Водоизмещающее судно с воздушными кавернами

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования водоизмещающего судна с воздушными кавернами на днище. Водоизмещающее судно оборудовано устройством для создания на плоском днище искусственных каверн, состоящим из следующих друг за другом по длине судна на днище поперечных насадков в виде наклонных пластин и побортно установленных на днище продольных ограничительных килей, а также источником принудительной подачи по трубопроводам воздуха под днище судна для создания и поддержания образованных за поперечными насадками каверн. Упомянутые поперечные насадки выполнены с возможностью их раскрытия и складывания с прилеганием к днищу путем их поворота вокруг своих продольных осей, расположенных на днище судна. Продольные кили выполнены в виде надуваемых емкостей удлиненной формы. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик водоизмещающего судна с воздушными кавернами на днище в условиях ограниченности фарватера, на мелководье и в условиях движения на значительном волнении. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к судостроению и касается конструирования водоизмещающего судна с воздушными кавернами на днище, обеспечивающими снижение гидродинамического сопротивления и улучшение эксплуатационных характеристик судна.

Известно устройство для создания на днище судна единой воздушной каверны по патенту СССР №1145587. Основным элементом устройства является днищевая выемка, внутри которой создается единая воздушная каверна с волновым профилем. Выемка ограничена носовым реданом, бортовыми килями и кормовой наклонной плоскостью. Для повышения поперечной остойчивости судна внутри выемки устанавливаются продольные кили, которые делят каверну на секции, а также установлены поперечные насадки, обеспечивающие возможность создания единой каверны при движении судна. Однако наличие выемки в днище приводит к потере внутренних объемов. Вследствие этого возникает необходимость увеличения высоты надводного борта судна или увеличения высоты комингсов грузовых трюмов для сохранения их грузовместимости, что в свою очередь влечет за собой увеличение массы корпуса и снижение грузоподъемности судна. Кроме того, устройство может быть использовано только на судах новой постройки.

Известно также судно с устройством для формирования на его днище системы следующих друг за другом воздушных каверн и поддержания последних (Авторское свидетельство СССР №288576 от 03.12.1970 по заявке №899822 от 11.05.1964 г.) - прототип. Основными элементами устройства являются поперечные насадки, выполненные в виде наклонных пластин, установленных на плоском участке днища. Расстояние между соседними поперечными насадками принимается равным предельной длине каверны на расчетной скорости хода судна. С боков каверны ограничены побортно установленными на днище продольными ограничительными килями. Высота и длина продольных килей принимается такой, чтобы подаваемый под днище для создания и поддержания каверн воздух не мог стравливаться через них в атмосферу. Воздух от источника воздуха по системе труб подается либо к каждой поперечной насадке, либо только к некоторым из них, но обязательно к первой (носовой) поперечной насадке. Устройство может быть использовано как на вновь строящихся, так и на существующих судах.

Основным недостатком известного устройства является то обстоятельство, что ограничительные и промежуточные продольные кили существенно выступают за основную плоскость днища (для речных судов - на 0.3-0.4 м), что в условиях ограниченной глубины фарватера, на мелководье приводит к необходимости снижения расчетной осадки судна и, соответственно, к неизбежной потере его грузоподъемности (на 10-20% в зависимости от расчетной осадки). Кроме того, выступающие за основную плоскость днища элементы устройства могут быль легко повреждены в случае посадки судна на мель, при встрече с подводным препятствием или же при значительном уменьшении глубины фарватера.

Кроме того, для указанных устройств характерно резкое снижение их эффективности при движении в условиях сильного волнения или при движении со значительным начальным дифферентом судна. В этих случаях гидродинамическое сопротивление судна с воздушными кавернами, особенно при использовании выступающих за основную плоскость днища поперечных насадков в виде наклонных пластин, может быть даже выше, чем у традиционного судна.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик водоизмещающего судна с воздушными кавернами на днище в условиях ограниченности фарватера, на мелководье, при движении со значительным начальным дифферентом судна и в условиях движения на интенсивном волнении за счет сохранения расчетной осадки судна и, соответственно, снижения его сопротивления на волнении и при движении со значительным начальным дифферентом.

Это достигается тем, что у водоизмещающего судна с воздушными кавернами на днище, оборудованном устройством для создания на плоском днище искусственных каверн, состоящем из следующих друг за другом по длине судна на днище поперечных насадков в виде наклонных пластин и побортно установленных на днище продольных ограничительных килей, а также источником принудительной подачи по трубопроводам воздуха под днище судна для создания и поддержания образованных за поперечными насадками каверн, по изобретению упомянутые поперечные насадки выполнены с возможностью их раскрытия и складывания с прилеганием к днищу путем их поворота вокруг своих продольных осей, расположенных на днище судна, а продольные кили выполнены в виде надуваемых емкостей удлиненной формы.

Кроме того, на днище между побортно расположенными продольными ограничительными килями установлены промежуточные продольные кили.

Наряду с этим, ограничительные и промежуточные продольные кили выполнены разрезными - в виде отдельных, следующих друг за другом частей, при этом зазоры между соседними участками продольных килей выполнены с возможностью минимизации объема стравливания в атмосферу воздуха, подаваемого под днище судна.

В частном случае предлагаемого решения, водоизмещающее судно оборудовано пневмоприводом, предназначенным для раскрытия в рабочее положение и складывания поперечных насадков, надувания ограничительных и промежуточных продольных килей, а также системой контроля и поддержания ходового крена и дифферента в заданных пределах.

Выполнение поперечных насадков с возможностью их убирания за счет раскрытия и складывания с прилеганием к днищу путем их поворота вокруг своих продольных осей, расположенных на днище судна, наряду с надувными продольными килями обеспечивает в условиях ограниченности фарватера и на мелководье сохранение расчетной осадки судна и снижение его сопротивления в условиях движения при сильном волнении или со значительным начальным дифферентом, когда необходимость использования выступающих за основную плоскость днища поперечных насадков и ограничительных килей отпадает. Кроме того, это исключает возможность повреждения выступающих за основную плоскость насадков и ограничительных килей при прохождении судном участков предельного мелководья, шлюзовании, возможности посадки судна на мель, движении задним ходом и т.п.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется рисунками, где на фиг.1 схематично показано водоизмещающее судно с воздушными кавернами на днище (вид сбоку), на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 и на фиг.3 - схема складывания поперечного насадка.

На днище 1 судна 2 расположены поперечные насадки 3 в виде наклонных пластин, которые формируют воздушные каверны 4 и поддерживают их, и побортно установлены на днище 1 продольные кили 5, ограничивающие с боков образованные каверны 4 и препятствующие уносу воздуха из каверн 4 в сторону борта судна 2 (фиг.1 и 2). Для повышения поперечной остойчивости судна и предотвращения перетекания воздуха с борта на борт каверны 4 разделяются промежуточными продольными килями 6 на несколько изолированных друг от друга продольных секций 7 (фиг.2). Высота и длина продольных килей 5 принимается такой, чтобы подаваемый под днище воздух для создания и поддержания каверн не мог стравливаться через них в атмосферу. Поперечные насадки 3 имеют возможность складываться на днище 1 путем их поворота вокруг своих продольных осей 8, расположенных на днище судна (фиг.3). Надувные ограничительные 5 и промежуточные 6 продольные кили также имеют возможность складываться на днище путем стравливания из них воздуха. (фиг.2). Воздух из килей стравливается в атмосферу под действием гидростатического давления. В сложенном состоянии поперечные насадки 3, ограничительные 5 и промежуточные 6 продольные кили, складываясь на днище, прижимаются к нему, практически не выступая за основную плоскость ОП судна (фиг.1 и 2).

Судно оборудовано источником принудительной подачи воздуха 9 (воздуходувка или компрессор) по трубопроводам 10 (фиг.1) для создания и поддержания образованных за поперечными насадками 3 каверн 4. Причем воздух может подаваться к каждому поперечному насадку 3 или только к нескольким насадкам, но обязательно к первому (носовому). В последнем случае формирование остальных каверн обеспечивается воздухом, уносимым из хвостовой части каверны, расположенной носовее. Такой вариант подачи воздуха упрощает конструкцию и снижает потери энергии, обусловленные сопротивлением трубопроводов 10.

Для обеспечения складывания и раскрытия ограничительных 5 и промежуточных 6 продольных килей они выполнены разрезными - в виде отдельных, следующих друг за другом частей. При этом зазоры между соседними участками продольных килей 5 выполнены с возможностью минимизации объема стравливания в атмосферу воздуха, подаваемого под днище судна.

Судно 2 оснащено пневмоприводом (на рисунках не показано), предназначенным для раскрытия в рабочее положение и складывания поперечных насадков 3, а также для надувания ограничительных 5 и продольных 6 килей.

Для повышения эффективности применения воздушных каверн судно оборудовано системой контроля и поддержания ходового крена и дифферента в заданных пределах (на рисунках не показано).

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При необходимости создания на днище судна воздушных каверн поперечные насадки 3 с помощью пневмопривода раскрываются на расчетные углы путем поворота их вокруг своих продольных осей 8. Продольные ограничительные 5 и промежуточные 6 кили надуваются воздухом. С помощью источника принудительной подачи воздуха 9 в область поперечных насадков 3 подается воздух, причем обязательно воздух подается к первому носовому насадку, а формирование остальных, следующих за первым насадком, каверн обеспечивается воздухом, уносимым из хвостовой части каверны, расположенной носовее. Образовавшиеся каверны 4 обеспечивают снижение сопротивления трения судна при его движении.

В случае же движения судна в условиях ограниченности глубины фарватера, на мелководье, сильного волнения или со значительным начальным дифферентом судна, для предотвращения опасности повреждения выступающих за основную плоскость поперечных насадков 3 и продольных килей 5 и 6, а также для уменьшения сопротивления движению судна на волнении или при движении со значительным начальным дифферентом, насадки принудительно складываются путем их поворота вокруг своих продольных осей 8, а продольные кили 5 и 6 сдуваются с прилеганием к днищу 1.

Кормовые части 12 поперечных насадков 3 задают место и угол схода воздушных каверн 4. Каверны 4, кроме последней (кормовой), плавно замыкаются на поперечных насадках 3. Последняя каверна замыкается на плоском днище судна. С боков каверны 4 ограничиваются побортно установленными продольными ограничительными килями 5, препятствующими уносу воздуха из каверн в сторону борта.

На фиг.4 показан вариант предлагаемого устройства, у которого высота промежуточных поперечных насадков меньше высоты носового (первого) и кормового (последнего) поперечных насадков. В этом случае на днище 1 судна 2 можно сформировать единую воздушную каверну с волновым профилем 13. Эта каверна формируется носовым поперечным насадком и замыкается на кормовом поперечном насадке. Для обеспечения плавного обтекания кормового поперечного насадка, за ним формируется короткая каверна 4, которая замыкается на плоском днище.

В зависимости от условий эксплуатации эффект снижения гидродинамического сопротивления судов с каверной на днище может быть реализован двумя способами: за счет экономии топлива при выполнении того же объема транспортной работы, что и у традиционного судна, или за счет увеличения объема транспортной работы вследствие роста скорости хода судна с кавернами при неизменной мощности главных двигателей.

Предлагаемое водоизмещающее судно в значительной степени свободно от недостатков, которые являются неустранимыми в случае использования ранее разработанной модификации - прототипа; оно обладает большей эксплуатационной надежностью, не ведет к заметному снижению грузоподъемности, а при движении на интенсивном волнении или со значительным начальным дифферентом - к росту гидродинамического сопротивления судна, что его выгодно отличает от прототипа.

1. Водоизмещающее судно с воздушными кавернами на днище, оборудованное устройством для создания под днищем воздушных каверн, состоящим из следующих друг за другом по длине судна расположенных на днище поперечных насадков в виде наклонных пластин и побортно установленных на днище продольных ограничительных килей, а также источником принудительной подачи по трубопроводам воздуха под днище судна для создания и поддержания образованных за поперечными насадками каверн, отличающееся тем, что упомянутые поперечные насадки выполнены с возможностью их раскрытия и складывания с прилеганием к днищу путем их поворота вокруг своих продольных осей, расположенных на днище судна, а продольные кили выполнены в виде надуваемых емкостей удлиненной формы.

2. Водоизмещающее судно по п.1, отличающееся тем, что на днище между побортно расположенными продольными ограничительными килями установлены промежуточные продольные кили.

3. Водоизмещающее судно по п.2, отличающееся тем, что ограничительные и промежуточные продольные кили выполнены разрезными - в виде отдельных, следующих друг за другом частей, при этом зазоры между соседними участками продольных килей выполнены с возможностью минимизации объема стравливания в атмосферу воздуха, подаваемого под днище судна.

4. Водоизмещающее судно по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что оно оборудовано пневмоприводом, предназначенным для раскрытия в рабочее положение и складывания поперечных насадков, а также для надувания ограничительных и промежуточных продольных килей.

5. Водоизмещающее судно по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что оно оборудовано системой контроля и поддержания ходового крена и дифферента в заданных пределах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения и касается быстроходного глиссирующего судна с подводным крылом. .

Изобретение относится к области судостроения и касается проектирования судов (кораблей) повышенной штормовой мореходности. .

Изобретение относится к области судостроения и касается проектирования судов (кораблей) повышенной штормовой мореходности. .

Изобретение относится к области борьбы с разливами нефти и к способу сдерживания разливов нефти. .

Изобретение относится к конструкции спортивных моторных лодок. .

Изобретение относится к области судостроения. .

Изобретение относится к легким плавсредствам прибрежного плавания для морской геофизики. .

Изобретение относится к области судостроения, а именно к переоборудованию однокорпусных судов в многокорпусные с целью их использования для транспортировки нестандартных, крупногабаритных, массивных грузов в акваториях с ледовым покровом.

Изобретение относится к судостроению и касается создания скоростных катамаранов. .

Изобретение относится к судостроению и касается создания скоростных катамаранов. .

Изобретение относится к судовым движительным комплексам, предназначенным для эксплуатации при различных скоростях в условиях замерзающих морей

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования скоростных многокорпусных судов - тримаранов

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования однокорпусных быстроходных судов. Судно содержит вытянутый вдоль своей диаметральной плоскости корпус с плавными криволинейными обводами подводной части и с наибольшей шириной конструктивной ватерлинии в кормовой оконечности, успокоитель качки, скуловые кили и вертикальную килевую наделку в кормовой оконечности. Бортовые ветви ватерлинии имеют четыре характерных участка с разной геометрией. Линия диаметральной плоскости судна в днищевой части, проведенная через точки притыкания продолжений линий шпангоутов к диаметральной плоскости, на участке от форштевня до района 11 теоретического шпангоута параллельна плоскости ватерлинии, а на участке от района 12 теоретического шпангоута до 20 теоретического шпангоута имеет S-образную форму, которая притыкается к 20 теоретическому шпангоуту с углом малых значений 0-5° относительно плоскости конструктивной ватерлинии. Нижняя линия вертикальной килевой наделки является продолжением линии диаметральной плоскости судна в днищевой части носового участка 0-11 шпангоутов. Технический результат заключается в повышении курсовой устойчивости и управляемости при сохранении ходовых и мореходных качеств судна, а также в повышении эксплуатационных свойств судна. 2 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования кормовой оконечности судна, оборудованной движительно-рулевым комплексом (ДРК), установленным за пределами корпуса судна. Кормовая оконечность судна снабжена кринолином. В настиле кринолина выполнено отверстие, которое закрывается съемной платформой, на которой закреплен ДРК. По периметру отверстия установлены направляющие стойки, у которых верхний конец жестко связан с кронштейном, закрепленным на корпусе судна. Технический результат заключается в улучшении условий эксплуатации и технического обслуживания ДРК. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов конструкции судна ледового плавания и компоновки его пропульсивного комплекса. Кормовая оконечность судна ледового плавания имеет корпус с кормовым подзором, размещенный в кормовом подзоре движительно-рулевой комплекс, включающий установленную в диаметральной плоскости судна центральную пропульсивную винтовую установку и побортно установленные и расположенные на площадке пропульсивные установки в виде полноповоротных винто-рулевых колонок с гребным винтом, и наклонный ахтерштевень. Центральная пропульсивная установка выполнена также в виде полноповоротной винто-рулевой колонки с гребным винтом и расположена со смещением в корму от уровня плоскости дисков гребных винтов бортовых винто-рулевых колонок на расстояние, обеспечивающее бесконтактный с гребными винтами взаимный поворот центральной и бортовых винто-рулевых колонок на 360 градусов. Все три пропульсивные установки расположены на одной плоской горизонтальной площадке, огороженной сверху ледовым выступом, имеющим угол уклона в диаметральной плоскости судна γ, равный 30-50 градусов. Кормовая часть судна выше ледового выступа имеет форму ледокольного носа, а кормовые обводы ниже упомянутой площадки, примыкающие к днищу, имеют клиновидную форму с S-образными ватерлиниями. Угол наклона ахтерштевня судна к горизонту φ составляет 15-25 градусов, а угол входа кормовой конструктивной ватерлинии судна α на расстоянии от его диаметральной плоскости, равном 1/4 ширины судна, составляет 38-45 градусов. Технический результат заключается в улучшении маневренности и ходкости судна ледового плавания в режиме заднего хода при наличии ледового покрова. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования кормовой оконечности судна, имеющей водометные движители. Кормовая оконечность судна туннельного типа имеет надводный корпус и подводный корпус с днищем, выполненным, по крайней мере, с одним продольным аркообразным в поперечном сечении каналом, простирающимся вдоль всего корпуса судна ниже конструктивной ватерлинии. Профиль сечения подводного корпуса по конструктивной ватерлинии имеет максимальную ширину в районе кормы. Днищевые поверхности побортно между стенками бортов и канала выполнены в виде двух полуконусов с вершинами в носовой и основаниями в кормовой оконечностях корпуса. В кормовой оконечности подводного корпуса в его полуконические образования встроены водометные движители. В верхней части продольного канала в кормовой оконечности встроен дополнительный водометный движитель. Технический результат заключается в повышении пропульсивных и мореходных качеств судна. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается, в частности, многокорпусных судов с динамическими принципами поддержания. Гидродинамическое судно содержит подводный корпус, соединенный стойками с надводным корпусом, выполненным водоизмещающим с обводами скоростного судна, внутри которого размещены рулевая рубка, пассажирское отделение, трюм, моторное отделение, внутри которого расположен двигатель, кинематически соединенный с гребным винтом, а также имеются руль и механизмы управления. Подводный корпус выполнен в форме плоского понтона, заостренного спереди и сзади, имеющего сверху ровную и гладкую поверхность, в нижней части которого выполнены глухие внутренние каналы, открывающиеся наружу, размещенные рядами в продольном и поперечном направлениях, прямоугольного сечения, продольная ось каждого из которых наклонена назад под углом 40 градусов к вертикали. Противоположные стенки каждого из каналов равны по площади, а высота каждого из них равна ширине его трех стенок. Технический результат заключается в повышении эксплуатационных качеств многокорпусного судна. 10 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается перевозки грузов надводным транспортом. Устройство для перевозки грузов надводным транспортом включает корпус основного транспортного судна с членами экипажа с надводной его частью для размещения перевозимого груза и дополнительный корпус транспортного судна без членов экипажа, который расположен параллельно корпусу основного транспортного судна и жестко с ним соединен общими полыми трубами жесткости, которые также соединены с последовательно расположенными между ними подводными лодками. В кормовой части подводные лодки выполнены с гребными винтами для перемещения транспортного судна в заданном направлении. Технический результат заключается в увеличении грузоподъемности и повышении маневренности транспортного судна. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, точнее к платформам для бурения скважин и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений на шельфе. Судно снабжения содержит прочный корпус, легкий корпус затопляемой ходовой рубки. Корпус судна выполнен по типу прочного корпуса подводных лодок с группой люков герметичных замков на палубе. Судно дополнено коммутирующей платформой, которая снабжена шлюзовым каналом, расположенным вертикально и пропущенным через палубу и днище легкого корпуса коммутирующей платформы. В прочном корпусе судна на нижнем уровне установлен дополнительный люк герметичного замка, снабженный гнездом герметичного соединения судна снабжения с ответным гнездом на коммутирующей платформе. Патрубок шлюзового канала исполняет функцию прочного корпуса платформы. Над люками герметичных замков шлюзового канала установлены гнезда герметичного соединения с ответными гнездами на судне и на подводной нефтедобывающей платформе. На палубе коммутирующей платформы установлен стапель под днище судна снабжения. На легком корпусе подводной нефтедобывающей платформы установлены лебедки кабельных тросов и механизированные вьюшки гибких шлангов. На верхнем контуре прочного корпуса подводной нефтедобывающей платформы установлен дополнительный люк герметичного замка в комплекте с гнездом герметичного соединения под ответное гнездо на коммутирующей платформе. На палубе подводной нефтедобывающей платформы предусмотрен стапель под днище коммутирующей платформы. Достигается расширение функциональных возможностей судна снабжения путем перекачки и хранения добытого сырья, обеспечения вахтовой смены экипажа подводной нефтедобывающей платформы и возможности проведения аварийной спасательной операции экипажа. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования обводов корпуса судна. Корпус судна туннельного типа имеет надводный корпус и подводный корпус с днищем, выполненным с продольным аркообразным в поперечном сечении каналом, простирающимся вдоль всего корпуса судна. Продольный канал расположен ниже конструктивной ватерлинии и выполнен с образующими, параллельными диаметральной плоскости. В средней части продольного канала выполнен вырез, образующий нишу в надводном корпусе выше конструктивной ватерлинии. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик судна туннельного типа за счет уменьшения сопротивления трения при движении судна. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования водоизмещающего судна с воздушными кавернами на днище

Наверх