع انخفاض الموت، والأقسام الأفقية المغمورة (الرفوف) على طول عظام الخد وجزء العارضة المستدير من الأسفل.

عادةً ما يكون الجزء السفلي من هذه القوارب في المنطقة من القسم الأوسط إلى العارضة مصنوعًا من ارتفاع ثابت. وبهذا التحذير يمكن إنشاء التقسيم الفرعي التالي:

زاوية الموت السفلي:
أقل من 10 درجات - جسم مسطح القاع؛
من 10 إلى 14 درجة - بدن متوسط ​​الارتفاع؛
من 15 إلى 19 درجة - الجسم، انتقالي إلى عميق V؛
من 20° إلى 26° - عميق V.

تتمتع معظم قوارب السباق في المحيطات بزاوية ارتفاع تتراوح بين 20 درجة إلى 26 درجة. ولكن عند تصميم القوارب الرياضية الترفيهية العادية، يتم التخلي عن مثل هذا V العميق بسبب العديد من العيوب التي تظهر أثناء الاستخدام العملي للسفينة (على وجه الخصوص، انخفاض الاستقرار الأولي). على الرغم من ذلك، غالبًا ما يتم تطبيق مصطلح Deep V على هذه المجموعة من القوارب، على الرغم من أن الارتفاع السفلي عليها لا يتجاوز 17 درجة.

عند الرسو على متن قارب بإطارات عميقة على شكل حرف V، تكون حواف الأعمدة الصينية عند العارضة فوق الماء، ولهذا السبب تنشأ صعوبات في ضمان الاستقرار الأولي. ويعود الاستقرار إلى طبيعته بمجرد أن يبدأ القارب في التحرك. ويمكن الإشارة أيضًا إلى أنه عند السرعة المتوسطة، تولد هذه القوارب رذاذًا أكبر من القوارب التقليدية وتتمتع بمقاومة أكبر للحركة، الأمر الذي يتطلب زيادة قوة المحرك. يتم تعويض هذا العيب فقط من خلال النعومة - "عدم التأثير" للسكتة الدماغية في الأمواج، لذا فإن استخدام حرف V العميق للسباحة في الماء الهادئ غير مربح تمامًا (خاصة بدون خطوات طولية).

دعونا الآن نتعرف على الأمثلة النموذجية لكلا النوعين الرئيسيين من القوارب - العمود الفقري المستدير والعمود الفقري الحاد ومجموعاتهما النموذجية. وأفضل طريقة للقيام بذلك هي فحص المقاطع العرضية للبدن على طول الأطر النظرية (أي إسقاط "البدن" للرسم النظري).

إن الجمع بين النوعين المقارنين من الخطوط هو، على وجه الخصوص، قارب فولاذي، وتظهر جميع الإسقاطات الثلاثة للرسم النظري في الشكل. 3.

مزيج من الإطارات العمودية المستديرة مع حدبة قوية في المقدمة وخطوط حادة مع ارتفاع في خط العارضة إلى العارضة وقاع مسطح في المؤخرة.

يمتد الشكل العمودي الدائري للقوس إلى قاع مسطح مع عمود فقري حاد في المؤخرة. يعد هذا الشكل جيدًا بشكل خاص للسرعات النسبية التي تكون أعلى قليلاً فقط من تلك الموصى بها لقوارب الجمس المستديرة، أي عند R = 12 - 16؛ لها خاصية إيجابية مهمة تتمثل في مقاومة التغيرات القوية في القطع.

في حالات استثنائية، تم العثور على "الخيار المعاكس" أيضًا، عندما يكون النصف الأمامي من الهيكل حاد الخدود مع انتقال تدريجي إلى شكل مستدير نحو المؤخرة؛ ومع ذلك، فمن غير المرجح أن يكون من الممكن صياغة دافع مبرر لمثل هذا القرار.

دعونا ننتقل الآن إلى النظر في المقاطع العرضية لعدد من المباني. ملاحظة: تم تقديم المقاطع العرضية هنا ليس بسبب الأهمية الكبيرة التي تعلق عليها. بشكل عام، اختيار التنميط العرضي عند تصميم سفينة جيدة، في رأينا، فقط في المركز الثاني. المرحلة الأكثر أهمية هي اختيار الأبعاد والنسب الأكثر ملاءمة - نسبة الطول والعرض، الوزن، موضع مركز الثقل، شكل الخطوط المائية للجزء تحت الماء، اختيار المحرك الأمثل ونظام الدفع . يعد البحث واختيار النسب الأكثر ملاءمة أمرًا بالغ الأهمية ويتم إجراؤه حتى قبل اختيار شكل الإطارات.

أربعة أنواع من الخطوط العمود الفقري المستديرة
مع الطعام الحاد (الشكل 4، أ - د)

	- ملامح ناجحة بشكل استثنائي للقارب بمؤخرة من نوع الزورق. فقط من القوس يتضح أن الرسم تم تطويره منذ 50 عامًا! تعتبر ملامح الجزء الموجود تحت الماء نموذجًا لتصميمات اليوم، مما يوفر مزيجًا من سهولة الحركة والثبات الجيد.
	- من خلال الانهيار الكبير للإطارات في القوس، من الواضح أن هذا أحد المشاريع الحديثة، على الرغم من أن الخطوط تشبه إلى حد كبير القارب "أ". يحتوي الجزء الخلفي من السفينة على تكوينات أكثر حدة وأكثر انحدارًا من تلك الموجودة في "أ"؛ تم تشكيل إطار السفينة الوسطى مع بعض التركيز على ثبات الشكل. تم تصميم السكن لسرعة نسبية لا تزيد عن R = 4.5.
	- يشبه القوس بشكل لافت للنظر الهيكل "ب"، لكن المؤخرة لها ملامح مختلفة تمامًا. يحتوي القارب على مؤخرة حادة، وحافة العمود الفقري منخفضة في الماء والجزء المسطح من الأسفل مرئي بوضوح، ونتيجة لذلك يمكن استخدام السفينة بسرعات أعلى من كلتا السرعتين السابقتين. بفضل ظهور سطح الدعم الهيدروديناميكي في المؤخرة، يمكن للقارب، على الرغم من المؤخرة الحادة، أن يتجاوز بشكل كبير القيمة الحرجة R = 4.5.
	- هذا هو هيكل قارب إنقاذ صالح للإبحار مزود بمؤخرة حادة. هنا لا ينطبق الانهيار القوي للإطارات في القوس. يمكن رؤية الأنفاق في المؤخرة، مما يسمح بحماية المراوح بالكامل.

تطوير ملامح قوارب الآسن المستديرة
مع مؤخرة رافدة (الشكل 5، أ - د).

	- الهيكل النظري لليخت الذي تم بناؤه عام 1910. يمكن اعتبار شكل الجزء تحت الماء ناجحًا للغاية. يُظهر العارضة الصغيرة، التي لا تلامس خط الماء، أنه تم تحقيق سرعة جيدة نسبيًا بقوة محرك قليلة جدًا. وكان الانهيار في مقدمة السفينة لا يزال مجهولا في ذلك الوقت.
	- هذا الرسم، المستعار أيضًا من أرشيف عام 1920، كلاسيكي (يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن قوة المحرك المتاحة لشركات بناء السفن لم تكن أكثر بكثير مما كانت عليه في عام 1910). لقد تم بالفعل تقديم انهيار الإطارات على سطح السفينة في القوس. يمكن أن نرى من العارضة المغمورة أن الجزء الخلفي من الجزء السفلي كان أقل ارتفاعًا بكثير من الجزء "أ".
	- منذ أن أصبحت القوة والسرعات أعلى بشكل عام بحلول عام 1930، بدأت العوارض تصبح أوسع وأكثر استواءً. تم بناء عدد كبير من القوارب السياحية باستخدام النشرة الجوية. أصبح حد الطفو أعلى. ظل الغمر العارض غير مهم.
	- وهذا الشكل للبدن الذي ظهر عام 1950، لا يزال يستخدم حتى اليوم في القوارب السياحية متوسطة السرعة دون أي تغييرات تذكر. إن الحدبة الكبيرة للإطارات الموجودة في القوس ملفتة للنظر (قارن خطوط العرض النصفية على طول السطح بالحرف "a"). في الجزء الخلفي، الجزء السفلي مسطح وبدون ارتفاع كبير للعارضة - المسافات بين خطوط الإطارات أصغر بشكل ملحوظ. تعد الرافعة العريضة والاستقرار الكبير من السمات المهمة لهذا التصميم.

الأشكال الحديثة من قوارب الآسن المستديرة
مع مؤخرة رافدة (الشكل 5، ه - ح)

	- خطوط أنيقة لقارب سريع ذو مقدمة حادة بشكل استثنائي. يذكرنا الهيكل بالإسفين المزدوج أو الشكل المربع السابق، والذي بدأ بإطارات عمودية تقريبًا عند القوس وانتهى عند رافدة واسعة ومسطحة جدًا. يستخدم المصممون هذه الخطوط عن طيب خاطر اليوم، بما في ذلك القوارب عالية السرعة لرياضة الصيد في البحر.
	- شكل بدن حديث لقارب سياحي بحري عالي السرعة. تنهار الإطارات الموجودة في مقدمة السفينة بشكل كبير، مما يسمح لنا بالحكم على وجود ساق مائل. الجزء الخلفي من الجزء السفلي من إطار منتصف السفينة مصنوع تقريبًا بدون ارتفاع، على عكس "d"، وينتهي بعارضة عريضة مغمورة بعمق، ويمتد الجزء السطحي منها إلى الأعلى. يتميز هذا النوع من المساكن بثبات الأبعاد العالي جدًا.
	- قارب بمحرك خفيف وسريع ذو مقدمة حادة جدًا تشبه حرف "d". يصبح الجزء السفلي مسطحًا بشكل متزايد نحو المؤخرة وينتهي بعارضة واسعة تتشكل حولها حافة عمود فقري حادة. يتميز القارب بشكل دائري أنيق لآسن في معظم طوله، ولكنه ينتهي عند المؤخرة بإطار مع كسر في الآسن.
	- غير عادي، ولكنه مناسب للغاية للحركة السريعة على الموجة. إن تأثير الخبرة المكتسبة في سباقات القوارب في المحيطات واضح للعيان. يرتفع مقدمة السفينة من الماء بطريقة تشبه الملعقة، وتتميز جميع الإطارات هنا بخطوط محدبة تمامًا بدون حدبة كبيرة. الجزء السفلي من إطار منتصف السفينة إلى المؤخرة ليس له ارتفاع على الإطلاق وينتهي بعارضة واسعة ومغمورة بعمق. وهنا تعلق أهمية كبيرة على زيادة ثبات الشكل.

تطور عظام الخد الحادة (الشكل 6، أ - د)

	- ظهرت الهياكل ذات العمود الفقري الحاد حوالي عام 1910، وفي عام 1920 ظهرت العديد من التعديلات بالفعل. يظهر في الصورة هيكل قارب رياضي سريع صغير مصمم للبحيرات الهادئة. الجزء السفلي مسطح للغاية وينتهي بعارضة عميقة وواسعة. حتى الاضطراب الطفيف يكفي لتحويل الإبحار على هذا القارب المسطح إلى مغامرة غير سارة.
	- هذا الشكل الغريب للإطارات كان يسمى "صائد الأمواج". لا بد أن المقصود هو أن موجة القوس يتم التقاطها بواسطة العمود الفقري المنحني للأسفل للقوس وبالتالي "يرفع" القارب. العارضة واسعة ومسطحة تمامًا، وغير مغمورة بالمياه تقريبًا، على الرغم من انخفاضها تحت خط الماء.
	- يمكن اعتبار هذا الإطار على شكل حرف V، والذي ظهر قبل عام 1930 بقليل، كلاسيكيًا، حيث ظل دون تغيير تقريبًا حتى يومنا هذا. لا يمكن للمرء إلا أن يفاجأ بالتفضيل الذي مُنح لها لفترة طويلة. ملامح مناسبة للإبحار في المياه الهادئة. عندما يتم تحريك الجسم، فإنهم يتلقون ضربات حادة غير سارة. لم يعد هذا الشكل المقعر للإطارات السفلية يُستخدم حاليًا حتى للإبحار في المياه الهادئة.
	- يمكن رؤية الفروع السفلية المحدبة للإطارات الموجودة على هيكل قارب عالي السرعة لأول مرة في عام 1950. وتبين أن هذا الشكل الكامل للإطارات الموجودة في الجزء السفلي مناسب حتى في البحار الهائجة، نظرًا لأن الضربات تم تخفيفها بشكل ملحوظ. يمتد المنحنى المحدب للإطارات السفلية إلى المؤخرة ويمنح القارب أداءً ممتازًا. لا يزال هذا الشكل من الإطارات يعتبر مرضيًا اليوم.

الأنواع الحديثة من عظام الخد الحادة (الشكل 6، هـ - ح)

	- تم تطوير ملامح الإطار المبسطة الموضحة هنا في المجموعة التجريبية التابعة لوزارة البحرية الأمريكية. هذه العبوات مناسبة لتكسية الخشب الرقائقي. على الرغم من الرافعة العميقة الضيقة نسبيًا، أظهر النموذج في اختبارات حوض السباحة أقل مقاومة وتفوق على العديد من الخيارات الأخرى. تجدر الإشارة إلى الفروع السفلية المحدبة المستديرة للإطارات الموجودة في قوس السفينة. الجزء الخلفي من الجزء السفلي له زاوية ارتفاع تبلغ 12.5 درجة.
	- في هذا الخيار المستخدم بشكل متكرر، يتم تحسين تقريب الفروع السفلية للإطارات بشكل أكبر. تقترب زاوية الارتفاع المميت من 20 درجة، مما يجعل هذا الشكل قريبًا جدًا من حرف V العميق. تم تصميم الحافة العمودية كخطوة على طول القارب بالكامل لتقليل تناثر السوائل. هذا النوع من الإطارات ممتاز للإبحار في المياه القاسية.
	- هيكل عميق على شكل حرف V - كما صممه ريموند هانت. يتم تقليل الارتفاع الكبير البالغ 25 درجة إلى حد ما - "تخفيفه" - من خلال تقريب العارضة. كما ذكرنا من قبل، تتمتع القوارب ذات الملامح من هذا النوع بثبات أولي منخفض عند ركنها؛ يشعر الطاقم والركاب بخشونتها باعتبارها عيبًا، ومع ذلك، يتم التخلص منها "من تلقاء نفسها" أثناء التنقل. الخطوط مناسبة للقوارب الصالحة للإبحار.
	- يمكن أيضًا صنع الإسفين المزدوج أو الشكل الرباعي الذي سبق ذكره بإطارات على شكل حرف V. يتميز السطح السفلي بالانحناء التدريجي: الإطارات في القوس تكون عمودية تقريبًا، وفي المؤخرة تصبح الفروع السفلية أفقية. يتمتع القارب برحلة سلسة في البحار الهائجة. ظهر هذا الشكل في الفترة الأولى من تطوير القوارب البخارية عالية السرعة؛ يمكن اعتباره خالدًا.

خوان بادر، مصمم أرجنتيني.

في 1927-1929، كتب كاتب الخيال العلمي الإنجليزي آرثر كونان دويل رواية "هاوية ماركوت". في ذلك، تحول مؤلف سلسلة القصص عن المخبر الأسطوري شيرلوك هولمز، بشكل غير متوقع للقراء، إلى موضوع البحث في أعماق البحار. وبتعبير أدق، وصف احتمال وجود حضارة تحت الماء على كوكبنا بالتوازي مع الحضارة الأرضية.

اعتبرها آرثر كونان دويل وريثة أتلانتس الأسطورية الغارقة. مهما كان الأمر، كان الكاتب الإنجليزي أول من صاغ بدقة الطبيعة المحتملة للإشارات من أعماق المحيط، والتي لا يمكن تفسيرها من قبل الإنسان، لكنه لاحظها.

بحلول عام 1930، عندما تم نشر روايته ككتاب منفصل، كان لدى العالم الأرضي بالفعل خبرة في بناء الغواصات. وتجربة الاتصال بأجسام مجهولة تحت الماء (UUs)، بمعنى آخر، سفن تحت الماء مجهولة المصدر.

لذلك، في عام 1951، قامت السفن السوفيتية المضادة للغواصات التابعة لأسطول المحيط الهادئ بإدخال NPO إلى الخليج وقصفته بقذائف العمق. ظهرت سفينة المحيط الهادئ "نوتيلوس" على السطح... وهربت من مطارديها بسرعة مذهلة.

وهذا ليس المثال الوحيد على "الصدام القتالي" بين المنظمات غير الحكومية والغواصات والسفن الحربية التابعة للأساطيل البرية. يحتل المحيط جزءًا من الكوكب أكبر من مساحة اليابسة، وليس كل سطح الأرض مناسبًا للسكن البشري الدائم. إذا قارنا كوكبنا بشقة متعددة الغرف، فإن البشرية قد "صدرت مذكرة" لشراء أصغر غرفة فقط.

ولكنها تتصرف وكأنها "مستأجر مسؤول على هذا الكوكب". والتأكيد الواثق من نفسه على أن أبناء الأرض السطحيين هم السكان الوحيدون والرئيسيون في "الأرض السكنية" لا أساس له من الصحة.

هناك الكثير من حقائق الاتصال بين الأساطيل الأرضية والغواصات مجهولة المصدر بحيث يستحيل أن ننسبها جميعًا إلى خيال البحارة. ومن المثير للاهتمام أن مثل هذه الاتصالات أصبحت أكثر تواتراً بعد أن بدأ سكان الأرض في بناء غواصات نووية. ومن الناحية النظرية، فإن جوهر المنظمات غير الحكومية يمكن أن يكون له أسباب قليلة فقط.

أرضي.إذا قام النازيون في ألمانيا هتلر بالفعل في صيف عام 1943 برفع العديد من أقراص الاستطلاع الطائرة ("الصحون") إلى طبقة الستراتوسفير وقاموا ببناء عدة نسخ منها بحلول عام 1945، فلماذا لا نعترف بأن نجاحاتهم تجلت أيضًا في بناء مركبات ثقيلة. غواصات الخدمة وحتى المستعمرات التجريبية تحت الماء ورثة الرايخ الثالث؟

أولي. حضارة ذكية تشكلت في البداية في أعماق محيطات الكوكب، وأبناء الأرض هم أحفادها الذين خرجوا (أو طردوا؟) إلى سطح الأرض. لكنهم نسوا ذلك.

موازي.تطورت حضارة أعماق البحار على الكوكب بالتوازي مع حضارة الأرض. لكنها حققت قدرًا أكبر من الكمال. ومن الممكن أن يكون هذا الجزء من الحضارة، الذي تعمق بعد "الطوفان المسكوني"، لكنه احتفظ بمخزون أكبر من المعرفة القديمة. لكن كان على أبناء الأرض على الأرض أن يبدأوا كل شيء من الصفر.

كائن فضائي.لقد وضعت حضارات الفضاء قواعد المراقبة والسفن الخاصة بها في أعماق المحيط - فهناك مساحة أكبر ولا توجد عيون بشرية تقريبًا.

بطرسبورغ عالم المحيطات رومان سماجينليس مؤيدًا لأي من الفرضيات المطروحة هنا، لكنه هو الذي لفت الانتباه إلى التوقف المفاجئ للعمل على تطوير الأعماق في عدد من البلدان بعد عام 1973.

منازل في أعماق المحيط

منذ أوائل الستينيات، انجذبت البشرية بشكل متساوٍ إلى الفضاء الخارجي وأعماق المحيطات. وإذا شاركت قوتان عظميان فقط في بداية سباق الفضاء: اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية، فلن يندفع رواد الفضاء السوفييت أو الأمريكيون فقط إلى الأعماق، ولكن أيضًا الفرنسيين والإنجليز والبلغاريين والتشيكوسلوفاكيين وحتى الكوبيين. والهدف الرئيسي لم يكن تسجيلات الغوص العميق.

على سبيل المثال، في عام 1960، نزل المختبر الفرنسي جاك بيكار إلى خندق ماريانا في غاطسة، وهو أعمق مكان على هذا الكوكب. وماذا عن اختبار إمكانيات السكن البشري الدائم في أعماق المحيط؟ كان الهدف أكثر قابلية للتحقيق من الرحلات الجوية إلى الفضاء السحيق: إنشاء قرى ومدن وحتى دول تحت الماء.

احتلت فرنسا مكانة رائدة في مجال الملاحة المائية. في أعماق المحيط كان لها رائدها الخاص - جاك إيف كوستو. ابتداءً من عام 1962، وتحت قيادته، تم إجراء سلسلة من تجارب "ما قبل القارة"، وكانت مهمتها إثبات إمكانية سكن الإنسان على المدى الطويل في العمق.

عاشت مجموعة من خمسة أشخاص لمدة شهر على عمق عشرة أمتار في منزل نجم البحر تحت الماء. في عام 1965، عاش فريق من رواد الأحياء المائية على عمق 100 متر لمدة 22 يومًا.

1963 جاك إيف كوستو مع فريقه في منزل نجم البحر تحت الماء

في إنجلترا، تم اختبار منزل Glokes تحت الماء في عام 1965، وفي عام 1966، قبالة سواحل كوبا، اختبر المتخصصون التشيكوسلوفاكيون منزل Permon-3 تحت الماء، وفي عام 1967، قام البلغار ببناء واختبار مختبر أبحاث Hebros تحت الماء.

لم يتخلف الأمريكيون عن الركب: في عام 1969 قاموا بتصنيع مختبر تكتيت لأعماق البحار، وعمل منزل مختبر إيجر تحت الماء في عام 1971 على عمق 177 مترًا.

مشروع مختبر التكتيت

يتذكر عالم المحيطات رومان سماجين تجربته المحلية:

في الاتحاد السوفيتي في أوائل الستينيات، كان رواد الأحياء المائية يواكبون رواد الفضاء في سجلاتهم: كان جهاز Osa-3 عبارة عن غواصة أعماق بعمق غوص يصل إلى 600 متر وبطاقم دائم مكون من ثلاثة أشخاص. في عام 1968، قام معهد علم المحيطات التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بإنزال منصة تحت الماء "تشيرنومور" تزن 55 طنا في البحر الأسود، حيث عاش 28 من رواد الفضاء وعملوا في نوبات لمدة شهر.

في عام 1971، كان هناك بالفعل خمسة أطقم تعمل في هذه المحطة - 60 متخصصًا. وكان تحت تصرفهم مختبر ذاتي الدفع تحت الماء "بينتوس-300"، يعمل على عمق 300 متر.

محرم!

وتبين أن العديد من الدول سعت بجدية إلى استكشاف الأعماق من أجل إعادة توطين مواطنيها هناك في المستقبل. في أعقاب هذه التجارب، أعلن كوستو الحاجة إلى إنشاء "منظمة لمحيطات الأرض المتحدة" على الكوكب، على غرار الأمم المتحدة على الأرض.

وفجأة، كما لو كان ذلك بأمر ما، منذ منتصف السبعينيات، توقفت جميع دول العالم عن تمويل أبحاثها حول إنشاء مستوطنات لسكان الأرض للعيش في الأعماق.

لم يتذكر أحد على الإطلاق مستعمرات أبناء الأرض تحت الماء. كان الأمر كما لو أنهم لم يكونوا موجودين أبدًا. تم تفكيك المنازل والمختبرات التجريبية تحت الماء أو حتى تركها في القاع. تم إضفاء الطابع الرسمي على القرار العام لجميع حكومات الكوكب بموجب اتفاقية الأمم المتحدة في 10 ديسمبر 1982. تحدثت عن حقيقة أنه ممنوع على البشرية أن تعيش بشكل دائم في الأعماق. محرم!

من وضعه؟ حسنًا، على سبيل المثال، طاقم منصة تحت الماء غير معروفة، والتي كادت رحلة استكشافية أرضية أن تصطدم بها على عمق 500 متر في خندق ماريانا بالمحيط الهادئ. أو أصحاب الأجهزة المجهولة التي كادت أن تغرق غواصة الأعماق الأمريكية عام 1995 في نفس خندق ماريانا.

لقد تم تخصيص "مكان للعيش" للإنسانية المتغطرسة على هذا الكوكب. وهذا يعني أن آرثر كونان دويل وصف في روايته أحداثًا حقيقية أكثر مما نعتقد.

ألكسندر سميرنوف، عضو كامل العضوية في الجمعية الجغرافية الروسية

لتقليل أحمال الصدمات الزائدة (في المقام الأول)، يتم منح الجزء السفلي من قوارب التسوية واحدًا أو آخر من الارتفاعات المميتة. يمكن تقدير تأثير زاوية الارتفاع الميت السفلي على حجم الأحمال الزائدة تقريبًا باستخدام الشكل 1. 1. يوضح الشكل نتائج اختبار النماذج التخطيطية لقوارب التسوية عندما تتحرك مقابل موجة طولها يساوي طولي قارب.

أرز. 1. الأحمال الزائدة التي يتعرض لها قارب التسوية عند الإبحار عكس موجة، اعتمادًا على زاوية الارتفاع الميت للقاع β والسرعة النسبية Fr D). نسبة L/B = 5.

اعتمادًا على حجم زاوية الارتفاع المميت للقاع وتغيرها على طول طول السفينة، يتم تقسيم هياكل التخطيط ذات العمود الفقري الحاد إلى ثلاثة أنواع رئيسية:
1) بدن ذو قاع من النوع "الملتوي" ، به فروع مقوسة حادة جدًا لخطوط المياه وإطارات ضيقة في المقدمة ، وفي المؤخرة قاع مسطح تقريبًا مع الحد الأدنى من الارتفاع في العارضة (الشكل 2 ، أ) ؛
2) أحاديات السطوح - أجسام ذات زاوية صعود ثابتة للأسفل من القسم الأوسط إلى العارضة، تساوي 10-17 درجة (الشكل 2، ب)؛
3) هياكل ذات ملامح "عميقة على شكل حرف V" - أحادية السطح بزاوية ارتفاع سفلي تزيد عن 20 درجة (من وسط السفينة إلى العارضة) وخطوات طولية.

أرز. 2. خطوط القارب: أ - القاع "الملتف" (مثل "كازانكا -2")؛ ب - أحادي السطح مع تضييق الجزء السفلي نحو المؤخرة؛ ج - "عميق V" ("Donzi-16").

ضمن هذا التصنيف، قد تكون هناك أنواع هيكل مدمجة (على سبيل المثال، "عميق V" مع تزلج مسطح مركزي)، بالإضافة إلى خيارات مثل "جناح النورس" أو "الكاتدرائية".
دعونا نفكر بشكل عام في خصائص الأنواع الثلاثة من العبوات المذكورة.
تتميز الهياكل ذات القاع "الملتف" بالقيادة الناعمة في البحار الهائجة، ولكنها تتجول. والسبب في ذلك هو عدم التوازن في القوى الهيدروديناميكية الداعمة المؤثرة على المقدمة المدببة والقسم السفلي المسطح العريض في المؤخرة. عندما ينحرف القارب قليلاً عن مساره، تبدأ قوة قريبة من الاتجاه الأفقي في التأثير على أجزاء من القاع بالقرب من الجذع وتساهم في تحريك السفينة بعيدًا عن مسارها. تعطي اللفة تأثيرًا مشابهًا - تظهر القوة الرائدة من جانب الكعب.
نظرًا لأن القاع المسطح يعمل بزوايا هجوم منخفضة (تصل إلى 4 درجات)، فإن طول السطح المبلل للبدن كبير. عندما يدخل الهيكل في الموجة على طول الخطوط المدببة للقاع في القوس، يرتفع الماء على شكل حجاب رذاذ تمزقه الرياح على السفينة.
من الصعب من الناحية التكنولوجية بناء القاع "الملتف" ويحد من المساحة القابلة للاستخدام في مقدمة القارب. يقتصر نطاق تطبيق هذا النوع من الخطوط على وضع القيادة الانتقالي عند Fr D< 2,5. Благодаря большой длине смоченной поверхности и значительной подъемной силе, действующей на плоское днище у транца в начальный момент движения, кривая сопротивления подобных катеров имеет плавный подъем с невысоким «горбом», для прео- доления которого требуется сравнительно небольшая мощность двигателя.
Monohedron هو النوع الأكثر شيوعًا لهيكل التخطيط اليوم. تكون الخطوط متقدمة تقنيًا عند بناء الهياكل من مواد صفائحية - من الخشب الرقائقي أو المعدن، ويسمح الارتفاع المعتدل بالحصول على جودة هيدروديناميكية عالية إلى حد ما مع أحمال زائدة مقبولة في البحار الهائجة. يُستخدم في الزوارق البخارية الكبيرة والقوارب المبحرة بسرعات نسبية تصل إلى Fr D = 4 وأحمال محددة تصل إلى 30 كجم/لتر. مع. في بعض الأحيان يتم عمل واقيات من الرش أو خطوات طولية قصيرة في الأسفل. وهي تختلف عن القوارب ذات حرف "V العميق" في ثباتها العالي، وبالتالي فهي مفضلة أيضًا للقوارب البحرية في الحالات التي تلعب فيها هذه الجودة دورًا مهمًا (على سبيل المثال، في قوارب الصيد أو القوارب البحرية المريحة).
توفر الهياكل ذات الخطوط "العميقة على شكل حرف V" وزاوية الارتفاع السفلية التي تزيد عن 20 درجة القيادة الأكثر راحة مع الحد الأدنى من فقدان السرعة في البحار الهائجة. بالإضافة إلى ذلك، يتيح لك هذا النوع من الخطوط استخدام القوة الكاملة للمحركات المثبتة على الزوارق البخارية الخفيفة والقوارب البخارية، دون فقدان استقرار الحركة أو التعرض لخطر تدمير الهيكل. مع زيادة سرعة الهيكل ذو الارتفاع الميت العالي للقاع، فإن عرض سطحه المبلل يتناقص تدريجياً نتيجة لارتفاع الهيكل خارج الماء. زاوية الهجوم المثالية لقاع العارضة أكبر بمقدار 1.5-2 مرة من زاوية القاع المسطح. ونتيجة لذلك، عند السرعات الأعلى من Fr D = 5، يكون السطح المبلل أصغر بكثير من سطح نفس القارب ذي القاع المسطح. على الرغم من الانخفاض الكبير في الجودة الهيدروديناميكية، مع زيادة ارتفاع القاع إلى 20-23 درجة على هيكل "عميق على شكل حرف V"، فمن الممكن الحصول على سرعة أعلى من الهياكل ذات القاع المسطح أو "الملتوي". بفضل الشكل العرضي المتطابق تقريبًا للجزء السفلي في المقدمة والمؤخرة، تتميز القوارب ذات الخطوط "العميقة على شكل حرف V" بالثبات في المسار عند الإبحار على الأمواج، والانجراف المنخفض في الدورة، والتدحرج السلس.
تشمل عيوب هيكل العارضة المقاومة العالية في اللحظة الأولى للحركة والوقت الكبير اللازم للتسارع قبل الوصول إلى وضع التخطيط النقي. لتحسين خصائص البداية وتقليل "السنام" السحب، يمكن استخدام لوحات عرضية وخطوات طولية في الأسفل.
يقوم الجسم المجهز بخطوات طولية بضبط عرض الجزء السفلي تلقائيًا حسب السرعة. عند السرعات المنخفضة، يبحر القارب بكامل عرض القاع مع حمولة محددة مخفضة، وهو الأمثل لهذا الوضع. مع تقدم التسارع، تزداد قوة الرفع الهيدروديناميكية، بينما تخرج الأجزاء السفلية المتاخمة لعظام الخد من الماء، وبالتالي الحفاظ على الحمل المحدد الأمثل. من خلال تقليل السطح المبلل، تصبح "حدبة" منحنى المقاومة أقل ويتم التغلب عليها بسرعة أكبر بواسطة السدادة اللولبية.
عيب آخر للهياكل "العميقة على شكل حرف V"، بسبب الارتفاع الكبير في القاع، هو انخفاض الاستقرار الأولي للقارب سواء عندما يكون ثابتًا أو قيد الإبحار. لزيادة الثبات عند الوقوف، تم تجهيز بعض القوارب بخزانات صابورة أسفل أغطية سطح السفينة، مفتوحة عند المؤخرة وبها فتحات أو أنابيب تتواصل مع الغلاف الجوي. أثناء التسارع، يتدفق الماء من الخزان بحرية عبر الفتحة الموجودة في العارضة، وتسرع أنابيب التهوية هذه العملية.
يتم تحديد استقرار قارب التخطيط الجاري من خلال عرض السطح المبلل للقاع. كلما كان سطح التسوية أضيق، قل استقرار القارب، وزاد نطاق التدحرج أثناء البحار الهائجة وزوايا التدحرج الناتجة عن عدم تناسق الحمل العشوائي أو عمل القوى الديناميكية أثناء الدوران. على هيكل العارضة، على سبيل المثال، حتى تأثير المروحة الدوارة محسوس - تتدحرج السفينة في الاتجاه المعاكس لاتجاه دوران المروحة.
إذا كانت هناك حاجة إلى زيادة الاستقرار الجانبي، فمن الضروري زيادة السطح المبلل للقاع في المؤخرة. للقيام بذلك، يتم قطع زوج (أو اثنتين) من الخطوات الطولية الأقرب إلى العارضة على مسافة ما من العارضة، ونتيجة لذلك تتلامس مناطق إضافية من القاع مع الماء (الشكل 3).

Hyper-V هي إحدى تقنيات المحاكاة الافتراضية للخادم التي تتيح لك تشغيل أنظمة تشغيل افتراضية متعددة على خادم فعلي واحد. تسمى أنظمة التشغيل هذه "الضيف"، ويسمى نظام التشغيل المثبت على الخادم الفعلي "المضيف". يعمل كل نظام تشغيل ضيف في بيئته المعزولة الخاصة به، و"يعتقد" أنه يعمل على جهاز كمبيوتر منفصل. إنهم "لا يعرفون" عن وجود أنظمة تشغيل ضيف وأنظمة تشغيل مضيفة أخرى.
تسمى هذه البيئات المعزولة "الأجهزة الافتراضية" (أو VMs للاختصار). يتم تنفيذ الأجهزة الافتراضية في البرامج وتوفر لنظام التشغيل والتطبيقات الضيف إمكانية الوصول إلى موارد أجهزة الخادم من خلال برنامج Hypervisor والأجهزة الافتراضية. كما ذكرنا سابقًا، يتصرف نظام التشغيل الضيف كما لو كان يتحكم بشكل كامل في الخادم الفعلي، وليس لديه أي فكرة عن وجود أجهزة افتراضية أخرى. يمكن أيضًا تسمية هذه البيئات الافتراضية باسم "الأقسام" (يجب عدم الخلط بينها وبين الأقسام الموجودة على محركات الأقراص الثابتة).
بعد أن ظهر لأول مرة كجزء من Windows Server 2008، أصبح Hyper-V موجودًا الآن في شكل منتج مستقل Hyper-V Server (في الواقع، وهو Windows Server 2008 الذي تم تجريده إلى حد كبير)، وفي الإصدار الجديد - R2 - التي دخلت سوق أنظمة المحاكاة الافتراضية على مستوى المؤسسات. يدعم الإصدار R2 بعض الميزات الجديدة، وستركز هذه المقالة على هذا الإصدار.

مراقب الأجهزة الافتراضية

يعود مصطلح "برنامج Hypervisor" إلى عام 1972، عندما قامت شركة IBM بتطبيق المحاكاة الافتراضية في أجهزة الكمبيوتر المركزية System/370 الخاصة بها. كان هذا إنجازًا كبيرًا في مجال تكنولوجيا المعلومات لأنه تجاوز القيود المعمارية والتكلفة العالية لاستخدام أجهزة الكمبيوتر المركزية.
برنامج Hypervisor عبارة عن منصة افتراضية تسمح لك بتشغيل أنظمة تشغيل متعددة على جهاز كمبيوتر فعلي واحد. إنه برنامج Hypervisor الذي يوفر بيئة معزولة لكل جهاز ظاهري، وهو برنامج Hypervisor الذي يوفر وصول نظام التشغيل الضيف إلى أجهزة الكمبيوتر.
يمكن تقسيم برامج Hypervisor إلى نوعين بناءً على طريقة تشغيلها (على المعدن العاري أو داخل نظام التشغيل) وإلى نوعين بناءً على البنية (المتجانسة والنوية الدقيقة).

مراقب الأجهزة الافتراضية من النوع 1

يعمل برنامج Hypervisor من النوع 1 مباشرة على الأجهزة المادية ويديره بشكل مستقل. توجد أنظمة تشغيل الضيف التي تعمل داخل الأجهزة الافتراضية في مستوى أعلى، كما هو موضح في الشكل 1.

الشكل 1: يعمل برنامج Hypervisor من النوع 1 على المعدن.

تعمل برامج Hypervisor من النوع الأول مباشرة مع الأجهزة لتحقيق قدر أكبر من الأداء والموثوقية والأمان.
يتم استخدام برامج Hypervisor من النوع 1 في العديد من الحلول على مستوى المؤسسات:

• مايكروسوفت هايبر-V
• خادم إم وير إي إس إكس
• سيتريكس زين سيرفر

مراقب الأجهزة 2 أنواع

على عكس النوع 1، يعمل برنامج Hypervisor من النوع 2 داخل نظام التشغيل المضيف (انظر الشكل 2).

الشكل 2: يعمل برنامج Hypervisor من النوع 2 داخل أنظمة تشغيل الضيف

في هذه الحالة، يتم إطلاق الأجهزة الافتراضية في مساحة المستخدم لنظام التشغيل المضيف، والتي ليس لها أفضل تأثير على الأداء.
من أمثلة برامج Hypervisor من النوع 2 MS Virtual Server وVMware Server، بالإضافة إلى منتجات المحاكاة الافتراضية لسطح المكتب – MS VirtualPC وVMware Workstation.

مراقب متآلف

تشتمل برامج Hypervisor ذات البنية المتجانسة على برامج تشغيل الأجهزة في التعليمات البرمجية الخاصة بها (انظر الشكل 3).

أرز. 3. العمارة المتجانسة

العمارة المتجانسة لها مزاياها وعيوبها. ومن بين المزايا ما يلي:

• أداء أعلى (نظريًا) نظرًا لوجود برامج التشغيل في مساحة برنامج Hypervisor
• موثوقية أعلى، لأن الفشل في نظام التشغيل الإداري (في مصطلحات VMware - "وحدة التحكم في الخدمة") لن يؤدي إلى فشل جميع الأجهزة الافتراضية قيد التشغيل.

عيوب العمارة المتجانسة هي ما يلي:

• يتم دعم الأجهزة التي تتوفر برامج تشغيل لها في برنامج Hypervisor فقط. ولهذا السبب، يجب أن يعمل بائع برنامج Hypervisor بشكل وثيق مع بائعي الأجهزة للتأكد من كتابة برامج التشغيل لكافة الأجهزة الجديدة التي تعمل مع برنامج Hypervisor وإضافتها إلى كود برنامج Hypervisor في الوقت المناسب. لنفس السبب، عند الانتقال إلى نظام أساسي جديد للأجهزة، قد تحتاج إلى التبديل إلى إصدار مختلف من برنامج Hypervisor، والعكس صحيح - عند الانتقال إلى إصدار جديد من برنامج Hypervisor، قد تحتاج إلى تغيير النظام الأساسي للأجهزة، نظرًا لأن الأجهزة القديمة لم تعد مدعومة.
• من المحتمل أن يكون الأمان أقل بسبب تضمين تعليمات برمجية خارجية في برنامج Hypervisor في شكل برامج تشغيل الأجهزة. نظرًا لأن كود برنامج التشغيل يعمل في مساحة برنامج Hypervisor، فمن الممكن نظريًا استغلال ثغرة أمنية في الكود والتحكم في كل من نظام التشغيل المضيف وجميع أنظمة تشغيل الضيف.

المثال الأكثر شيوعًا للبنية المتجانسة هو VMware ESX.

بنية النواة الدقيقة

في بنية النواة الدقيقة، تعمل برامج تشغيل الأجهزة داخل نظام التشغيل المضيف.
يعمل نظام التشغيل المضيف في هذه الحالة في نفس البيئة الافتراضية مثل جميع الأجهزة الافتراضية ويسمى "القسم الأصلي". وبالتالي فإن جميع البيئات الأخرى هي "أطفال". والفرق الوحيد بين الأقسام الأصلية والفرعية هو أن القسم الأصلي فقط هو الذي يتمتع بإمكانية الوصول المباشر إلى أجهزة الخادم. برنامج Hypervisor نفسه مسؤول عن تخصيص الذاكرة وجدولة وقت المعالج.

أرز. 4. بنية النواة الدقيقة

مزايا هذه البنية هي كما يلي:

• ليست هناك حاجة إلى برامج تشغيل مخصصة لبرنامج Hypervisor. يتوافق برنامج Hypervisor الخاص ببنية microkernel مع أي جهاز يحتوي على برامج تشغيل لنظام التشغيل الأصلي.
• نظرًا لأنه يتم تنفيذ برامج التشغيل داخل القسم الأصلي، فإن برنامج Hypervisor لديه المزيد من الوقت للقيام بمهام أكثر أهمية - إدارة الذاكرة وعمل الجدولة.
• أمان أعلى. لا يحتوي برنامج Hypervisor على أي تعليمات برمجية غريبة، وبالتالي تكون فرص مهاجمته أقل.

المثال الأكثر وضوحًا على بنية النواة الدقيقة هو في الواقع Hyper-V نفسه.

بنية هايبر-V

يوضح الشكل 5 العناصر الرئيسية لبنية Hyper-V.

الشكل 5: بنية Hyper-V

كما يتبين من الشكل، يعمل برنامج Hypervisor على المستوى التالي بعد الأجهزة - وهو أمر نموذجي بالنسبة لبرامج Hypervisor من النوع الأول. على مستوى أعلى من برنامج Hypervisor، تعمل أقسام الوالدين والطفل. الأقسام في هذه الحالة هي مناطق معزولة تعمل من خلالها أنظمة التشغيل. ولا ينبغي الخلط بينها، على سبيل المثال، مع الأقسام الموجودة على القرص الصلب. يقوم القسم الأصلي بتشغيل نظام التشغيل المضيف (Windows Server 2008 R2) ومكدس المحاكاة الافتراضية. أيضًا، يتم التحكم في الأجهزة الخارجية وكذلك الأقسام الفرعية من القسم الأصلي. يتم إنشاء الأقسام الفرعية، كما قد تتخيل، من القسم الأصلي وتهدف إلى تشغيل أنظمة تشغيل الضيف. ترتبط جميع الأقسام ببرنامج Hypervisor من خلال واجهة الاتصال الفائق، والتي توفر واجهة برمجة تطبيقات خاصة لأنظمة التشغيل. إذا كان أي من المطورين مهتمًا بتفاصيل واجهة برمجة تطبيقات Hypercall، فالمعلومات متاحة على MSDN.

قسم الوالدين

يتم إنشاء القسم الأصلي فورًا عند تثبيت دور نظام Hyper-V. تظهر مكونات القسم الأصلي في الشكل. 6.
الغرض من القسم الأصلي هو كما يلي:

• إنشاء وحذف وإدارة الأقسام الفرعية، بما في ذلك الأقسام البعيدة، باستخدام موفر WMI.
• تتم معالجة التحكم في الوصول إلى الأجهزة، باستثناء تخصيص وقت المعالج والذاكرة، بواسطة برنامج Hypervisor.
• إدارة الطاقة ومعالجة أخطاء الأجهزة في حالة حدوثها.

الشكل 6. مكونات القسم الأصلي Hyper-V

مكدس المحاكاة الافتراضية

تُسمى المكونات التالية التي تعمل في القسم الأصلي بشكل جماعي بمكدس المحاكاة الافتراضية:

• خدمة إدارة الآلة الافتراضية (VMMS)
• عمليات عامل الآلة الافتراضية (VMWP)
• الأجهزة الافتراضية
• مكتبة واجهة Hypervisor

بالإضافة إلى ذلك، هناك مكونان آخران يعملان في القسم الأصلي. هؤلاء هم موفرو خدمات المحاكاة الافتراضية (VSP) وناقل الآلة الافتراضية (VMBus).
خدمة إدارة الآلة الافتراضية
تتضمن مهام خدمة إدارة الجهاز الظاهري (VMMS) ما يلي:

• إدارة حالة الجهاز الظاهري (ممكّن/معطل)
• إضافة/إزالة الأجهزة الافتراضية
• إدارة اللقطات

عند بدء تشغيل جهاز ظاهري، يقوم VMMS بإنشاء عملية عاملة جديدة للجهاز الظاهري. سيتم وصف إجراءات العمل بمزيد من التفاصيل أدناه.
كما أن نظام VMMS هو الذي يحدد العمليات المسموح بإجرائها على الجهاز الظاهري في الوقت الحالي: على سبيل المثال، إذا تم حذف لقطة، فلن يسمح بتطبيق اللقطة أثناء عملية الحذف. يمكنك قراءة المزيد حول العمل مع لقطات الأجهزة الافتراضية في مقالتي المقابلة.
بمزيد من التفاصيل، يقوم VMMS بإدارة الحالات التالية للأجهزة الافتراضية:

• ابتداء
• نشيط
• غير فعال
• أخذ لقطة
• تطبيق لقطة
• حذف اللقطة
• دمج القرص

لا يتم تنفيذ مهام الإدارة الأخرى - الإيقاف المؤقت والحفظ وإيقاف التشغيل - بواسطة خدمة VMMS، ولكن مباشرة من خلال العملية المنفذة للجهاز الظاهري المقابل.
تعمل خدمة VMMS على مستوى المستخدم ومستوى kernel كخدمة نظام (VMMS.exe) وتعتمد على خدمات استدعاء الإجراء عن بعد (RPC) وخدمات Windows Management Instrumentation (WMI). تتضمن خدمة VMMS العديد من المكونات، بما في ذلك موفر WMI الذي يوفر واجهة لإدارة الأجهزة الافتراضية. بفضل هذا، يمكنك إدارة الأجهزة الافتراضية من سطر الأوامر واستخدام البرامج النصية VBScript وPowerShell. يستخدم System Center Virtual Machine Manager أيضًا هذه الواجهة لإدارة الأجهزة الافتراضية.

عملية عامل الآلة الافتراضية (VMWP)

لإدارة جهاز ظاهري من القسم الأصلي، يتم إطلاق عملية خاصة - عملية عامل الجهاز الظاهري (VMWP). تعمل هذه العملية على مستوى المستخدم. لكل جهاز ظاهري قيد التشغيل، تبدأ خدمة VMMS عملية عاملة منفصلة. يتيح لك ذلك عزل الأجهزة الافتراضية عن بعضها البعض. لتحسين الأمان، يتم تشغيل مهام سير العمل ضمن حساب مستخدم خدمة الشبكة المضمن.
يتم استخدام عملية VMWP لإدارة الجهاز الظاهري المقابل. وتشمل مهامه ما يلي:
إنشاء وتكوين وتشغيل جهاز افتراضي
إيقاف مؤقت ومواصلة العمل (إيقاف مؤقت/استئناف)
حفظ/استعادة الحالة
إنشاء لقطات
بالإضافة إلى ذلك، فإن العملية المنفذة هي التي تحاكي اللوحة الأم الافتراضية (VMB)، والتي يتم استخدامها لتوفير الذاكرة لنظام التشغيل الضيف، وإدارة المقاطعات، وإدارة الأجهزة الافتراضية.

الأجهزة الافتراضية

الأجهزة الافتراضية (VDevs) هي وحدات برمجية تعمل على تكوين الأجهزة وإدارتها للأجهزة الافتراضية. يتضمن VMB مجموعة أساسية من الأجهزة الافتراضية، بما في ذلك ناقل PCI وأجهزة النظام المطابقة لمجموعة شرائح Intel 440BX. هناك نوعان من الأجهزة الافتراضية:

• الأجهزة التي تمت محاكاتها - محاكاة أجهزة معينة، مثل محول فيديو VESA. هناك عدد كبير جدًا من الأجهزة التي تمت محاكاتها، على سبيل المثال: نواقل BIOS وDMA وAPIC وISA وPCI ووحدات التحكم بالمقاطعة والمؤقتات وإدارة الطاقة ووحدات تحكم المنفذ التسلسلي ومكبر صوت النظام ووحدة تحكم لوحة المفاتيح والماوس PS/2 والمحاكاة (قديمة) محول إيثرنت (DEC/Intel 21140)، FDD، وحدة تحكم IDE ومحول فيديو VESA/VGA. لهذا السبب، يمكن استخدام وحدة تحكم IDE افتراضية فقط لتشغيل نظام التشغيل الضيف، وليس SCSI، وهو جهاز اصطناعي.
• لا تحاكي الأجهزة الاصطناعية الأجهزة الموجودة بالفعل في الطبيعة. تتضمن الأمثلة محول الفيديو الاصطناعي وأجهزة الواجهة البشرية (HID) ومحول الشبكة ووحدة تحكم SCSI ووحدة تحكم المقاطعة الاصطناعية ووحدة التحكم في الذاكرة. لا يمكن استخدام الأجهزة الاصطناعية إلا إذا تم تثبيت مكونات التكامل في نظام التشغيل الضيف. تصل الأجهزة الاصطناعية إلى أجهزة الخادم من خلال موفري خدمة المحاكاة الافتراضية الذين يعملون في القسم الأصلي. ويتم الوصول عبر ناقل VMBus الافتراضي، وهو أسرع بكثير من محاكاة الأجهزة المادية.

برنامج تشغيل البنية التحتية الافتراضية (VID)

يعمل برنامج تشغيل البنية التحتية الافتراضية (vid.sys) على مستوى kernel ويدير الأقسام والمعالجات الافتراضية والذاكرة. يعد برنامج التشغيل هذا أيضًا رابطًا وسيطًا بين برنامج Hypervisor ومكونات مكدس المحاكاة الافتراضية على مستوى المستخدم.

مكتبة واجهة Hypervisor

مكتبة واجهة برنامج Hypervisor (WinHv.sys) عبارة عن مكتبة DLL على مستوى kernel يتم تحميلها في كل من أنظمة التشغيل المضيفة والضيفة، بشرط تثبيت مكونات التكامل. توفر هذه المكتبة واجهة اتصال فائق يتم استخدامها للتواصل بين نظام التشغيل وبرنامج Hypervisor.

مقدمو خدمات المحاكاة الافتراضية (VSPs)

يعمل موفرو خدمة المحاكاة الافتراضية على القسم الأصلي ويوفرون وصول نظام التشغيل الضيف إلى الأجهزة من خلال عميل خدمات المحاكاة الافتراضية (VSC). يتم الاتصال بين VSP وVSC عبر VMBus الافتراضي.

ناقل الآلة الافتراضية (VMBus)

الغرض من VMBus هو توفير وصول عالي السرعة بين أقسام الأصل والفرع، في حين أن طرق الوصول الأخرى تكون أبطأ بكثير بسبب العبء العالي لمحاكاة الجهاز.
إذا كان نظام التشغيل الضيف لا يدعم مكونات التكامل، فيجب عليك استخدام محاكاة الجهاز. وهذا يعني أنه يتعين على برنامج Hypervisor اعتراض مكالمات نظام التشغيل الضيف وإعادة توجيهها إلى الأجهزة التي تمت مضاهاتها، والتي، تذكر، تتم محاكاتها بواسطة عملية عامل الآلة الافتراضية. نظرًا لأن سير العمل يعمل في مساحة المستخدم، فإن استخدام الأجهزة التي تمت مضاهاتها يؤدي إلى انخفاض كبير في الأداء مقارنةً باستخدام VMBus. ولهذا السبب يوصى بتثبيت مكونات التكامل مباشرة بعد تثبيت نظام التشغيل الضيف.
كما ذكرنا سابقًا، عند استخدام VMBus، يحدث التفاعل بين نظام التشغيل المضيف ونظام التشغيل الضيف وفقًا لنموذج خادم العميل. يقوم القسم الأصلي بتشغيل موفري خدمة المحاكاة الافتراضية (VSP)، وهم جزء الخادم، وتقوم الأقسام الفرعية بتشغيل جزء العميل - VSC. يقوم VSC بإعادة توجيه طلبات نظام التشغيل الضيف عبر VMBus إلى VSP في القسم الأصلي، ويقوم VSP نفسه بإعادة توجيه الطلب إلى برنامج تشغيل الجهاز. عملية التفاعل هذه شفافة تمامًا لنظام التشغيل الضيف.

أقسام الطفل

دعنا نعود إلى رسمنا باستخدام بنية Hyper-V، فقط قم بتقصيرها قليلاً، لأننا مهتمون فقط بالأقسام الفرعية.


أرز. 7 أقسام الطفل

لذلك، في الأقسام الفرعية يمكن تثبيت ما يلي:

• نظام التشغيل Windows مع مكونات التكامل المثبتة (في حالتنا، Windows 7)
• نظام التشغيل ليس من عائلة Windows، ولكنه يدعم مكونات التكامل (Red Hat Enterprise Linux في حالتنا)
• أنظمة التشغيل التي لا تدعم مكونات التكامل (على سبيل المثال، FreeBSD).

في جميع الحالات الثلاث، ستكون مجموعة المكونات الموجودة في الأقسام الفرعية مختلفة قليلاً.

نظام التشغيل Windows مع تثبيت مكونات التكامل

تدعم أنظمة تشغيل Microsoft Windows بدءًا من Windows 2000 تثبيت مكونات التكامل. بعد تثبيت خدمات تكامل Hyper-V، تبدأ المكونات التالية في نظام التشغيل الضيف:

• عملاء خدمة المحاكاة الافتراضية. VSCs هي أجهزة اصطناعية تسمح بالوصول إلى الأجهزة المادية عبر VMBus عبر VSP. تظهر VSCs في النظام فقط بعد تثبيت مكونات التكامل، وتسمح باستخدام الأجهزة الاصطناعية. بدون تثبيت مكونات التكامل، يمكن لنظام التشغيل الضيف استخدام الأجهزة التي تمت محاكاتها فقط. يتضمن Windows 7 وWindows Server 2008 R2 مكونات تكامل، لذا ليست هناك حاجة لتثبيتها بشكل إضافي.
• تحسينات. نعني بهذا إجراء تعديلات على كود نظام التشغيل لضمان تشغيل نظام التشغيل مع برنامج Hypervisor وبالتالي زيادة كفاءة تشغيله في بيئة افتراضية. تؤثر هذه التعديلات على القرص والشبكة والرسومات والأنظمة الفرعية للإدخال/الإخراج. يحتوي Windows Server 2008 R2 وWindows 7 بالفعل على التعديلات اللازمة؛ ولهذا الغرض، يجب تثبيت مكونات التكامل على أنظمة تشغيل أخرى مدعومة.

كما توفر مكونات التكامل الوظائف التالية:

• نبضات القلب - يساعد في تحديد ما إذا كان القسم الفرعي يستجيب لطلبات الوالدين.
• تبادل مفتاح التسجيل - يسمح لك بتبادل مفاتيح التسجيل بين الأقسام الفرعية والأقسام الأصلية.
• مزامنة الوقت بين نظام التشغيل المضيف ونظام التشغيل الضيف
• إيقاف تشغيل نظام التشغيل الضيف
• خدمة النسخ الاحتياطي لوحدة التخزين (VSS)، والتي تتيح لك الحصول على نسخ احتياطية متسقة.

نظام التشغيل ليس من عائلة Windows، ولكنه يدعم مكونات التكامل

هناك أيضًا أنظمة تشغيل لا تنتمي إلى عائلة Windows، ولكنها تدعم مكونات التكامل، وفي الوقت الحالي، هذه فقط SUSE Linux Enterprise Server وRed Hat Enterprise Linux. تستخدم أنظمة التشغيل هذه، عند تثبيت مكونات التكامل، VSCs تابعة لجهات خارجية للتفاعل مع VSC عبر VMBus ومعدات الوصول. تم تطوير مكونات التكامل لنظام التشغيل Linux بواسطة Microsoft بالتعاون مع Citrix وهي متاحة للتنزيل من مركز التنزيل لـ Microsoft. منذ أن تم إصدار مكونات التكامل لنظام التشغيل Linux بموجب ترخيص GPL v2، يجري العمل على دمجها في Linux kernel من خلال مشروع Linux Driver Project، والذي سيؤدي إلى توسيع قائمة أنظمة تشغيل الضيف المدعومة بشكل كبير.

بدلا من الاستنتاج

هذا هو المكان الذي سأنهي فيه على الأرجح مقالتي الثانية حول بنية Hyper-V. المقال السابق أثار تساؤلات بعض القراء، وأرجو أن أكون قد أجبت عليها الآن.
آمل أن القراءة لم تكن مملة للغاية. لقد استخدمت "اللغة الأكاديمية" في كثير من الأحيان، ولكن كان ذلك ضروريا، لأن موضوع المقال يتضمن قدرا كبيرا جدا من النظرية وعمليا صفر نقطة صفر الممارسة.

شكرًا جزيلاً لميتش تولوش وفريق Microsoft Virtualization. تم إعداد المقال بناءً على كتابهم فهم حلول المحاكاة الافتراضية لـ Microsoft.

العلامات: إضافة العلامات