Корпус судна туннельно-скегового типа
Владельцы патента RU 2555255:
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) (RU)
Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования корпуса судна туннельно-скегового типа. Корпус судна имеет надводный корпус и подводный корпус, имеющий криволинейные борта ниже конструктивной ватерлинии, сходящиеся к носу. Подводный корпус имеет днище с продольным туннелем, выполненным с верхним подковообразным сводом и вертикальными стенками, простирающимися вдоль всего корпуса судна ниже конструктивной ватерлинии и с образующими, параллельными диаметральной плоскости судна. Профиль сечения подводного корпуса по конструктивной ватерлинии имеет максимальную ширину в районе кормы. В носовой и кормовой оконечностях продольного туннеля установлены по меньшей мере по одному подвижному ограждению, каждое с возможностью поворота и крепления относительно оси, проходящей в районе соприкосновения верхнего подковообразного свода и вертикальных стенок продольного туннеля, а также перпендикулярной диаметральной плоскости судна. Каждое подвижное ограждение может находиться в убранном положении и в рабочем положении, при котором подвижные ограждения совместно с вертикальными стенками образуют замкнутую область в продольном туннеле. В надводном корпусе установлено по меньшей мере одно средство для нагнетания воздуха в замкнутую область продольного туннеля. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных и мореходных качеств судна. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования корпуса судна туннельно-скегового типа.
Известен корпус судна туннельного типа (патент RU №2302971, кл. B63B 1/00, B63B 1/40, 2007), содержащий надводный корпус и подводный корпус, имеющий криволинейные борта ниже конструктивной ватерлинии, сходящиеся к носу, и днище с продольным туннелем, выполненным с верхним подковообразным сводом и вертикальными стенками, простирающимися вдоль всего корпуса судна ниже конструктивной ватерлинии, и с образующими, параллельными диаметральной плоскости судна, а профиль сечения подводного корпуса по конструктивной ватерлинии имеет максимальную ширину в районе кормы.
Корпус судна туннельного типа по патенту RU №2302971 принят за прототип.
Как следует из описания к устройству-прототипу, для уменьшения волнового сопротивления при движении судна с относительно большими скоростями хода осуществляется снятие негативного перепада волнового давления на подводном корпусе путем выполнения в днище ниже конструктивной ватерлинии продольного туннеля, имеющего верхний подковообразный свод и вертикальные стенки в поперечном сечении и образующие, параллельные диаметральной плоскости судна.
Недостатком указанного известного корпуса судна является повышенное сопротивление трения на всех скоростях хода. При движении судна со стороны окружающей среды на подводный корпус действует сопротивление воды. Одной из составляющих сопротивления воды при движении судна является поверхностное вязкостное сопротивление трения, зависящее от величины площади смоченной поверхности подводного корпуса, скорости хода и плотности воды. Представленные обводы подводного корпуса с преимуществами, полученными при снижении волнового сопротивления при движении судна с относительно большими скоростями, имеют повышенное сопротивление трения на всех скоростях хода из-за относительно большой величины площади смоченной поверхности подводного корпуса по сравнению с равным по водоизмещению и главным размерениям аналогичного судна с традиционными обводами корпуса.
Целью предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационных характеристик и увеличение скорости судна за счет уменьшения полного сопротивления воды при движении судна.
Цель достигается тем, что в корпусе судна туннельно-скегового типа, который содержит надводный корпус и подводный корпус, имеющий криволинейные борта ниже конструктивной ватерлинии, сходящиеся к носу, и днище с продольным туннелем, выполненным с верхним подковообразным сводом и вертикальными стенками, простирающимися вдоль всего корпуса судна ниже конструктивной ватерлинии, и с образующими, параллельными диаметральной плоскости судна, а профиль сечения подводного корпуса по конструктивной ватерлинии имеет максимальную ширину в районе кормы, согласно предлагаемому техническому решению в носовой и кормовой оконечностях продольного туннеля установлены, по меньшей мере, по одному подвижному ограждению, каждое с возможностью поворота и крепления относительно оси, проходящей в районе соприкосновения верхнего подковообразного свода и вертикальных стенок продольного туннеля, а также перпендикулярной диаметральной плоскости судна, причем каждое подвижное ограждение может находиться в убранном положении, при котором подвижное ограждение встроено в верхний подковообразный свод, и в рабочем положении, при котором подвижные ограждения, совместно с вертикальными стенками, образуют замкнутую область в продольном туннеле, а в надводном корпусе установлено, по меньшей мере, одно средство для нагнетания воздуха в замкнутую область продольного туннеля.
Целесообразно по кромкам подвижных ограждений установить уплотнения для герметизации замкнутой области в продольном туннеле.
Также целесообразно на верхней кромке каждого подвижного ограждения установить фиксаторы для дополнительного крепления подвижного ограждения, как в убранном, так и в рабочем положениях.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где:
фиг. 1 - вид сверху на корпус судна туннельно-скегового типа;
фиг. 2 - продольный разрез корпуса судна по диаметральной плоскости;
фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2;
фиг. 4 - узел А на фиг. 2 (аксонометрическая проекция). Подвижное ограждение в убранном положении;
фиг. 5 - узел А на фиг. 2 (аксонометрическая проекция). Подвижное ограждение в рабочем положении.
Корпус судна содержит надводный корпус 1 выше конструктивной ватерлинии 2 и подводный корпус 3 ниже конструктивной ватерлинии 2. Надводный корпус 1 может быть любой формы в зависимости от назначения судна. Подводный корпус 3 имеет криволинейные борта 4, сходящиеся к носу, и днище 5 с продольным туннелем 6. Продольный туннель 6 расположен ниже конструктивной ватерлинии 2 и выполнен с верхним подковообразным сводом 7 и вертикальными стенками 8, образующие которых параллельны диаметральной плоскости 9 судна. В носовой и кормовой оконечностях продольного туннеля 6 установлены, по меньшей мере, по одному подвижному ограждению 10. Каждое подвижное ограждение 10 имеет возможность поворота и крепления относительно оси 11. Ось 11 каждого подвижного ограждения 10 проходит в районе соприкосновения верхнего подковообразного свода 7 и вертикальных стенок 8, а также перпендикулярна диаметральной плоскости 9 судна. В верхнем подковообразном своде 7 предусмотрена ниша 12 для обеспечения поворота подвижного ограждения 10. Каждое подвижное ограждение 10 может находиться в убранном положении, при котором подвижное ограждение 10 встроено в верхний подковообразный свод 7, и в рабочем положении, при котором подвижные ограждения 10, совместно с вертикальными стенками 8, образуют замкнутую область в продольном туннеле. В кормовой оконечности подводного корпуса 3 установлены движители 13, например водометные движители, как показано на рисунках. Внутри надводного корпуса 1 установлены средства 14 для нагнетания воздуха в замкнутую область продольного туннеля 6 по каналам 15.
Целесообразно по кромкам подвижных ограждений 10 установить уплотнения (на чертежах не показаны) для герметизации замкнутой области в продольном туннеле 6.
Также целесообразно на верхней кромке каждого подвижного ограждения 10 установить фиксаторы 17 для дополнительного крепления подвижного ограждения, как в убранном, так и рабочем положениях.
На рисунках показана ватерлиния 16 при создании воздушной подушки.
Эксплуатация судна осуществляется следующим образом.
При относительно малых (экономических) скоростях хода судна подвижные ограждения 10 встроены в верхний подковообразный свод 7 и образуют поверхность с минимальным сопротивлением воды. При этом целесообразно каждое подвижное ограждение 10 посредством фиксаторов 17 дополнительно закрепить в нише 12, чтобы обеспечить большую надежность крепления подвижного ограждения 10 при эксплуатации судна. В этом случае судно движется как обычное водоизмещающее судно посредством движителей 13.
Для обеспечения движения судна на высоких скоростях хода каждое подвижное ограждение 10 поворачивают относительно оси 11 в рабочее положение. При этом подвижные ограждения 10 перекрывают продольный туннель 6, создавая, совместно с вертикальными стенками 8, замкнутую область. Посредством каждого средства 14 через канал 15 в замкнутую область нагнетается воздух с повышенным давлением, образуя воздушную подушку в продольном туннеле 6, которая создает аэростатическую силу поддержания. Корпус судна, вследствие создания воздушной подушки, выходит из воды по ватерлинию 16. Движение судна осуществляется посредством движителей 13.
Целесообразно по кромкам подвижных ограждений 10 в местах соприкосновения со стенками продольного туннеля 6 установить уплотнения (на чертежах не показаны) для эффективной герметизации замкнутой области в продольном туннеле 6.
Также целесообразно каждое подвижное ограждение 10 в рабочем положении посредством фиксаторов 17 дополнительно закрепить в нише 12 для надежного восприятия нагрузок на подвижное ограждение 10 при движении судна.
В продольном туннеле 6 практически полностью находится воздух, а часть поверхности бортов 4 выходит из воды по новую ватерлинию 16, создаваемую воздушной подушкой, что существенно уменьшает площадь смоченной поверхности подводного корпуса 3, а следовательно, снижается сопротивление трения воды при движении судна.
При этом уменьшается водоизмещающий объем и осадка подводного корпуса 3, что снижает волнообразование, обусловленное вытеснением воды при движении судна, а следовательно, снижает волновое сопротивление.
В результате предложенный корпус судна туннельно-скегового типа за счет создания воздушной подушки в продольном туннеле 6 позволит повысить эксплуатационные и мореходные качества судна путем снижения полного сопротивления воды при движении судна на относительно высоких скоростях хода, то есть основных его составляющих: сопротивления трения и волнового сопротивления.
1. Корпус судна туннельно-скегового типа, содержащий надводный корпус и подводный корпус, имеющий криволинейные борта ниже конструктивной ватерлинии, сходящиеся к носу, и днище с продольным туннелем, выполненным с верхним подковообразным сводом и вертикальными стенками, простирающимися вдоль всего корпуса судна ниже конструктивной ватерлинии и с образующими, параллельными диаметральной плоскости судна, а профиль сечения подводного корпуса по конструктивной ватерлинии имеет максимальную ширину в районе кормы, отличающийся тем, что в носовой и кормовой оконечностях продольного туннеля установлены по меньшей мере по одному подвижному ограждению, каждое с возможностью поворота и крепления относительно оси, проходящей в районе соприкосновения верхнего подковообразного свода и вертикальных стенок продольного туннеля, а также перпендикулярной диаметральной плоскости судна, причем каждое подвижное ограждение может находиться в убранном положении, при котором подвижное ограждение встроено в верхний подковообразный свод, и в рабочем положении, при котором подвижные ограждения образуют замкнутую область в продольном туннеле, а в надводном корпусе установлено по меньшей мере одно средство для нагнетания воздуха в замкнутую область продольного туннеля.
2. Корпус судна туннельно-скегового типа по п. 1, отличающийся тем, что по кромкам подвижных ограждений установлены уплотнения для герметизации замкнутой области в продольном туннеле.
3. Корпус судна туннельно-скегового типа по п. 1, отличающийся тем, что на верхней кромке каждого подвижного ограждения установлены фиксаторы для дополнительного крепления подвижного ограждения как в убранном, так и в рабочем положениях.
