Плавучий якорь

Изобретение относится к судовым устройствам, в частности к плавучим якорям. Упругая основа плавучего якоря состоит из кольчужного пластыря, обшитого парусиной и закрепленного в подводной части носовой оконечности судна, и при взаимодействии с потоком жидкости на волнении создает гидродинамическую силу, вертикальная составляющая которой N уменьшает амплитуду качки, а горизонтальная составляющая Т создает дополнительную тяговую силу. Устройство позволяет терпящему бедствие судну двигаться против набегающей волны. 1 ил.

 

Изобретение относится к судовым устройствам, в частности к плавучим якорям.

К дрейфу с помощью плавучего якоря часто прибегают суда, потерпевшие аварию и не имеющие хода [1]. Плавучий якорь уменьшает скорость дрейфа, что дает запас времени для ремонта главного двигателя или вызова спасательного судна.

Длина обычной якорной цепи, как правило, не превышает 125 метров и жизненная необходимость потребовала, чтобы кроме основных якорей суда были оснащены и плавучими якорями.

В случае отсутствии хода судну необходимо придать наиболее выгодное положение относительно ветра и волнения. Это можно сделать с помощью плавучего якоря.

Однако все конструкции плавучих якорей, которыми в настоящее время оснащены суда, являются пассивными, в частности и плавучий якорь, выбранный нами за прототип [2]. Как правило, они представляют собой один или несколько парашютов, которые выбрасываются с носовой оконечности корабля и, находясь под водой, уменьшают скорость дрейфа судна.

Предлагаемая нами новая конструкция плавучего якоря использует энергию волны и не только снижает скорость дрейфа, но и позволяет терпящему бедствие судну двигаться против набегающей волны. Со времен парусного флота из двух сил, действующих на судно, силы давления ветра и порожденной им силы волнения моря, приоритет получила первая, так как морские волны были нежелательным сопутствующим явлением. Остался незамеченным тот факт, что энергия морских волн значительно больше энергии ветра, улавливаемой парусами. Итак, мощность морских волн, то есть их энергию, проходящую через ширину судна B в единицу времени при ходе судна против волны, можно оценить выражением:

размерность данной величины в системе СИ:

где ρ - плотность воды;

g - ускорение свободного падения;

а - амплитуда волны;

V_c, V_p - скорость судна и волны соответственно.

Остается решить техническую задачу - создать устройство, реализующее эту энергию. Таким устройством, в частности, является предложенный нами плавучий якорь. Решение этой задачи можно упростить, если использовать в качестве основы плавучего якоря кольчужный пластырь, имеющийся на каждом судне. Данные пластыри различных размеров входят в комплект корабельных аварийно-спасательных устройств.

Основой кольчужного пластыря - 1 (череж) служит металлическая оцинкованная кольчуга 7, которая укладывается на три слоя водонепроницаемой парусины - 13. Через крайние кольца кольчуги продевается ликтрос с огонами 8 по углам. Сверху кладется еще три слоя водонепроницаемой парусины. По всему периметру парусины расположены люверсы 11 (отверстия, окантованные изнутри металлом). С помощью бензелей 10, пропущенных через люверсы, слои парусины крепятся к ликтросу. В центр каждого отверстия кольчуги с наружной стороны кладутся и прошиваются между собой парусиновые шайбы 12. По краям пластыря для заводки шкот расположены дополнительные люверсы 9.

Кольчужный пластырь расчаливается на металлических реях 6 и крепится носовой реей к кронштейну 2, жестко закрепленному на форштевне судна. По краям металлических рей крепятся кормовые 4 и носовые 5 шкоты, с помощью которых пластырь растягивается и крепится к корпусу судна.

Устройство работает следующим образом. При движении носовой оконечности судна на волнении вниз (как показано на чертеже) выпуклая часть упруго пластыря будет обтекаться потоком жидкости с большей скоростью, нежели нижняя его часть. Давление на нижней поверхности кольчужного пластыря будет больше, чем на верхней его поверхности. Именно благодаря взаимодействию упругого кольчужного пластыря с потоком жидкости на волнении на его поверхности возникает гидродинамическая сила, вертикальная составляющая которой N уменьшает амплитуду качки, что благоприятно сказывается на условиях обитания экипажа, а горизонтальная составляющая Т создает дополнительную тяговую силу, которая и движет судно против волны. При изменении фазы волны на противоположную судно будет иметь дифферент на корму, выпуклая часть поверхности пластыря будет направлена вниз, сила N также будет направлена вниз, направление силы T не изменится.

Как показали модельные испытания, проведенные в гидроканале Института Механики МГУ и на акватории Черного моря в районе г.Севастополь [3], предлагаемая конструкция плавучего якоря эффективна и может успешно использоваться в качестве аварийно-спасательного устройства на судах.

Источники информации

1. Казанский К.В. "Штормование судов". Из-во Транспорт. М, 1968 г.

2. Сидельников Н.Н. "Плавучий якорь А.С. № 463581". 1975 г.

3. Чикаренко В.Г. "Носовая оконечность корабля - волнодвижитель". Из-во Спутник. М, 2004 г.

Устройство плавучего якоря, отличающееся тем, что его упругая основа, состоящая из кольчужного пластыря, обшитого парусиной и закрепленного в подводной части носовой оконечности судна, при взаимодействии с потоком жидкости на волнении создает гидродинамическую силу, вертикальная составляющая которой N уменьшает амплитуду качки, а горизонтальная составляющая Т создает дополнительную тяговую силу.