Судно с малой площадью ватерлинии



Судно с малой площадью ватерлинии
Судно с малой площадью ватерлинии
Судно с малой площадью ватерлинии
Судно с малой площадью ватерлинии

 


Владельцы патента RU 2601464:

Лялин Александр Поликарпович (RU)

Изобретение относится к области судостроения, преимущественно к высокоскоростному морскому флоту, как к военному, так и к гражданскому. Судно с малой площадью ватерлинии содержит два корпуса: надводный и подводный, которые соединены вертикальными стойками, а также двигательные установки и воздушные компрессоры, которые расположены в подводном корпусе. Подводный корпус в поперечном сечении выполнен прямоугольным, с плоской горизонтальной верхней поверхностью, с плоскими вертикальными боковыми поверхностями и нижней поверхностью. Нижняя поверхность в продольном сечении подводного корпуса имеет форму хорошо обтекаемого тела с подачей сжатого воздуха под нижнюю поверхность подводного корпуса. Достигается простота конструкции, снижение трения и волнового сопротивления. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения, преимущественно высокоскоростного морского и может быть использовано как в гражданском флоте (вар. круизные лайнеры), так и в военном (вар. авианосцы).

Известны суда с малой площадью ватерлинии (см. материал из Википедии «Корабли и суда с малой площадью ватерлинии»), содержащие надводный и подводные корпуса (как правило, два - катамаранная схема), соединенные вертикальными стойками обтекаемой формы. При этом двигательные установки могут располагаться как в надводном, так и в подводных корпусах судна.

И хотя в мире уже построено более 50 судов по такой схеме (S.W.A.T.H.), широкому их распространению препятствует ряд недостатков. Подводные корпуса близки по форме к корпусам подводных лодок и потому сложны в изготовлении. Кроме того, круглое сечение корпусов затрудняет размещение в них судового оборудования, в частности двигательных установок. Использование подводных корпусов круглого сечения и особенно двух увеличивает смоченную поверхность, а значит, и трение, в сравнении с обычными надводными судами равного водоизмещения. Чтобы снизить до минимума волновое сопротивление, что является одним из главных достоинств судов данной схемы, подводные корпуса погружают на значительную глубину, что затрудняет заход в мелководные порты.

Целью изобретения является устранение перечисленных выше недостатков при сохранении всех достоинств данной схемы.

Технический результат достигается тем, что в судне с малой площадью ватерлинии, содержащем два корпуса: надводный и подводный, соединенных вертикальными стойками, с двигательной установкой размещенной в подводном корпусе, по изобретению последний выполнен прямоугольным в поперечном сечении с горизонтальной верхней поверхностью, плоскими вертикальными боковыми и нижней, имеющей в продольном сечении корпуса форму хорошо обтекаемого тела. Для снижения трения под нижнюю поверхность подводного корпуса подается сжатый воздух. Для предотвращения утечки воздуха, вертикально расположенные боковые поверхности подводного корпуса снабжаются скегами. При этом сжатый воздух подается в передней части подводного корпуса и по всей его ширине. Для повышения равномерности распределения слоя сжатого воздуха по всей нижней поверхности подводного корпуса имеются продольные ребра, высота которых превышает толщину слоя воздуха заключенного между ними.

На фиг. 1 изображено судно с уменьшенной площадью ватерлинии (далее СУПВ.) в продольном разрезе. На фиг. 2 СУПВ. Вид А. На фиг. 3 приводится упрощенное сравнение величин смоченных поверхностей обычных подводных корпусов круглого сечения (F1) и прямоугольного со смоченными поверхностями а+б+в (F2) равного водоизмещения (10000 т для прямоугольного подводного корпуса и 2×5000 т для двух подводных корпусов круглого сечения. На фиг. 4 схематично показано образование надводного «горба» за носовой частью обычного подводного корпуса круглого сечения при малой глубине погружения и его отсутствие у подводного корпуса предлагаемой формы.

СУПВ. содержит надводный корпус Η и подводный корпус Π соединенные между собой вертикальными обтекаемыми стойками 1. Подводный корпус Π образован плоской горизонтальной верхней поверхностью 2, двумя вертикальными боковыми поверхностями 3 со скегами 4 и нижней поверхностью 5, имеющей профиль хорошо обтекаемого тел с продольными ребрами 6. В подводном корпусе Π размещаются двигатели 7 с движителями 8 (вар. гребные винты).

СУПВ. действует следующим образом. Для стартового разгона до крейсерской скорости используются дополнительные двигатели (вар. газотурбинные), после чего с помощью компрессоров (не показаны) под нижнюю поверхность 5 в передней части подводного корпуса Π начинает нагнетаться сжатый воздух, что приводит к значительному уменьшению сопротивления движению и дополнительные двигатели отключаются.

Соотношение смоченных площадей подводных корпусов двух судов равного водоизмещения (вар. 10000 т) - обычного, катамаранного типа с корпусами круглого сечения и предлагаемого с одиночным подводным корпусом прямоугольного сечения с подачей сжатого воздуха под нижнюю поверхность (см. фиг. 3), свидетельствует о почти двукратном снижении потерь на трение (F1=25130 м2×2 и F2=30000 м2), что при почти полном отсутствии волнового сопротивления (главное достоинство схемы S.W.A.T.H.) обеспечивает значительный прирост скорости движения при той же мощности двигателей.

Различается и гидродинамическое воздействие разной формы подводных корпусов на водную среду при высокоскоростном движении (см. фиг. 4). Подводный корпус круглого сечения вследствие поперечной симметрии, своей носовой частью «расталкивает» воду равномерно во все стороны, что при малой глубине погружения создает «горб» на поверхности воды - источник волнового сопротивления. И во избежание этого подводные корпуса круглого сечения погружаются довольно глубоко в воду, повышая этим осадку судна. Предлагаемая прямоугольная форма подводного корпуса судна с плоской горизонтальной верхней поверхностью при высокоскоростном движении «выталкивает» воду вследствие ее инерционности вниз и не создает «горба», даже при движении в поверхностных слоях воды.

И предлагаемая прямоугольная форма подводного корпуса не только несравнимо проще, а значит, и дешевле в изготовлении, но и гораздо удобнее в использовании внутреннего пространства, чем круглые корпуса.

1. Судно с малой площадью ватерлинии, содержащее два корпуса: надводный и подводный, соединенные вертикальными стойками, двигательные установки и воздушные компрессоры, расположенные в подводном корпусе, отличающееся тем, что подводный корпус выполнен прямоугольным в поперечном сечении, с плоской горизонтальной верхней поверхностью, с плоскими вертикальными боковыми поверхностями и нижней поверхностью, в продольном сечении подводного корпуса имеющей форму хорошо обтекаемого тела, с подачей сжатого воздуха под нижнюю поверхность подводного корпуса.

2. Судно по п.1, отличающееся тем, что плоские вертикально расположенные боковые поверхности подводного корпуса снабжены скегами, исключающими отток воздуха из под нижней его поверхности.

3. Судно по п.1, отличающееся тем, что сжатый воздух под нижнюю поверхность подводного корпуса подается в передней его части и по всей его ширине.

4. Судно по п.1, отличающееся тем, что снаружи по всей длине нижней поверхности подводного корпуса имеется несколько продольных, равномерно распределенных ребер.

5. Судно по п.4, отличающееся тем, что продольные ребра имеют высоту, превышающую толщину слоя воздуха под нижней поверхностью подводного корпуса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения, преимущественно речного, и может быть использовано для создания высокоскоростных пассажирских судов. Судно-катамаран содержит два корпуса, связанных между собой соединительным мостом.

Изобретение относится к области судостроения и касается гидродинамических характеристик судна. Предложен гидродинамический канализирующий насадок, установленный на носу судна и состоящий из горизонтальной стенки (1) и двух боковых стенок (2 и 3), благодаря которым поток через канал приобретает характеристики, существенно отличающиеся от характеристик потока вне канала, и тем самым снижается волнообразование, потери на трение и, соответственно, расход топлива, необходимый для движения судна в обычных условиях.

Изобретение относится к судовым устройствам. Судовое устройство (1) содержит плавающий буй (3), подводную полезную нагрузку (5) с электрическими средствами и электронными устройствами, источник энергии (7) и причальный трос (9).

Изобретение относится к подводному плавающему устройству (1), включающему вставку (4), содержащую термопластический материал и полую трубу (7), пену (5) из термопластического материала, по меньшей мере частично, закрывающего вставку (4), наружную обшивку (6), содержащую термопластический материал, который сформирован инжекцией под давлением по пене и находится в контакте с водой во время использования.

Изобретение относится к области водного транспорта. Гидроаэродинамический движитель состоит из конструкции судна, включающий в себя носовой обтекатель с реданом, бортовые и килевые продольные ножи, между которыми располагаются днищевые направляющие крылья, где рабочим телом является нагнетаемый воздух, выбрасываемый через направляющие крылья в воду под днищем судна.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции быстроходных судов. Быстроходное судно с реданом на днище снабжено наряду с основными движителями вспомогательным движителем.

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса создания ледокольных судов, предназначенных для прокладки широкого канала, обеспечивающего безопасную проводку крупнотоннажных судов во льдах.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции глиссирующего судна, предназначенного для перемещения по воде, льду и снегу. Аэросани-амфибия содержат корпус с некилеватым днищем, кабину, двигатель с воздушным винтом и аэродинамические рули.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для проектирования корпусов судов с возможностью осуществления погрузочно-разгрузочных операций на необорудованном побережье, десантных кораблей, в решении задач освоения ресурсов шельфа.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции полупогружных судов, предназначенных для эксплуатации в ледовых условиях Арктики и в незамерзающих морях.

Изобретение относится к области судостроения и касается морских крупнотоннажных транспортных судов с искусственной каверной на днище с дифферентно-креновой системой, предназначенных для эксплуатации в ледовых полях, в том числе в условиях малых глубин Балтийского моря и Арктического шельфа. Предложенное судно имеет в днище выемку для образования единой воздушной каверны с волновым профилем, начинающуюся с редана в носовой части и ограниченную скегами по бортам и кормовым сводом в виде наклонной пластины. Полость выемки сообщена с системой подачи воздуха и с системой стравливания воздуха из нее. Внутри выемки размещены продольные кили, разделяющие выемку на продольные секции, и поперечные козырьки в виде наклонных пластин, следующих друг за другом вниз по потоку. Системы стравливания и подачи воздуха в продольных секциях выемки, а также в носовой и кормовой частях каждой продольной секции, ограниченных козырьками, выполнены независимыми друг от друга с возможностью раздельной подачи и стравливания воздуха. Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных характеристик, увеличение экономической эффективности и повышение ледопроходимости морского крупнотоннажного транспортного судна с воздушной каверной на днище. 2 ил.
Наверх