Корпус малого судна

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к малым водоизмещающим однокорпусным судам, для которых определяющую роль играет волновое сопротивление. Корпус малого судна состоит из погруженной водоизмещающей нижней части, имеющей относительное удлинение L/B_н ≥10, где L - длина корпуса судна, B_н - ширина нижней части корпуса, и надводной верхней части. Верхняя часть корпуса имеет ширину, превосходящую ширину нижней части корпуса по крайней мере в три раза. В передней нижней части корпуса могут быть установлены горизонтальные рули-крылья. Достигается увеличение остойчивости, обитаемости, мореходности и жесткости корпуса судна. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к малым водоизмещающим однокорпусным судам, для которых определяющую роль играет волновое сопротивление (туристские, семейные, разъездные суда, гребные и моторные лодки, яхты и т.п.).

Известно, что такие суда имеют длину L меньшую, чем расстояние между соседними гребнями создаваемых ими при движении волн. Носовая часть поднимается на гребень создаваемой волны, а корма "проваливается", судно как бы непрерывно взбирается на волновой гребень. Это волновое сопротивление пропорционально ширине B подводной части и очень быстро возрастает со скоростью судна, ограничивая ее обычно 6-7 узлами (12-14 км/ч). Дальнейшее увеличение скорости связано с переходом на режим глиссирования и требует очень большого увеличения мощности движения и упрочнения корпуса [см. Справочник по малотоннажному судостроению. Сост. Б.Г. Мордвинов,- Л., "Судостроение", 1987,- 576 с.].

Известны также очень узкие и длинные малые суда, изготовленные по принципу "длина везет" с очень большим относительным удлинением L/B ≥ 10, у которых волновое сопротивление и сопротивление формы незначительны. Таковы, например, гоночные гребные лодки, достигающие скоростей 10 узлов и более [см. Балыков Г.Н. Гидродинамические характеристики спортивных гребных лодок // Катера и яхты, 1964, N 3, с. 187-191] (прототип).

Однако, использование малых судов с очень большими L/B и малым B ограничено из-за неудовлетворительной обитаемости, недостаточных мореходности и прочности, геометрической остойчивости. С технологической точки зрения локальность обводов корпуса на всем его протяжении является усложнением, существенно удорожающим постройку.

Задачей заявляемого изобретения является достижение следующих технических результатов: сохранение достоинств, свойственных судам малой ширины и очень большого относительного удлинения водоизмещающей части корпуса (малого сопротивления движению, большого сопротивления дрейфу) и устранению их недостатков (увеличение остойчивости, обитаемости, мореходности, жесткости корпуса), а также упрощение и удешевление изготовления корпуса. Кроме того, при увеличении скорости использование динамических сил поддержания.

Заявляемый корпус малого судна состоит из двух частей - верхней и нижней. Нижняя - погруженная, водоизмещающая имеет большое относительное удлинение L/B_н ≥ 10, при весьма малой ширине B_н, обеспечивая силу поддержания водоизмещением за счет достаточной длины при малых волновом и вихревом сопротивлении движению, но значительном сопротивлении дрейфу. Эти характеристики, как и сопротивление трения, близки к значениям, характерным для упомянутых гоночных гребных лодок. Средняя осадка - вертикальный размер погруженной нижней части корпуса близка к его ширине.

Верхняя часть корпуса - глиссирующая, шириной B_в по крайней мере в 3 раза превосходит ширину нижней части: B_в ≥ 3B_н. При неподвижном состоянии судна верхняя часть корпуса контактирует с водой лишь в кормовой части и может составлять небольшой угол атаки (до 3^o) с ее поверхностью. За счет значительной ширины B_в этой части корпуса достигается высокая геометрическая остойчивость, обитаемость и мореходность (при достаточной высоте борта).

Сочетание широкой верхней и узкой нижней частей обеспечивает высокую прочность и жесткость конструкции за счет естественной в этом случае кривизны обшивки при минимальной массе. Сочетание узкой подводной и широкой надводной частей корпуса позволяет использовать цилиндрическую вставку на основной длине, что для малых судов традиционной формы обычно сделать невозможно. Это существенно упрощает и удешевляет изготовление судна, повышает удобства использования внутреннего объема.

В нижней, погруженной части целесообразно размещать наиболее массивные узлы (двигатель, аккумуляторы, топливные и водяные баки, вал двигателя), а также использовать эту часть корпуса для центрального прохода, минимизируя вертикальный габарит и парусность надстроек и увеличивая весовую остойчивость. Размещение двигателя в подводной части, кроме сказанного, позволяет максимально снизить шум, горизонтально расположить валопровод и ось винта. Гребной винт за нижней частью корпуса (не выступая за шпангоутные габариты) удается использовать увеличенного диаметра (близкого к B_н), что обеспечивает высокий КПД движителя и хорошую его защиту.

В передней нижней (погруженной) части корпуса могут быть установлены горизонтальные рули - подводные крылья (с опорой на верхнюю, широкую часть корпуса), позволяющие за счет динамической подъемной силы при движении уменьшать смачиваемую поверхность и сопротивление корпуса, а при переводе их в вертикальное положение, осуществлять торможение судна.

Формула изобретения

1. Корпус малого судна, состоящий из погруженной водоизмещающей нижней части, имеющей относительное удлинение L/B_н ≥ 10, где L - длина корпуса судна, B_н - ширина нижней части корпуса судна, и надводной верхней части, отличающийся тем, что верхняя часть корпуса имеет ширину, превосходящую ширину нижней части корпуса по крайней мере в 3 раза.

2. Корпус по п.1, отличающийся тем, что в передней нижней части корпуса установлены горизонтальные рули-крылья.