Скоростное судно, способное работать в условиях бурной воды

Авторы патента:


Скоростное судно, способное работать в условиях бурной воды
Скоростное судно, способное работать в условиях бурной воды
Скоростное судно, способное работать в условиях бурной воды
Скоростное судно, способное работать в условиях бурной воды
Скоростное судно, способное работать в условиях бурной воды
Скоростное судно, способное работать в условиях бурной воды
Скоростное судно, способное работать в условиях бурной воды
Скоростное судно, способное работать в условиях бурной воды
Скоростное судно, способное работать в условиях бурной воды

 


Владельцы патента RU 2418709:

МЕЙЕР Томас Вильмот (ZA)

Изобретение относится к судостроению и касается скоростных судов, способных работать в условиях бурной воды. Судно содержит центральную палубу и, по меньшей мере, две пары корпусных секций: переднюю пару и заднюю пару. Корпусные секции каждой пары расположены на противоположных сторонах палубы и проходят под палубой. Каждая корпусная секция содержит держатель, прикрепленный к палубе, и задний корпус, прикрепленный на его передней кромке к держателю с помощью, по меньшей мере, одного соединения, выполненного таким образом, чтобы ограничивать боковое и осевое перемещения корпуса относительно палубы, но позволять его поворот вокруг держателя. Корпуса имеют плавучесть, достаточную для удержания судна на воде таким образом, чтобы палуба была расположена на расстоянии от воды; и, по меньшей мере, одну пару узлов подвески для поддерживания соответствующих корпусных секций. Каждый узел подвески содержит элемент подвески, проходящий от палубы к точке монтажа соответствующего держателя на задней части корпуса, и выполнен с обеспечением перемещения корпуса относительно палубы и демпфирования движения корпуса. Задние концы передних корпусных секций в передней паре корпусных секций могут находиться ниже передних концов задних корпусных секций. Каждая корпусная секция может иметь по существу S-образный профиль в направлении, перпендикулярном ее продольной оси, причем ее передний конец определен держателем, прикрепленным к палубе, а задний конец определен задним концом соответствующего заднего корпуса, при этом задний конец корпусной секции находится ниже, чем ее передний конец. Каждая корпусная секция включает в себя подвижную опору корпуса, расположенную между держателем, прикрепленным к палубе, и корпусом, при этом указанная подвижная опора корпуса и корпус вместе образуют соответствующий задний корпус, причем подвижная опора корпуса присоединена на ее переднем конце к заднему концу держателя с помощью первого шарнирного соединения, а на ее заднем конце присоединена к переднему концу корпуса с помощью второго шарнирного соединения. Изобретение позволяет повысить мореходные качества скоростного судна в условиях бурной или турбулентной воды. 23 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к судну, способному работать с высокой скоростью в условиях относительно бурной воды. В частности, изобретение относится к лодке, которая рассчитана на передвижение с относительно высокой скоростью в условиях бурной или турбулентной воды.

Раскрытие изобретения

Изобретение предлагает судно, способное работать в условиях бурной воды, содержащее центральную палубу; по меньшей мере, одну пару корпусных секций, которые расположены на противоположных сторонах палубы и проходят под палубой, причем каждая корпусная секция содержит держатель, прикрепленный к палубе, и задний корпус (также называемый просто «корпус»), прикрепленный на его передней кромке к держателю с помощью, по меньшей мере, одного соединения, выполненного таким образом, чтобы ограничивать боковое и осевое перемещения корпуса относительно палубы, но позволять его поворот вокруг держателя, при этом корпуса имеют плавучесть, достаточную для удерживания судна на воде таким образом, чтобы палуба была расположена на расстоянии от воды; и, по меньшей мере, одну пару узлов подвески для поддерживания соответствующих корпусных секций, причем каждый узел подвески содержит элемент подвески, проходящий от палубы к точке монтажа соответствующего держателя на задней части корпуса, и выполнен с обеспечением перемещения корпуса относительно палубы и демпфирования движения корпуса.

Судно может содержать две пары корпусных секций: переднюю пару и заднюю пару.

Каждый задний корпус предпочтительно включает передний корпусной сегмент и главный корпусной сегмент, при этом передний корпусной сегмент расположен между держателем, прикрепленным к палубе, и главным корпусным сегментом, причем каждый передний корпусной сегмент присоединен на своем переднем конце к заднему концу держателя с помощью первого шарнирного соединения, а на своем заднем конце присоединен к переднему концу главного корпуса с помощью второго шарнирного соединения.

Каждая корпусная секция предпочтительно имеет по существу S-образный профиль в направлении, перпендикулярном ее продольной оси, причем ее передний конец определен держателем, прикрепленным к палубе, а задний конец определен задним концом соответствующего заднего корпуса, при этом задний конец корпусной секции находится ниже, чем ее передний конец.

Длина переднего корпусного сегмента в направлении, параллельном продольной оси палубы, предпочтительно составляет от 20% до 40% длины заднего корпуса в том же направлении.

Максимальный диапазон вертикального перемещения на переднем конце каждого главного корпусного сегмента предпочтительно составляет от 10% до 30% максимального диапазона вертикального перемещения на заднем конце корпуса.

В предпочтительном варианте судна ширина каждого корпуса на его переднем конце в направлении, перпендикулярном продольной оси палубы, составляет от 50% до 100% максимальной ширины корпуса в том же направлении.

Предпочтительно, чтобы ширина каждого корпуса на его переднем конце составляла приблизительно 60% максимальной ширины корпуса.

В дальнейшем предпочтительном варианте вертикальная глубина в сечении каждого корпуса на его переднем конце составляет от 2% до 20% максимальной вертикальной глубины в сечении корпуса.

Наиболее предпочтительно, чтобы вертикальная глубина в сечении каждого корпуса на его переднем конце составляла приблизительно 10% максимальной вертикальной глубины в сечении.

Каждая корпусная секция предпочтительно изогнута назад и наружу от своего переднего конца относительно продольной оси палубы.

Судно предпочтительно включает в себя вспомогательный узел подвески между каждым главным корпусным сегментом и передним корпусным сегментом, при этом вспомогательный узел подвески выполнен с возможностью регулирования относительного перемещения между главным корпусным сегментом и передним корпусным сегментом.

Вспомогательный узел подвески предпочтительно включает пружину и демпфирующее устройство.

Вспомогательный узел подвески может включать тормозное устройство и может иметь предварительное натяжение с тем, чтобы, когда судно находится в стационарном состоянии, главный корпусной сегмент принимал полностью выдвинутое положение по отношению к переднему корпусному сегменту.

Каждый из узлов подвески, которые поддерживают корпуса относительно палубы, предпочтительно содержит задний рычаг, шарнирно присоединенный к палубе на своем первом конце или рядом с ним, и к соответствующему корпусу на своем втором конце или рядом с ним.

Каждый узел подвески предпочтительно включает элемент подвески, присоединенный между палубой и задним рычагом в точке, находящейся между концами заднего рычага.

Элемент подвески может содержать пружину и демпфирующее устройство.

Элемент подвески может также содержать, по меньшей мере, один гидравлический привод.

Каждый узел подвески может иметь предварительное натяжение, преодолевающее действие тормозного устройства, с тем, чтобы, когда судно находится в стационарном состоянии, каждый соответствующий корпус принимал полностью выдвинутое положение по отношению к палубе.

Судно может включать гибкие стенки, проходящие между корпусами по меньшей мере одной пары корпусных секций и палубой, ограничивая таким образом границы туннеля для воздушного потока под судном между корпусами.

Предпочтительно, чтобы гибкие стенки содержали множество перекрывающихся планок, каждая из которых шарнирно смонтирована с обеспечением относительного перемещения между корпусами и палубой.

Судно может включать, по меньшей мере, одну заслонку на корме судна, выполненную с возможностью закрытия заднего конца туннеля, по меньшей мере, частично, для того, чтобы довести до максимума подъемную силу, обеспечиваемую воздухом, захваченным в туннеле в процессе эксплуатации судна.

Заслонка или заслонки предпочтительно выполнены таким образом, чтобы, когда задний корпус совершает существенные перемещения, указанный корпус мог приподнять заслонку на расстояние от воды.

Судно может включать, по меньшей мере, один пропульсивный агрегат, смонтированный в палубе или на палубе, и пару винтов, причем на каждом соответствующем заднем конце корпусной секции смонтировано по одному гребному винту, при этом гребные винты связаны с указанным, по меньшей мере, одним пропульсивным агрегатом с помощью телескопических приводных валов.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - наглядное представление лодки по изобретению;

Фиг.1(а) показывает деталь ограждения лодки по фиг.1;

Фиг.1(b) представляет вид сбоку лодки по фиг.1;

Фиг.2 представляет вид снизу лодки по фиг.1;

Фиг.3 представляет вид в сечении по линии 3-3 фиг.1;

Фиг.4(a) представляет вид в сечении по линии 4-4 фиг.1;

Фиг.4(b) представляет частичный вид в сечении альтернативного варианта осуществления, подобный виду по фиг.4(а);

Фиг.5 представляет вид лодки сзади;

Фиг.6 представляет вид лодки спереди; и

Фиг.7 представляет схематический вид в сечении корпусной секции лодки;

Осуществление изобретения

Проиллюстрированное судно было разработано для работы с высокой скоростью в условиях относительно бурной воды.

Более конкретно, данное судно отражает конфигурацию судна с пружинами и демпферами, с максимально возможной способностью амортизации. Это означает, что каждый из четырех корпусов выполнен в виде заднего корпуса с сужающимся профилем, который является наиболее подходящей геометрической формой для достижения минимально возможного перемещения динамической массы корпуса, благодаря чему достигается максимально возможное отношение подпружиненной массы к неподпружиненной массе.

Корпусные секции расположены с перекрытием с целью получения максимально достижимой длины каждой корпусной секции, что позволяет существенно уменьшить угол атаки корпуса и, в конечном счете, обеспечивает наиболее компактную конфигурацию судна.

Задние корпуса спроектированы так, что имеют более одной шарнирной точки для обеспечения контролируемого перемещения узких удлиненных корпусных секций по направлению к верхнему телу с целью поглощения переходных ударных нагрузок, действующих на указанные секции.

Судно также имеет повышенную устойчивость как в продольной, так и в поперечной плоскостях, благодаря конфигурации с четырьмя корпусами, регулируемыми системой пружин и демпферов.

Если говорить в сжатой форме, то эта задача решается путем обеспечения центрального тела или палубы, к которой прикреплены два комплекта независимо подвешиваемых корпусных секций - передняя пара и задняя пара. Каждая корпусная секция содержит конструкцию держателя и задний корпус (или просто «корпус»), состоящий, в свою очередь, из переднего корпусного сегмента и главного корпусного сегмента.

Каждый корпус крепится к палубе на ее переднем конце и имеет задний конец, проходящий к кормовой части судна, который может перемещаться в существенном диапазоне хода. Подпружиненная и задемпфированная подвеска регулирует перемещение каждого корпуса относительно центральной палубы.

Каждый корпус обладает гидродинамической формой, позволяющей работать с высокой скоростью, и имеет массу, которая относительно мала по сравнению с массой центральной палубы. Таким образом, лодка по изобретению в какой-то степени аналогична движущемуся по дороге автотранспортному средству, имеющему систему подвески с небольшой неподрессоренной массой.

Если теперь обратиться к чертежам, то можно сказать, что вариант осуществления лодки 10, соответствующей изобретению, содержит узкую удлиненную центральную палубу 12, имеющую нос 14 и корму 16. Кубрик 18 расположен между носом и кормой, а между кубриком и кормой предусмотрен двигательный отсек 20.

На каждой стороне носа 14 имеется пара изогнутых держателей в форме лопастей, выполненных в виде конструкций 22 держателей, каждая из которых в сочетании с передним корпусом 24 определяет переднюю корпусную секцию. Конструкции 22.1 и 22.2 держателей проходят наружу в сторону от палубы 12. Каждый корпус 24/28 включает передний корпусной сегмент 24.1 и 24.2. Корпуса 24/28 шарнирно присоединены через передние концы своих передних корпусных сегментов 24.1 и 24.2 посредством соответствующих шарниров 26.1 и 26.2 к задним концам соответствующих конструкций 22.1 и 22.2 держателей. Эти шарниры позволяют передним корпусным сегментам поворачиваться относительно конструкций держателей, но ограничивают передние корпусные сегменты в отношении бокового и осевого перемещения относительно конструкций держателей и палубы 12.

К заднему концу каждого из передних корпусных сегментов 24.1 и 24.2 шарнирно присоединен соответствующий главный корпусной сегмент 28.1 и 28.2. Главные корпусные сегменты присоединены к соответствующим передним корпусным сегментам на своих передних концах посредством шарнирных соединений 30.1 и 30.2 и снабжены узлами подвески 32.1 и 32.2, работающими между главными корпусными сегментами и передними корпусными сегментами, причем каждый передний корпусной сегмент содержит регулируемую цилиндрическую пружину и демпферный агрегат (амортизатор).

В дополнение к опоре на своих передних концах посредством шарниров 30 и узлов 32 подвески каждый из корпусных сегментов 24.1/28.1 и 24.2/28.2 поддерживается соответствующим задним рычагом 34.1 и 34.2. Каждый задний рычаг прикреплен к точке 36.1 или 36.2 поворота на переднем конце палубы, а на заднем конце палубы - к поворотному держателю 38.1 или 38.2, смонтированному на верхней поверхности соответствующего корпуса. Точка 36.1 или 36.2 поворота включает в себя упругую втулку, обычно осевой узел типа "Rubaride", который принимает участие в разделении подвесной нагрузки. Поворотный держатель 38.1 или 38.2 содержит шарнирное соединение, к которому присоединяется задний конец заднего рычага, и эластичную опору, присоединенную к соответствующему корпусу. Эластичная опора содержит упругую втулку обычного типа. Упругие втулки обеспечивают нержавеющие, не заедающие подшипниковые узлы.

Эластичная опора обеспечивает продольное перемещение точки поворота из-за различных дуг перемещения корпуса и заднего рычага. Шарнирные соединения на обоих концах задних рычагов ориентированы по своим осям, проходящим под прямыми углами относительной продольной оси палубы 12, и, таким образом, позволяют вертикальное перемещение корпусов относительно палубы, но ограничивают боковое и осевое перемещение относительно палубы.

Стойки 40.1 и 40.2 проходят внутрь от точек монтажа на соответствующих задних рычагах, находящихся между его концами, и шарнирно присоединены к забортным концам 42.1 и 42.2 соответствующих коромысел 44.1 и 44.2, смонтированных на опорах 46.1 и 46.2 в пределах палубы 12. К соответствующим концам 48.1 и 48.2 коромысел, расположенных внутри судна, присоединены регулируемые узлы подвески 50.1 и 50.2, каждый из которых содержит цилиндрическую пружину и демпфер, при этом самые нижние концы узлов подвески присоединены к соответствующим кронштейнам 52.1 и 52.2.

В компоновке, которая подобна компоновке передней пары корпусных секций, проиллюстрированная лодка включает в себя заднюю пару корпусных секций.

В поперечном направлении, наружу от палубы 12, примыкающей к задним концам передних корпусных секций 28.1 28.2, проходят соответствующие конструкции 54.1 и 54.2 держателей, к которым посредством соответствующих поперечно ориентированных шарниров 58.1 и 58.2 монтируются соответствующие передние корпусные сегменты 56.1 и 56.2. Соответствующие главные корпусные сегменты 60.1 и 60.2 шарнирно крепятся к передним корпусным сегментам 56.1 и 56.2 посредством шарниров 62.1 и 62.2 и соответствующих узлов подвески 64.1 и 64.2, причем каждый из них содержит цилиндрическую пружину и демпферный агрегат.

Соответствующие задние рычаги 66.1 и 66.2 проходят назад и наружу от точек 68.1 и 68.2 монтажа на сторонах палубы 12 и присоединяются к корпусам 56.1/60.1 и 56.2/60.2 посредством шарнирных кронштейнов 70.1 и 70.2 аналогично компоновке передних корпусов. Стойки 72.1 и 72.2 проходят через отверстия в сторонах палубы 12 между задними рычагами 66.1 и 66.2 в конструкции подвески, содержащей коромысла и узлы пружины/демпфера, как это показано на фиг.4 в компоновке, аналогичной компоновке по фиг.3.

Конструкции 54 держателей, передние корпусные сегменты 56 и главные корпусные сегменты 60 составляют пару задних корпусных секций.

Хотя фиг.3 и 4 показывают внутреннюю конфигурацию системы подвески, может использоваться и забортная конфигурация с узлами подвески, каждый из которых содержит пружину и демпферный агрегат, смонтированные снаружи палубы между палубой и соответствующим корпусом.

Вместо механической пружинно-демпферной системы подвески, показанной на фиг.3 и 4(а), может быть использована система активной подвески. Например, фиг.4(b) показывает систему активной подвески, содержащую главный привод 118 и вспомогательный привод 120, причем оба управляются с помощью гидравлического механизма 122 управления, расположенного в пределах палубы 12. Два привода работают между точкой 124 монтажа на палубе и соответствующим задним рычагом 34; 66 посредством тяги 126 привода. Главный привод 118 регулирует динамические характеристики подвески используемого судна, в то время как вспомогательный привод 120 используется для регулирования установки высоты колебаний судна.

Система подвески по фиг.3 и 4, кроме того, включает устройство ограничения чрезмерного выступа, позволяющее системе подвески иметь предварительное натяжение и предотвращающее чрезмерный выступ корпусов по отношению к палубе в предельно тяжелых условиях эксплуатации. Предпочтительно, чтобы система подвески имела предварительное натяжение (обычно приблизительно на 110%) с тем, чтобы можно было гарантировать, что, когда судно находится в неподвижном состоянии, подвеска будет полностью развернута.

В систему подвески включено также устройство регулирования высоты колебаний, обеспечивающее регулирование высоты колебаний палубы по отношению к корпусам. Это позволяет увеличивать или уменьшать высоту палубы относительно поверхности воды.

Описанная компоновка (схема) обеспечивает некоторую степень управляемого вертикального перемещения переднего конца каждого главного корпусного сегмента 28 и большую степень вертикального перемещения заднего конца каждого главного корпусного сегмента.

Максимальное вертикальное перемещение в точках 30 и 62 поворота обычно находится в диапазоне от 10% до 30% от максимального вертикального перемещения на задних концах корпусов.

Шарниры 32; 62 и узлы подвески 32; 64 разработаны так, чтобы они ограничивали перемещение вниз корпусных сегментов за пределы положений, схематически проиллюстрированных на фиг.7, с тем, чтобы предотвращать чрезмерный выступ корпусных сегментов. Задние концы передних корпусных сегментов 24; 56 могут поворачиваться вверх из своих проиллюстрированных состояний покоя вокруг шарниров 26; 58 по дуговой траектории А, в то время как задние концы корпусов 24/28; 58/60 могут поворачиваться вверх вокруг шарниров 26, 58 по дуговой траектории В, которая, по существу, имеет радиус, больший чем радиус траектории А.

Это достигается путем введения подходящего тормозного устройства в каждое шарнирное соединение, а также с помощью предварительного натяжения узлов подвески с тем, чтобы гарантировать, что, когда судно находится в неподвижном состоянии, корпуса имеют нейтральную регулировку. Использование предварительно натянутых узлов подвески предоставляет корпусу некоторый уровень жесткости, и при воздействии переходных ударных нагрузок корпусные сегменты будут только подниматься или поворачиваться вокруг шарнирных соединений 30, 62. Описанное выше использование подпружиненных и задемпфированных шарниров позволяет избежать необходимости во втором относительно громоздком агрегате заднего рычага и связанными с ним компонентами подвески для передних корпусных сегментов 24; 56 и предлагает альтернативу с небольшим весом и относительно низкой стоимостью.

Каждая корпусная секция имеет сплющенный, в основном, S-образный профиль в направлении, перпендикулярном ее продольной оси, с передним концом, определяемым держателем, прикрепленным к палубе, и задним концом, определяемым задним концом соответствующего заднего корпуса, причем задний конец корпусной секции находится ниже, чем ее передний конец.

На чертежах можно видеть, что задние концы передних корпусных секций находятся ниже передних концов задних корпусных секций.

Узлы подвески передних корпусов разработаны так, чтобы они ограничивали перемещение вверх задних концов передних корпусов с тем, чтобы предотвратить столкновение между передними и задними корпусами. Наружные кромки переднего и заднего корпусов, по существу, находятся на одной линии, как это лучше всего видно на фиг.2.

Передние корпусные секции несколько короче, чем задние корпусные секции (обычно приблизительно на 20-40%).

Можно заметить, что каждая корпусная секция от своего переднего конца изогнута, как в заднем направлении, так и наружу, по отношению к продольной оси палубы. Это обеспечивает желаемую свободно перетекающую конфигурацию палубы и корпуса.

Длина передних корпусных сегментов 24 и 56 обычно составляет от 20% до 40% от длины присоединенных к ним соответствующих корпусов. Передние концы передних корпусных сегментов крепятся к соответствующим конструкциям держателей относительно высоко на теле палубы 12, в то время как передние корпусные сегменты и главные корпусные сегменты изогнуты книзу в направлении своих задних концов так, чтобы под нижней стороной палубы 12 оставалась значительная часть каждого корпуса. Водоизмещение и плавучесть корпусов рассчитываются таким образом, чтобы гарантировать, что, когда лодка находится в воде в неподвижном состоянии, нижняя сторона палубы 12 была на расстоянии от воды. В целом, водоизмещение и плавучесть корпусов выбираются в зависимости от требований конкретного применения и эксплуатационных характеристик.

Форма каждой корпусной секции рассчитана на оптимальный гидродинамический эффект. Каждый передний корпусной сегмент и главный корпусной сегмент в сборе образуют составляющую единое целое, свободно перетекающую S-образную корпусную секцию, обеспечивающую оптимальные амортизирующие свойства как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Корпусные секции имеют в целом равномерно сужающийся профиль с формой и профилем конструкций держателей, передних корпусных сегментов и главных корпусных сегментов, плавно перетекающими от одного к другому. Ширина каждого корпуса на его переднем конце в направлении, перпендикулярном продольной оси палубы 12, находится в диапазоне от 50% до 100%, а обычно составляет приблизительно 60% от максимальной ширины корпуса, в то время как вертикальная глубина в сечении на переднем конце каждого корпуса находится в диапазоне от 2% до 20%, а обычно приблизительно составляет 10% от максимальной вертикальной глубины в сечении корпуса.

Каждый корпус сформирован, по меньшей мере, с одной скулой, которая изгибается назад и наружу от ее переднего конца. Верхняя поверхность каждого корпуса, непосредственно сзади от соответствующего поворотного держателя 38 или 70 изгибается вниз к сбегающему сужающемуся заднему концу. Этот профиль способствует уменьшению гидродинамически обусловленных отрицательных давлений, которые могут здесь появиться. Дополнительная мера для уменьшения отрицательных давлений в этой зоне заключается в добавлении вентиляционного канала в пределах вышеупомянутой сужающейся зоны с впускным отверстием канала, расположенным над уровнем воды корпуса.

Для оптимальной динамики корпуса с желательно быстрыми вертикальными ускорительными характеристиками корпус должен иметь небольшую массу. В то же время корпуса подвергаются значительным эксплуатационным напряжениям, что, в общем смысле, будет диктовать необходимость выполнения конструкции корпуса из долговечного, высокопрочного и легкого материала, такого как углеродное волокно, кевлар или алюминиевый сплав.

В некоторых вариантах осуществления, с целью минимизации массы корпусов и увеличения их сопротивления удару, в них может создаваться внутреннее избыточное давление. Например, каждый корпус может заполняться одним или большим количеством эластичных баллонов с повышенным давлением воздуха.

Вследствие того, что передний конец каждого корпуса прикреплен к конструкции держателя, смонтированной на палубе, и поддерживается ею, часть, составляющая приблизительно 30% массы каждого корпуса, является, по существу, статичной и неактивной. Свободно плавающий задний конец каждого корпуса составляет приблизительно 70% от эффективной массы корпуса, которая представляет собой часть ту корпуса, которая подвергается динамическому перемещению.

Важным является то обстоятельство, что масса корпуса, в частности динамическая масса каждого корпуса, должна быть, по существу, минимизирована, не говоря уже о достижении высокого отношения подпружиненной массы к не подпружиненной массе.

Хотя высокое отношение подпружиненной массы к не подпружиненной массе может обеспечить некоторый показатель эффективного судна, на данный показатель можно влиять путем регулирования веса палубы, обычно с использованием балласта или полезной нагрузки.

В идеальном случае, судно должно иметь минимально возможную не подпружиненную динамическую массу относительно данной массы палубы. Простое разделение корпуса судна на два отдельных корпуса будет увеличивать это отношение, а использование четырех корпусов будет увеличивать отношение в четыре раза. Использование описанной поворотной геометрии может увеличить цифру динамической не подпружиненной массы еще на 30% или около этого.

Описанная компоновка обеспечивает высокое отношение подпружиненной массы к не подпружиненной массе на судне, обычно, в целом, в районе 10:1. Это достигается комбинацией описанной конструкции корпуса и использования легких материалов в корпусах.

Как лучше всего видно на фиг.5, винты 86.1 и 86.2 монтируются на задних концах задних корпусов 60.1 и 60.2 и связаны с помощью телескопических приводных валов 88.1 и 88.2 с парой судовых двигателей 90.1 и 90.2, расположенных в двигательном отсеке 20.

Чтобы ограничить границы туннеля, или канала воздушного потока, между нижней стороной палубы 12 и задними корпусами 60.1 и 60.2, между сторонами палубы и соответствующими корпусами предусмотрены гибкие стенки или гибкие перегородки 92.1 и 92.2. Каждая стенка содержит комплект в целом прямоугольных перекрывающихся планок 94, каждая из которых в верхнем углу 96 шарнирно прикреплена к верхнему опорному рельсу 98, смонтированному на стороне палубы, причем в противоположном нижнем углу планки сформирована изогнутая прорезь 100, которая принимает штифт 102, смонтированный на нижнем опорном рельсе 104 на верхней внутренней кромке соответствующего корпуса. Поворотная/скользящая конфигурация планок 94 позволяет им двигаться так, чтобы обеспечивать относительное перемещение между корпусами и палубой, в то время как перекрытие между соседними планками гарантирует достаточную воздухонепроницаемость. Планки предпочтительно формируются из легкого, плотного, но эластичного материала, такого как композитные материалы на основе углеродных волокон или кевлара.

Когда лодка движется со скоростью, воздух попадает в туннель, определяемый границами между нижней стороной палубы 12 и внутренними сторонами задних корпусов, и создает положительное аэродинамическое давление с тем, чтобы способствовать уменьшению гидродинамических потерь на сопротивление движению. Чтобы увеличить аэродинамическое давление, на корме лодки предусматриваются выдвигающиеся вниз заслонки 106 и 108, предназначенные для того, чтобы в значительной степени закрыть задний конец канала воздушного потока или туннеля и довести таким образом до максимума подъемную (выталкивающую) силу, обеспечиваемую воздухом, захваченным в туннеле. Соответствующие заслонки независимо поддерживаются с помощью подпружиненных и задемпфированных узлов 110 и 112 подвески, которые управляют резким перемещением заслонок. Нижние наружные углы 114 и 116 соответствующих заслонок могут зацеплять внутренние кромки соответствующих корпусов 60.1 и 60.2, когда последние съезжают вверх во время эксплуатации лодки, и на заслонках и/или корпусах могут быть предусмотрены ролики или другие подшипниковые устройства с тем, чтобы позволить компонентам перемещаться относительно друг друга без повреждений. Эта система отводит заслонки вверх от контакта с водой во время основных перемещений корпусов.

Описанная лодка разработана для движения на высоких скоростях и, благодаря сочетанию действия воздуха, захваченного под палубой, и эффективной гидродинамической формы отдельных корпусов, имеет относительно небольшую смоченную площадь. Кроме того, использование множественных независимо подвешенных корпусов, каждый из которых значительно меньше по массе, чем центральная палуба лодки, позволяет лодке эффективно работать в условиях бурной или турбулентной воды, сообщая палубе, а следовательно, и экипажу, и пассажирам лодки лишь минимум ударного воздействия. Описанная четырехкорпусная конфигурация предусматривает четыре точки контакта между судном и водой, обеспечивая устойчивость судна как в боковой, так и продольной плоскости.

Следует понимать, что относительные размеры и пропорции палубы и корпусов, их относительные массы, степень хода компонентов подвески и геометрию корпусов можно отрегулировать в соответствии с требованиями. Например, лодка может быть оптимизирована для получения максимальной скорости или для перевозки предварительно заданной полезной нагрузки.

Конфигурация описанного судна хорошо подходит для широкой геометрической модуляции и обеспечивает плавучее средство, которое может использоваться как в умеренных, так и в предельно тяжелых эксплуатационных условиях. Конструкция обеспечивает большую амортизирующую способность и высокую системную эффективность. Описанное судно ориентировано, в первую очередь, на обеспечение высоких динамических и скоростных качеств, при этом меньшее внимание обращено на требования по водоизмещению и полезной нагрузке.

Несмотря на то, что представлено описание судна, имеющего четыре корпуса, принципы изобретения могут применяться также и к двухкорпусной конфигурации. В двухкорпусной версии корпуса будут проходить, по существу, на всю длину судна, при этом каждый из них будет иметь гибкое ограждение воздушной подушки или гибкую перегородку между самим корпусом и палубой судна. В остальном подвеска корпусов будет, по существу, такой же, как и вышеописанная подвеска для одной пары корпусов.

Описанный вариант осуществления имеет двигательно-движительные агрегаты, расположенные внутри судна, однако можно также использовать и забортные агрегаты, которые могут монтироваться либо на палубе, либо на задних концах задних корпусов. В случае парусного судна автономные энергетические агрегаты можно исключить.

1. Судно, способное работать в условиях бурной воды, содержащее центральную палубу; по меньшей мере, две пары корпусных секций: переднюю пару и заднюю пару, при этом корпусные секции каждой пары расположены на противоположных сторонах палубы и проходят под палубой, причем каждая корпусная секция содержит держатель, прикрепленный к палубе, и задний корпус, прикрепленный на его передней кромке к держателю с помощью, по меньшей мере, одного соединения, выполненного таким образом, чтобы ограничивать боковое и осевое перемещения корпуса относительно палубы, но позволять его поворот вокруг держателя, при этом корпуса имеют плавучесть, достаточную для удержания судна на воде таким образом, чтобы палуба была расположена на расстоянии от воды; и по меньшей мере, одну пару узлов подвески для поддерживания соответствующих корпусных секций, причем каждый узел подвески содержит элемент подвески, проходящий от палубы к точке монтажа соответствующего держателя на задней части корпуса, и выполнен с обеспечением перемещения корпуса относительно палубы и демпфирования движения корпуса.

2. Судно по п.1, отличающееся тем, что задние концы корпусных секций в передней паре корпусных секций находятся ниже передних концов задних корпусных секций.

3. Судно по п.1, отличающееся тем, что каждая корпусная секция имеет, по существу, S-образный профиль в направлении, перпендикулярном ее продольной оси, причем ее передний конец определен держателем, прикрепленным к палубе, а задний конец определен задним концом соответствующего заднего корпуса, при этом задний конец корпусной секции находится ниже, чем ее передний конец.

4. Судно по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что каждая корпусная секция включает подвижную опору корпуса, расположенную между держателем, прикрепленным к палубе, и корпусом, при этом указанная подвижная опора корпуса и корпус вместе образуют соответствующий задний корпус, причем подвижная опора корпуса присоединена на ее переднем конце к заднему концу держателя с помощью первого шарнирного соединения, а на ее заднем конце присоединена к переднему концу корпуса с помощью второго шарнирного соединения.

5. Судно по п.4, отличающееся тем, что длина подвижной опоры корпуса в направлении, параллельном продольной оси палубы, составляет от 20 до 40% длины корпуса в том же направлении.

6. Судно по п.4, отличающееся тем, что максимальный диапазон вертикального перемещения на переднем конце каждого заднего корпуса составляет от 10 до 30% максимального диапазона вертикального перемещения на заднем конце заднего корпуса.

7. Судно по п.1 или 2, отличающееся тем, что ширина каждого заднего корпуса на его переднем конце в направлении, перпендикулярном продольной оси палубы, составляет от 50 до 100% максимальной ширины заднего корпуса в том же направлении.

8. Судно по п.7, отличающееся тем, что ширина каждого заднего корпуса на его переднем конце составляет приблизительно 60% максимальной ширины заднего корпуса.

9. Судно по п.1 или 2, отличающееся тем, что вертикальная глубина в сечении каждого заднего корпуса на его переднем конце составляет от 2 до 20% максимальной вертикальной глубины в сечении заднего корпуса.

10. Судно по п.9, отличающееся тем, что вертикальная глубина в сечении каждого заднего корпуса на его переднем конце составляет приблизительно 10% максимальной вертикальной глубины в сечении.

11. Судно по п.1 или 2, отличающееся тем, что каждая корпусная секция изогнута назад и наружу от своего переднего конца относительно продольной оси палубы.

12. Судно по п.4, отличающееся тем, что включает в себя вспомогательный узел подвески между корпусом и подвижной опорой корпуса, при этом вспомогательный узел подвески выполнен с возможностью регулирования относительного перемещения между корпусом и подвижной опорой корпуса.

13. Судно по п.12, отличающееся тем, что вспомогательный узел подвески включает пружину и демпфирующее устройство.

14. Судно по п.12 или 13, отличающееся тем, что вспомогательный узел подвески включает тормозное устройство и имеет предварительное натяжение с тем, чтобы, когда судно находится в стационарном состоянии, корпус принимал полностью выдвинутое положение по отношению к подвижной опоре корпуса.

15. Судно по п.1, отличающееся тем, что каждый из узлов подвески, которые поддерживают задние корпуса относительно палубы, содержит задний рычаг, шарнирно присоединенный к палубе на своем первом конце или рядом с ним и к соответствующему заднему корпусу на своем втором конце или рядом с ним.

16. Судно по п.15, отличающееся тем, что каждый узел подвески включает элемент подвески, присоединенный между палубой и задним рычагом в точке, находящейся между концами заднего рычага.

17. Судно по п.16, отличающееся тем, что элемент подвески содержит пружину и демпфирующее устройство.

18. Судно по п.17, отличающееся тем, что элемент подвески содержит, по меньшей мере, один гидравлический привод.

19. Судно по любому из пп.15-18, отличающееся тем, что каждый узел подвески имеет предварительное натяжение с тем, чтобы, когда судно находится в стационарном состоянии, каждый соответствующий корпус принимал полностью выдвинутое положение по отношению к палубе.

20. Судно по п.1, отличающееся тем, что включает гибкие стенки, проходящие, по меньшей мере, между одной парой корпусных секций и палубой, ограничивая таким образом границы туннеля для воздушного потока под судном между корпусными секциями.

21. Судно по п.20, отличающееся тем, что гибкие стенки содержат множество перекрывающихся планок, причем каждая планка шарнирно смонтирована с обеспечением относительного перемещения между корпусными секциями и палубой.

22. Судно по п.20 или 21, отличающееся тем, что включает, по меньшей мере, одну заслонку на корме судна, выполненную с возможностью закрытия заднего конца туннеля, по меньшей мере, частично для того, чтобы довести до максимума подъемную силу, обеспечиваемую воздухом, захваченным в туннеле в процессе эксплуатации судна.

23. Судно по п.22, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одна заслонка выполнена таким образом, чтобы, когда соответствующий задний корпус совершает существенные перемещения, указанный корпус мог приподнять заслонку на расстояние от воды.

24. Судно по п.1, отличающееся тем, что включает, по меньшей мере, один пропульсивный агрегат, смонтированный в палубе или на палубе, и пару винтов, причем на каждом соответствующем заднем конце корпусной секции смонтировано по одному гребному винту, при этом гребные винты связаны с указанным, по меньшей мере, одним пропульсивным агрегатом с помощью телескопических приводных валов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к судостроению и направлено на оптимизацию гидродинамических характеристик проектируемых и эксплуатирующихся судов. .

Изобретение относится к области морского транспорта и предназначено для плавания как над водой, так и под водой. .
Изобретение относится к водным транспортным средствам, в которых предусмотрено использование привода с винтовым движителем. .

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкции корпуса пассажирского судна средних размеров типа яхты. .

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкции корпуса пассажирского судна средних размеров типа яхты. .

Изобретение относится к судостроению и к гидроавиации. .

Изобретение относится к судостроению и предназначено для использования, главным образом, на тихоходных судах большого водоизмещения. .

Изобретение относится к гидро- и аэродинамике объектов, находящихся и движущихся в пространстве, и может быть использовано в судостроении и ракетостроении. .

Изобретение относится к судостроению и касается создания судов на подводных крыльях. .

Изобретение относится к судостроению и касается конструирования судов катамаранного типа скоростного плавания, причем оно может быть использовано при изготовлении как маломерных судов, так и судов более крупного тоннажа с повышенными эксплуатационными качествами

Изобретение относится к области производства подводных работ с использованием буксируемых подводных аппаратов, преимущественно оснащенных гидроакустической измерительной аппаратурой

Изобретение относится к судостроению и касается создания малых судов на подводных крыльях

Изобретение относится к судостроению и касается создания малых судов на подводных крыльях

Изобретение относится к судостроению и касается создания малых судов на подводных крыльях

Яхта // 2426670
Изобретение относится к судостроению и касается строительства яхт

Изобретение относится к транспортным средствам на воздушной подушке и касается создания колесных движителей для судов на воздушной подушке

Изобретение относится к надувным судам, предназначенным для развлечения и спорта

Изобретение относится к судостроению и касается создания судов на подводных крыльях
Наверх