Устойчивая к столкновениям конструкция с двойной обшивкой

 

Изобретение относится к судостроению и строительству, в частности к созданию конструкции борта корабля с двойной обшивкой. Устойчивая к столкновениям конструкция с двойной обшивкой имеет внешнюю обшивку и внутреннюю обшивку. Конструкция содержит ряд каналов, выполненных из пластичного материала и расположенных рядом или друг над другом. Каналы прикреплены кромками их боковых стенок к внутренней поверхности внешней обшивки. Основание каждого канала подсоединено по меньшей мере стрингером, по существу перпендикулярным основанию, к внутренней обшивке или к конструкции, прикрепленной к последней. Основания последовательных каналов могут быть соединены друг с другом посредством полос или стрингера. Боковые стенки канала, направленные к внутренней поверхности внешней обшивки, могут образовывать с внешней обшивкой угол α меньше, чем 90°. Каналы могут быть образованы и на внутренней поверхности внутренней обшивки. Эти каналы могут быть прикреплены кромками боковых стенок к внутренней поверхности. Стрингеры могут простираться между каналами, образованными на внешней обшивке, и каналами, образованными на внутренней обшивке. Каналы каждого ряда могут быть соединены друг с другом для образования гофрированной пластины. Технический результат реализации изобретения состоит в улучшении устойчивости конструкции с двойной обшивкой к удару и взрыву. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение касается устойчивой к столкновениям конструкции с двойной обшивкой типа борта корабля с двойной наружной обшивкой.

Если нефтеналивные суда сталкиваются или попадают на мель, то при образовании в корпусе корабля пробоины это может приводить к серьезному загрязнению окружающей среды. То же самое касается танкеров для перевозки химикатов на внутренних водных путях. Существующие перевозки на плавучих средствах подвергаются риску образования пробоин в борту в случае столкновения, которое при некоторых обстоятельствах приводит к значительному риску для безопасности пассажиров. Таким образом очевидно, что чрезвычайно важным является повышение устойчивости к удару и взрыву конструкций с двойной обшивкой кораблей, прибрежного оборудования и сооружений для обрабатывающей промышленности.

Задача изобретения состоит в создании существенно улучшенной устойчивой к удару и взрыву конструкции с двойной обшивкой. В соответствии с изобретением, для этого конструкция содержит ряд каналов, выполненных из пластичного материала и расположенных рядом или друг над другом, причем эти каналы прикреплены кромками их боковых стенок к внутренней поверхности внешней обшивки конструкции, при этом основание каждого канала подсоединено по меньшей мере стрингером, по существу перпендикулярным основанию, к внутренней обшивке конструкции или к сооружению, прикрепленному к ней.

Существенно увеличенное сопротивление образованию отверстий достигнуто тем, что в случае столкновения появляется вмятина, значительная по ширине, при этом достигается идеальное мембранное напряжение и максимальное сопротивление образованию отверстий.

Еще лучший результат достигается в том случае, если основания последовательных каналов соединены друг с другом посредством полос или стрингера. Полосы или стрингер обеспечивают симметричную деформацию обеих боковых стенок каналов в начале столкновения. Затем полосы или стрингер отламываются. Если полосы или стрингер отсутствуют, то при столкновении имеется риск, что одна из боковых стенок каналов прогибается, по существу, в одну сторону, а другая боковая стенка следует за первой боковой стенкой. Это несимметричное смещение боковых стенок каналов ведет к снижению сопротивления образованию отверстий.

Идея заключается в том, чтобы части канала или боковые стенки, которые направлены к внутренней поверхности внешней обшивки борта корабля, образовали с внешней обшивкой угол α меньше, чем 90°.

Можно использовать отдельные каналы. Вместо этого каналы также можно соединять друг с другом для образования единой гофрированной пластины.

В случае конкретной конструкции, каналы также располагают на внутренней поверхности внутренней обшивки, и эти каналы прикрепляют кромками боковых стенок к внутренней поверхности, а стрингеры простираются между каналами, расположенными на внешней обшивке, и каналами, расположенными на внутренней обшивке.

Материалом конструкции должна быть пластичная сталь 37, которая зарекомендовала себя как превосходный материал, но также можно обрабатывать некоторые пластмассы и материалы, которые имеют так называемую траекторию разрушения типа некоторых композиционных и многослойных материалов.

Ниже изобретение поясняется на основании описания чертежей.

Фиг.1 изображает вид в перспективе части борта корабля с двойной обшивкой согласно первому варианту осуществления изобретения.

Фиг.2 изображает вертикальный разрез борта корабля, соответствующего фиг.1.

Фиг.3 изображает вертикальный разрез борта корабля, соответствующего фиг.1, после сильного столкновения.

Фиг.4 изображает вертикальный разрез второго варианта осуществления борта корабля.

Фиг.5 изображает вертикальный разрез третьего варианта осуществления борта корабля.

Конструкция с двойной обшивкой, показанная на фиг.1 и 2, включает в себя внешнюю обшивку 1 и внутреннюю обшивку 2.

Каналы 3 прикреплены к внутренней поверхности внешней обшивки 1. Каналы имеют две боковые стенки 4, 5, которые образуют угол, равный 45°, с внешней обшивкой 1, и основание 6, которое присоединяет две боковые стенки 4 и 5 друг к другу. Стрингер 7 простирается от основания 6 каналов перпендикулярно основанию к внутренней поверхности внутренней обшивки 2. Основания 6 последовательных каналов соединены друг с другом полосами 8. Материал частей 1-8 пластичен и состоит, например, из стали 37.

На фиг.3 изображен случай, где соответствующая фиг.1 и 2 секция борта корабля с двойной обшивкой подверглась сильному столкновению. Внешняя обшивка 1 сместилась немного внутрь, а боковые стенки 4 и 5 канала изогнулись. Стрингер 7 стал искривленным. Во время столкновения отверстия не образовались. Фактически, это вопрос мембранного напряжения.

В варианте осуществления согласно фиг.4 каналы имеют полуцилиндрическую конструкцию.

На фиг.5 изображен вариант осуществления, в котором каналы 3 прикреплены и к внутренней поверхности внешней обшивки, и к внутренней поверхности внутренней обшивки, а стрингеры 7 простираются между основаниями каналов, расположенными напротив друг друга.

Была проверена соответствующая изобретению конструкция, используемая в корабле, имеющем корпус с двойной обшивкой, и результат оказался значительным. Поглощение конструкцией энергии при сильном столкновении с таранящим кораблем оказалось настолько эффективным, что внешняя обшивка проявила мелкое вдавливание по большой поверхности (эта обшивка вела себя как мембрана), и отверстие там не образовалось.

Формула изобретения

1. Устойчивая к столкновениям конструкция с двойной обшивкой, имеющая внешнюю обшивку и внутреннюю обшивку, содержащая ряд каналов (3), выполненных из пластичного материала и расположенных рядом или друг над другом, причем эти каналы прикреплены кромками их боковых стенок (4, 5) к внутренней поверхности внешней обшивки (1) конструкции, где основание (6) каждого канала подсоединено по меньшей мере стрингером (7), по существу, перпендикулярным основанию, к внутренней обшивке или к конструкции, прикрепленной к ней.

2. Конструкция по п.1, отличающаяся тем, что основания (6) последовательных каналов соединены друг с другом посредством полос (8) или стрингера.

3. Конструкция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что эти боковые стенки (4, 5) канала, направленные к внутренней поверхности внешней обшивки борта корабля, образуют с внешней обшивкой угол α меньше чем 90°.

4. Конструкция по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что каналы (3) также образуют на внутренней поверхности внутренней обшивки (2), причем эти каналы (3) прикреплены кромками боковых стенок к внутренней поверхности, при этом стрингеры (7) простираются между каналами (3), образованными на внешней обшивке (1), и каналами (3), образованными на внутренней обшивке (2).

5. Конструкция по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что каналы (3) каждого ряда соединены друг с другом для образования гофрированной пластины.

6. Конструкция по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что конструкция выполнена из стали 37.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5