Способ получения и регулирования подъемной силы межкорпусными подводными крыльями тримарана

 

Изобретение относится к судостроению и касается создания тримаранов на подводных крыльях с регулированием гидродинамических характеристик корпусов воздушными прослойками (пузырьками). Способ получения и регулирования подъемной силы межкорпусными подводными крыльями тримарана состоит в том, что между средним и боковыми корпусами располагают, по крайней мере, два подводных крыла и изменяют угол их атаки. Вдоль бортов и в носовых частях корпусов располагают устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между корпусами судна и водной средой. Концы межкорпусных подводных крыльев укрепляют в устройствах, размещенных в бортах корпусов и выполненных с возможностью вращения межкорпусных подводных крыльев. Воздушную прослойку образуют вдоль носовых частей и бортов корпусов судна, при этом компенсируют снижение выталкивающей силы воды подъемной силой, которую создают подводными крыльями. Технический результат от реализации изобретения заключается в создании дополнительной подъемной силы у судна, в ее регулировании и в повышении гидродинамических качеств и мореходности судна, что увеличивает экономическую эффективность эксплуатации судна-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.

Недостатками 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 неизвестны конструкции тримаранов с подводными крыльями.

Цель настоящего изобретения - возможность создания дополнительной подъемной силы у судна и ее регулирования, повышение гидродинамических качеств и мореходности судна, т.е. увеличение экономической эффективности эксплуатации судна-тримарана.

Поставленная цель достигается тем, что в судне, состоящем из среднего корпуса и боковых корпусов, между средним и боковыми корпусами судна устанавливают, по крайней мере, два межкорпусных подводных крыла, создающих подъемную силу, изменяют угол атаки межкорпусных подводных крыльев, регулируя величину подъемной силы. Возможно расположение в носовых подводных частях корпусов судна устройств, обеспечивающих образование воздушной прослойки (пузырьков) между носовыми частями корпусов и водной средой.

На фиг. 1 изображена схема тримарана.

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

На фиг. 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. Возможно исполнение подводных крыльев 10 как неподвижными (с фиксированным (неподвижным) углом установки (атаки) ϕ), так и 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 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 движения объекта, в данном случае подводного крыла. Угол атаки может принимать любое значение от 0 до 360^o. 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 и рулевых устройств 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.

При движении тримарана вода, обтекая межкорпусные подводные крылья, создает (наподобие обтеканию воздухом крыла самолета) подъемную силу.

Подъемная сила, создаваемая межкорпусными 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

Способ получения и регулирования подъемной силы межкорпусными подводными крыльями тримарана, заключающийся в том, что между средним и боковыми корпусами располагают, по крайней мере, два подводных крыла и изменяют угол их атаки, отличающийся тем, что устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между корпусами судна и водной средой, располагают вдоль бортов и в носовых частях корпусов, концы межкорпусных подводных крыльев укрепляют в размещенных в бортах корпусов устройствах, выполненных с возможностью вращения межкорпусных подводных крыльев, образуют вдоль носовых частей и бортов корпусов судна воздушную прослойку, при этом компенсируют снижение выталкивающей силы воды подъемной силой, которую создают подводными крыльями.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.05.2007

Извещение опубликовано: 20.05.2007        БИ: 14/2007