Тримаран на регулируемых межкорпусных подводных крыльях

 

Изобретение относится к судостроению и касается создания трехкорпусных судов на регулируемых межкорпусных подводных крыльях транспортного и других назначений. Судно состоит из среднего и боковых корпусов. Во всех корпусах размещены судовые энергетические установки и рулевые устройства. Тримаран содержит, по крайней мере, два подводных крыла, выполненных с возможностью регулирования угла атаки, и устройства для обеспечения образования воздушной прослойки между носовой частью и водной средой. Эти устройства размещены в носовых частях и вдоль бортов трех корпусов судна. Подводные крылья выполнены межкорпусными. Концы этих крыльев укреплены в размещенных в бортах корпусов устройствах, выполненных с возможностью вращения межкорпусных подводных крыльев в диапазоне 0-360^o. Технический результат реализации изобретения заключается в увеличении жесткости крепления корпусов тримарана между собой, в повышении гидродинамического качества и мореходности судна и в создании дополнительной регулируемой подъемной силы, т.е. в увеличении экономической эффективности эксплуатации тримарана. 3 ил.

Изобретение относится к судостроению и касается конструирования судов на подводных крыльях. Это могут быть транспортные, спортивные, промысловые, технические и суда специального назначения.

Известны суда (US 4348972 A, SU 1217717 A, SU 1625768 A и FR 2533192 A), включающие основной корпус, а также вспомогательные корпуса по бокам основного корпуса, служащие для увеличения устойчивости и грузоподъемности судна.

Недостатком ранее известных технических решений являются малая маневренность судна, особенно при малых скоростях, большой инерционный путь торможения.

Известны суда на подводных крыльях (патенты RU 2053156 и RU 2068790), содержащие корпус с подводной крыльевой системой.

Автору не известны конструкции тримаранов с подводными крыльями.

Цель настоящего изобретения - ужесточить крепление между корпусами тримарана, повысить гидродинамические качества и мореходность судна, создать дополнительную регулируемую подъемную силу, т.е. увеличить экономическую эффективность эксплуатации тримарана.

Поставленная цель достигается тем, что в судне, состоящем из среднего корпуса и боковых корпусов, между средним и боковыми корпусами судна установлены, по крайней мере, два межкорпусных подводных крыла, концы которых, с целью регулирования угла атаки крыла, закреплены в размещенных в корпусах судна устройствах, выполненных с возможностью вращения межкорпусных подводных крыльев. В носовых подводных частях корпусов судна размещены устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки (пузырьков) между носовыми частями корпусов и водной средой. Во всех корпусах размещены судовые энергетические установки и рулевые устройства.

На фигуре 1 изображена схема тримарана.

На фигуре 2 изображена схема разреза межкорпусных подводных крыльев по 2-2.

На фигуре 3 изображена схема разреза тримарана по 3-3.

Конструктивно судно является тримараном. Судно 1 состоит из трех корпусов (фиг. 1): средний корпус 2 и боковые корпуса 3. Все три корпуса оснащены судовыми энергетическими установками (с гребными винтами 4) и рулевыми устройствами (не показаны). Средний корпус 2 соединен с боковыми корпусами 3 межкорпусными навесными (палубными) креплениями 6, межкорпусными креплениями-упорами 9. Средний корпус и боковые корпуса могут иметь общую палубу 5. На судне предусмотрены надстройка 7 на основном корпусе и надстройки 8 на боковых корпусах. Между корпусами тримарана расположены, по крайней мере, два межкорпусных подводных крыла 10 (по одному крылу от среднего корпуса к каждому из боковых корпусов), которые наряду с выполнением функции собственно подводных крыльев (получение подъемной силы) выполняют роль межкорпусных креплений. Подводные крылья 10 выполнены подвижными (регулируемыми) с возможностью изменения угла атаки ϕ . Изменение угла атаки может достигаться как перемещением вокруг продольной оси самого подводного крыла 10, так и элементами конструкции подводного крыла (подобно крылу самолета). В первом случае концы подводного крыла укреплены в размещенных в бортах корпусов судна устройствах 11, способных вращать подводное крыло. В практике известны различные конструкции механизмов и устройств 11, способных передавать и преобразовывать различные виды движения (поступательное) во вращательное движение объекта, в данном случае подводного крыла. Угол атаки ϕ может принимать любое значение от 0^o до 360^o, что позволяет использовать подводное крыло для торможения судна. Во втором случае подводное крыло снабжено закрылком, при отклонении которого увеличивается кривизна профиля подводного крыла, в результате чего увеличивается подъемная сила подводного крыла. Возможен вариант выполнения судна с размещением судовых двигателей только в боковых корпусах.

Применение подводных крыльев в тримаране, а главное их расположение между корпусами с дополнительной функцией межкорпусных креплений значительным образом отличается от нынешних представлений о конструкции подводных крыльев и их расположения в современных судах. Установка подводных крыльев между корпусами в тримаране преследует две цели - это усиление жесткости конструкции тримарана и образование подъемной силы, позволяющей уменьшить осадку судна.

Для снижения гидродинамического сопротивления корпусов 2 и 3 тримарана в носовых подводных частях их могут быть размещены уже известные технические устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки (пузырьков) между носовыми частями корпусов и водной средой (не показаны). Такие же устройства можно расположить вдоль бортов корпусов тримарана.

Подъемная сила, создаваемая подводными крыльями, компенсирует снижение выталкивающей силы воды, вызываемое потоками воздушных пузырьков, обтекающих носовую часть судна. А поскольку гидродинамическое сопротивление в носовой части намного больше гидродинамического сопротивления подводного крыла, то применение вышеуказанного способа снижения гидродинамического сопротивления носовой части судна путем создания воздушной прослойки позволяет снизить расходы топлива и моторесурса судовых двигателей, в итоге увеличить экономическую эффективность эксплуатации тримарана. При соответствующих конструкциях и габаритах подводных крыльев, обеспечивающих достаточную величину подъемной силы, можно рассчитать применение эффекта создания воздушной прослойки (пузырьков) вдоль бортов корпусов тримарана.

Формула изобретения

Судно, состоящее из среднего корпуса и боковых корпусов, где во всех корпусах размещены судовые энергетические установки и рулевые устройства, содержащее, по крайней мере, два подводных крыла, выполненных с возможностью регулирования угла атаки, и устройство, обеспечивающее образование воздушной прослойки между носовой частью судна и водной средой, отличающееся тем, что устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между носовой частью судна и водной средой, размещены в носовых частях и вдоль бортов трех корпусов судна, подводные крылья выполнены межкорпусными и концы межкорпусных подводных крыльев укрепляют в размещенных в бортах корпусов устройствах, выполненных с возможностью вращения межкорпусных подводных крыльев в диапазоне 0 - 360^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3