Быстроходное глиссирующее судно

 

Изобретение относится к судостроению и касается создания быстроходных глиссирующих судов. Судно имеет корпус с остроскулыми обводами, килеватым днищем и транцевой кормой. На днище корпуса в районе миделя и кормы выполнены соответственно мидельная и кормовая наделки, нижняя килеватая поверхность каждой из которых образует с днищем корпуса острый угол, направленный по ходу движения. Ширина наделок меньше ширины корпуса, измеренной между острыми скулами, а ширина миделевой наделки меньше ширины кормовой наделки. Наделки могут иметь уменьшающийся к корме угол килеватости. Каждую наделку целесообразно выполнять с возможностью поворота в диаметральной плоскости относительно шарнира, соединяющего днище и переднюю часть наделки, которая снабжена приводом ее поворота и фиксации в заданном положении. Наделки могут быть снабжены амортизаторами. В носовой части судна до миделевой наделки целесообразно устанавливать "лыжу-волнолом" с килеватой нижней поверхностью и с шириной, несколько меньшей ширины мидельной наделки. Технический результат реализации изобретения заключается в уменьшении ширины смоченной поверхности, повышении устойчивости по углу дифферента, а также в снижении сопротивления и перегрузки. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к быстроходным глиссирующим судам.

Известны быстроходные глиссирующие суда, имеющие остроскулые кормовые обводы, килеватое днище и транцевую корму. Для глиссирования эти суда имеют ходовой дифферент, создающий динамические силы поддержания. Недостатком таких судов является то, что при малых углах дифферента велико сопротивление движению вследствие большой площади смоченной поверхности, и увеличение угла дифферента приводит к неустойчивому движению на высоких скоростях, так называемому "дельфинированию". Кроме того, наличие ходового дифферента при движении на волнении является причиной перегрузок, действующих на судно пропорционально углу ходового дифферента.

Наиболее близким к заявляемому судну является глиссирующее судно по авторскому свидетельству СССР 469631, опубликованному в бюллетене 17 от 05.05.75. Данное судно имеет остроскулые кормовые обводы и отражатели струи на корпусе, транцевую корму, килеватое днище. Причем на участке его длины от мидель-шпангоута до транца по высоте борта расположены две острые скулы. При этом ширина корпуса судна, измеренная по нижней скуле, сужается к транцу и меньше ширины корпуса судна, измеренной по верхней скуле. Данное решение несколько снижает сопротивление движению на спокойной воде. Однако при этом также имеют место указанные выше недостатки, в том числе неустойчивость движения, которая может проявляться уже при незначительном волнении, поскольку судно движется с определенным дифферентом и имеет на миделе большую ширину, чем на транце. При прохождении волны это приводит к увеличению сопротивлений движению, т.к. волна смачивает расширенную носовую часть, а также к изменению угла дифферента и увеличению перегрузок.

Целью изобретения является снижение сопротивления движению и перегрузок на волнении при глиссировании на больших скоростях путем уменьшения ширины смоченной поверхности глиссирования, уменьшения угла ходового дифферента судна и повышения устойчивости движения по дифференту.

Цель изобретения достигается тем, что в глиссирующем судне, содержащем корпус с остроскулыми обводами, имеющем килеватое днище и транцевую корму, согласно изобретению на днище корпуса в районе миделя и кормы выполнены соответственно мидельная и кормовая наделки, нижняя килеватая поверхность каждой из которых образует с днищем корпуса острый угол, направленный по ходу движения, причем ширина наделок меньше ширины корпуса, измеренной между острыми скулами, а ширина мидельной наделки меньше ширины кормовой наделки.

При этом с целью снижения сопротивления движению нижняя поверхность наделок может быть выполнена с уменьшающимся к корме углом килеватости.

Кроме того, каждая наделка может быть выполнена с возможностью поворота в диаметральной плоскости относительно шарнира, соединяющего днище и переднюю часть наделки, которая имеет возможность размещения в убранном положении в нише днища и снабжена приводом ее поворота и фиксации в заданном положении.

С целью снижения перегрузок наделки могут быть снабжены амортизаторами.

С целью повышения мореходности в носовой части судна, до мидельной наделки может быть установлена лыжа-волнолом, имеющая незначительную килеватость, ширина которой несколько меньше ширины мидельной наделки.

Благодаря наличию угла наклона нижней поверхности мидельной и кормовой наделок к поверхности днища корпуса глиссирование осуществляется на этих наделках практически при нулевом угле дифферента судна. При этом гидродинамические силы поддержания приложены в двух точках и разнесены по длине корпуса, что существенно повышает устойчивость движения, а следовательно, снижает перегрузки и сопротивление движению на волнении.

Поскольку точки приложения гидродинамических сил разнесены по длине, ширина глиссирующих поверхностей наделок может быть выполнена меньшей, чем если бы эти силы были приложены в одной точке, как это имеет место в судне-прототипе. Это позволяет дополнительно снизить сопротивление движению.

Возможность размещения наделок в нишах корпуса и регулирования угла их поворота посредством привода также позволяет соответственно снизить сопротивление движению в режиме водоизмещающего судна и оптимизировать режим глиссирования в зависимости от скорости и нагрузки.

Снабжение наделок амортизаторами обеспечивает снижение перегрузок при прохождении гребня волны и уменьшает вероятность повреждения в режиме глиссирования корпуса и наделок при столкновении с препятствием.

Наличие лыжи в носовой части корпуса и соотношение ее поперечных размеров с шириной наделок обеспечивают более мягкое прохождение волны, уменьшая перегрузки и изменение угла ходового дифферента.

По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявленного изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствия изобретения критерию "новизна".

Исходя из изложенного, можно сделать вывод, что сущность изобретения (вышеуказанный технический результат - совокупность признаков, которые отличают от известных заявляемое изобретение) не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствий критерию "изобретательский уровень".

Изобретение иллюстрируется чертежами: на фиг.1 показано глиссирующее судно, вид сбоку; на фиг.2 показан вид на днище; на фиг.3 показано сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 показано сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.3 показано сечение В-В на фиг.1; на фиг.6 показана отклоняемая наделка, продольный разрез; на фиг.7 показана отклоняемая наделка, поперечный разрез.

Глиссирующее судно включает корпус 1, имеющий острые скулы 2, килеватое днище 3, выполненные на днище наделки: кормовая 4 и мидельная 5. Нижняя килеватая поверхность наделок образует с днищем 3 корпуса острые углы α₁ и α₂ (фиг. 1), причем ширина кормовой наделки 4 меньше ширины корпуса, измеренной между скулами 2, а ширина мидельной наделки 5 меньше ширины кормовой наделки 4. Наделки 4 и 5 снабжены по их продольным кромкам отражателями струй 6. Нижняя килеватая поверхность наделок может быть выполнена с уменьшающимся к корме углом килеватости β (фиг.3).

Наделки 4 и 5 могут быть выполнены в конкретном исполнении: выштамповкой в днище 3; присоединены к днищу шарнирами 7 в передней их части с возможностью поворота в диаметральной плоскости относительно этих шарниров посредством приводов 8 и снабжены амортизаторами 9. В последнем случае в днище 3 выполнены соответствующие ниши 10, в которых размещаются наделки 4 и 5 в неотклоненном положении.

В носовой части судна установлена лыжа-волнолом 11, продолжающаяся до мидельной наделки, ширина которой меньше, чем ширина этой наделки, имеющая незначительную килеватость нижней поверхности.

При движении в переходном к глиссированию режиме судно имеет дифферент. Причем в создании гидродинамических сил поддержания участвуют днище 3 и наделки 4 и 5. По мере увеличения скорости происходит отрыв потока от днища и судно глиссирует на наклонных к днищу нижних поверхностях наделок 4 и 5. В результате уменьшается площадь смачиваемой поверхности и пропорционально уменьшается сопротивление движению. При этом поддерживающие корпус гидродинамические силы и соответственно центры гидродинамических сил приложены на двух опорных площадках наделок, разнесенных по длине, что увеличивает по сравнению с прототипом устойчивость движения, позволяет уменьшить до минимума ходовой дифферент судна. В результате пропорционально уменьшаются перегрузки. При наличии волнения лыжа 11 и наделки 4 и 5, имеющие ступенчато увеличивающуюся к корме ширину, проходят волну, последовательно раздвигая ее, что обеспечивает более мягкое ее прохождение и снижение перегрузок. При большем волнении корпус входит в волну с нулевым ходовым дифферентом, что позволяет сохранить устойчивость движения и не приводит к увеличению перегрузок.

Как показали испытания, отклоняющиеся наделки 4 и 5, убранные в ниши 10, позволяют снизить сопротивление движению в водоизмещающем режиме. При дальнейшем увеличении скорости судна изменение углов отклонения α₁ и α₂ наделок 4 и 5 позволяет с минимальной затратой мощности двигателя достичь эксплуатационной скорости и обеспечить устойчивое движение для различных вариантов водоизмещения и центровки судна.

Формула изобретения

1. Быстроходное глиссирующее судно, содержащее корпус с остроскулыми обводами, имеющий килеватое днище и транцевую корму, отличающееся тем, что на днище корпуса в районе миделя и кормы выполнены соответственно мидельная и кормовая наделки, нижняя килеватая поверхность каждой из которых образует с днищем корпуса острый угол, направленный по ходу движения, причем ширина наделок меньше ширины корпуса, измеренной между острыми скулами, а ширина миделевой наделки меньше ширины кормовой наделки.

2. Быстроходное глиссирующее судно по п. 1, отличающееся тем, что наделки выполнены с уменьшающимся к корме углом килеватости.

3. Быстроходное глиссирующее судно по п. 1, отличающееся тем. что каждая наделка выполнена с возможностью поворота в диаметральной плоскости относительно шарнира, соединяющего днище и переднюю часть наделки, снабженной приводом для изменения угла отклонения и фиксации в заданном положении.

4. Быстроходное глиссирующее судно по п. 1 или 3, отличающееся тем, что наделки снабжены амортизаторами.

5. Быстроходное глиссирующее судно по одному любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что в носовой части судна до мидельной наделки выполнена "лыжа-волнолом" с килеватой нижней поверхностью, ширина которой несколько меньше ширины мидельной наделки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7