Скуловой киль



Скуловой киль
Скуловой киль
Скуловой киль
Скуловой киль

 


Владельцы патента RU 2616320:

Акционерное общество "Зеленодольское проектно-конструкторское бюро" (АО "Зеленодольское ПКБ") (RU)

Изобретение относится к области судостроения, в частности к пассивным успокоителям бортовой качки с помощью скуловых килей. Предлагаемый скуловой киль устанавливается на скуловом закруглении корпуса судна с обоих бортов и состоит из листа стенки киля с полособульбом, нижней стенки киля и обделки свободной кромки скулового киля, закрепленной с помощью сварки на участке в пределах постоянной высоты скулового киля. При этом обделка свободной кромки выполнена в виде продольной полуцилиндрической незамкнутой поверхности с полуокружностью радиуса R, составляющего 0,2-0,5 высоты скулового киля до установки предлагаемой обделки, или в виде продольной цилиндрической незамкнутой поверхности с размерами менее половины окружности радиуса R, составляющего 0,2-0,5 от высоты скулового киля до установки предлагаемой обделки. Обделка приварена своей выпуклой стороной симметрично к полособульбу, который приварен к листу стенки киля. При виде с торца скулового киля обделка в своих носовой и кормовой оконечностях срезана по плавной кривой и заострены ее кромки. Технический результат заключается в повышении эффективности умерения бортовой качки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к пассивным успокоителям бортовой качки с помощью скуловых килей. Скуловые кили умеряют бортовую качку за счет демпфирования, являющегося следствием возникновения нормальной силы на скуловом киле от воздействия поперечного потока воды при качке судна.

В свою очередь, нормальная сила определяется по формуле , смотри [1], стр. 194 (А.Н. Шмырев и другие. Успокоители качки судов. Изд. Судостроение, Ленинград 1972 г. ), где:

Схотр - коэффициент отрывного обтекания скулового киля;

- скоростной напор поперечного потока, натекающего на скуловой киль;

S - площадь скулового киля.

Так как величина коэффициента Схотр зависит от интенсивности волно- и вихреобразования на свободной кромке скулового киля, Схотр может быть увеличен за счет применения конструкции обделки свободной кромки скулового киля, обеспечивающей повешенное волно- и вихреобразование.

Известны скуловые кили судов с обделкой свободной кромки. Например, в ОСТ5Р.1194-95 [2] на стр. 14 и 15 - скуловые кили исполнения 2.2 и 2.3. Однако у этих скуловых килей утолщенная кромка полособульба является недостаточным активизатором волно- и вихреобразования на свободной кромке скулового киля, ввиду малого размера «бульба».

Аналогом предлагаемого скулового киля является также изобретение по а.с. 745764 от 06.10.1978 г., в котором скуловой киль выполнен объемной конструкции с двумя пластинами продленными наружу от свободной кромки скулового киля, создающих две дополнительные свободные кромки, которые повышают волно- и вихреобразование скулового киля во время бортовой качки судна.

Недостатками такого скулового киля являются его громоздкость и сложность изготовления, а также придание судну дополнительного сопротивления движению из-за продольных вихрей, образующихся во внутренних углах обделки скулового киля. Такие громоздкие скуловые кили применяют на больших судах, имеющих малые скорости хода.

Наиболее близким аналогом является изобретение по патенту RU 2238214 С2 от 27.12.2002 г., у которого «гнутая пластина, выполненная в виде равнобокого угольника, прикреплена вершиной к продольной пластине симметрично по отношению к ее оси», выполняет роль большой обделки свободной кромки скулового киля, увеличивающей волно- и вихреобразование при вертикальных перемещениях скулового киля во время бортовой качки судна. Увеличение волно- и вихреобразования происходит за счет дополнительной свободной кромки скулового киля и за счет увеличения присоединенных масс воды от увеличения высоты обделки.

Недостаточная эффективность такого скулового киля очевидна из конфигурации обделки в виде равнобокого угольника. Натекание поперечного потока на обделку скулового киля при бортовой качке судна происходит под углами 45-60° к стороне угольника, встречающего поток воды, поэтому не происходит интенсивного волно- и вихреобразования. Вторая сторона угольника при этом встречает поток воды под углами 45-60° «вскользь», т.е. не кромкой, что также не способствует интенсивному волно- и вихреобразованию на выходящей свободной кромке скулового киля.

Из перечисленных аналогов скуловых килей для умерения бортовой качки прототипом предлагаемого изобретения является скуловой киль по изобретению - патент RU 2238214 С2. Его недостаточная эффективность может быть увеличена.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности умерения бортовой качки судна, находящегося в штормовых условиях при ходе с различными скоростями и в дрейфе.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом изобретении обделка свободной кромки скулового киля, на участке в пределах постоянной высоты стенки киля по длине корпуса, выполнена в виде продольной полуцилиндрической незамкнутой поверхности (полутрубы), приваренной своей выпуклой стороной симметрично к стенке скулового киля. Обделка свободной кромки скулового киля может быть выполнена также в виде продольной цилиндрической незамкнутой поверхности с размерами менее половины окружности.

Сущность изобретения заключается в том, что примененная форма обделки в виде продольной полутрубы, приваренной своей выпуклой стороной к стенке киля, обеспечивает повышенную интенсивность волно- и вихреобразования скулового киля при качке судна по сравнению с другими формами обделки скулового киля.

Технический результат при реализации изобретения состоит в повышении эффективности умерения бортовой качки судна за счет повышенной интенсивности волно- и вихреобразования предлагаемого скулового киля и, следовательно, в повышении комфортности для личного состава и в улучшении условий обслуживания оборудования и систем судна.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Фиг. 1 - поперечное сечение скулового киля по пункту 1 формулы изобретения;

Фиг. 2 - поперечное сечение скулового киля по пункту 2 формулы изобретения;

Фиг. 3 - поперечное сечение скулового киля по пункту 3 формулы изобретения;

Фиг. 4 - поперечное сечение скулового киля прототипа по изобретению - патент RU 2238214 С2.

В соответствии с изобретением по пункту 1 формулы изобретения - скуловой киль состоит (смотри Фиг. 1) из листа стенки киля 1, приваренному к нему полособульбу 2, обделки 3 свободной кромки скулового киля, которая выполнена в виде продольной полуцилиндрической незамкнутой поверхности с полуокружностью радиуса R, составляющего 0,2-0,5 высоты скулового киля hс.к.. Обделка 3 приварена своей выпуклой стороной симметрично к полособульбу 2, так что образуются две свободные кромки скулового киля с расстоянием между ними в=2R. Здесь «в» - высота обделки 3.

Обделка 3 приварена к «бульбу» полособульба (смотри Фиг. 1, 2, 3) только на участке в пределах постоянной высоты скулового киля hс.к.. Такое соединение обделки 3 со скуловым килем через полособульб обеспечивает ему необходимую прочность и жесткость.

При виде сбоку, в плоскости листа стенки киля, обделка 3 срезана в носовой и кормовой оконечностях по плавной кривой и заострены ее кромки.

Для обеспечения необходимой прочности скулового киля предусмотрена нижняя стенка 4 киля. Скуловой киль приварен к корпусу 5 с помощью подкладных планок.

Скуловой киль по пункту 2 формулы изобретения (смотри Фиг. 2) также состоит из листа стенки киля 1, полособульба 2, нижней стенки 4 киля и обделки 3 свободной кромки скулового киля, закрепленной с помощью сварки только на участке в пределах постоянной высоты скулового киля hс.к. и отличается от скулового киля по пункту 1 формулы изобретения тем, что обделка 3 выполнена в виде продольной цилиндрической незамкнутой поверхности радиуса R с размерами менее половины окружности, при этом сектор, ограничивающий цилиндрическую обделку 3, составляет угол у примерно равный 80° симметрично относительно стенки скулового киля 1.

На Фиг. 1 и 2 также обозначено:

Δhс.к. - добавка высоты скулового киля за счет обделки 3;

в - высота обделки 3, т.е. расстояние между свободными кромками обделки 3.

На Фиг. 3 представлено поперечное сечение скулового киля по пункту 3 формулы изобретения. Такая конструкция поперечного сечения скулового киля обусловлена тем, что в случае, когда радиус R продольной полуцилиндрической незамкнутой поверхности обделки 3 составляет более 0,3 высоты скулового киля hс.к., требуется установка дополнительной нижней пластины 6, привариваемой одним концом к обделке 3, а другим концом к нижней стенке 4 киля. В этом случае прочность скулового киля будет обеспечена при достаточно больших размерах обделки 3.

На Фиг. 3 обозначения соответствуют Фиг. 1 и Фиг. 2, а поз. 6 - дополнительная нижняя пластина.

На Фиг. 4 представлено поперечное сечение скулового киля прототипа по патенту RU 2238214 С2 для наглядности описания отличия предлагаемого изобретения от прототипа.

Скуловой киль прототипа состоит из листа стенки киля 1, полособульба 2 и обделки 3 свободной кромки скулового киля. Скуловой киль приварен к корпусу 4 с помощью подкладной планки.

На Фиг. 4 обозначено:

hс.к. - высота скулового киля;

Δhс.к. - добавка высоты скулового киля за счет обделки 3;

в - высота обделки 3, т.е. расстояние между концами равнобокого угольника;

β - угол между сторонами равнобокого угольника равный 60-90°.

На Фиг. 1, 2 и 4 стрелками обозначено направление линий тока поперечного потока воды при движении скулового киля сверху вниз при бортовой качке судна на волнении.

Скуловой киль по пунктам 1, 2 и 3 формулы изобретения работает следующим образом (смотри Фиг. 1 и 2).

При бортовой качке судна на волнении и движении скулового киля, например, сверху вниз натекание поперечного потока воды на поверхности, находящиеся вблизи обеих свободных кромок обделки 3, происходит снизу-вверх под углами близкими к 90°. Поэтому осуществляется резкий поворот потока наружу от скулового киля с последующим отрывом за счет натекания поперечного потока воды, с волнообразованием и вихреобразованием на обоих свободных кромках обделки 3. При этом волно- и вихреобразование более интенсивные, чем при натекании поперечного потока воды на обделку 3 прототипа. Из Фиг. 4 видно, что натекание поперечного потока воды на входящую и выходящую кромки равнобокого угольника происходит под меньшими углами, близкими к 45-60°, что не вызывает резкого поворота потока и хорошего отрывного обтекания на обеих кромках равнобокого угольника с необходимым волно- и вихреобразованием.

Следует отметить, что внутренняя вогнутая поверхность обделки 3 в предлагаемом изобретении (смотри Фиг. 1 и 2) способствует отрыву потока воды на входящей кромке а также крутому изменению направления потока воды с последующим отрывом на выходящей кромке обделки 3 за счет встречного вертикального потока. Тем самым образовывается интенсивное волно- и вихреобразование на скуловом киле, которое увеличивает его коэффициент отрывного обтекания Схотр и, следовательно, увеличивает эффективность работы скуловых килей по умерению бортовой качки.

Для корректного и наглядного сравнения физических картин натекания поперечного потока воды на скуловые кили по предлагаемому изобретению и по прототипу (патент RU 2238214 С2) на Фиг. 1, 2 и 4 скуловые кили изображены с одинаковыми значениями высоты скулового киля hс.к. и добавки скулового киля Δhс.к. за счет обделки 3.

Так как предлагаемые скуловые кили существенно увеличивают интенсивность волно- и вихреобразования, увеличивая эффективность умерения бортовой качки судна как на ходу, так и в режиме дрейфа на интенсивном волнении, технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности умерения бортовой качки и, следовательно, в повышении комфортности для личного состава и в улучшении условий обслуживания оборудования и систем судна.

Источники информации

1. А.Н. Шмырев и другие. Успокоители качки судов. Изд. Судостроение, Ленинград 1972 г.

2. ОСТ5Р.1194-95. Кили скуловые. Нормы и правила проектирования.

1. Скуловой киль, состоящий из стенки скулового киля с полособульбом, нижней стенки киля и обделки свободной кромки, устанавливаемый на скуловых закруглениях корпуса судна по одному с каждого борта, отличающийся тем, что обделка (3) свободной кромки скулового киля на участке в пределах постоянной высоты скулового киля (hс.к.) выполнена в виде продольной полуцилиндрической незамкнутой поверхности с полуокружностью радиуса (R), составляющего 0,2-0,5 от (hс.к.) - высоты скулового киля до установки предлагаемой обделки (3), или в случае необходимости выполнена в виде цилиндрической незамкнутой поверхности с размерами менее половины окружности радиуса (R), составляющего 0,2-0,5 от (hс.к.) - высоты скулового киля до установки предлагаемой обделки (3), при этом обделка (3) приварена своей выпуклой стороной симметрично к полособульбу (2), который приварен к листу стенки киля (1), а при виде с торца скулового киля обделка (3) в своих носовой и кормовой оконечностях срезана по плавной кривой и заострены ее кромки.

2. Скуловой киль по п. 1, отличающийся тем, что обделка (3) свободной кромки скулового киля подкреплена дополнительной нижней пластиной (6), приваренной одним концом к обделке (3), а другим концом к нижней стенке (4) киля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения и, в частности, касается усовершенствования быстроходных судов, обеспечивает ускоренный выход судна на режим глиссирования и повышает устойчивость при движении на скорости.

Изобретение относится к морским плавучим сооружениям и может быть использовано при разведке и добыче шельфовой нефти и газа. Плавучая морская платформа содержит корпус, содержащий множество вертикально продолжающихся колонн, соединённых с понтонами.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к успокоителям бортовой и килевой качки. Предлагаемый решетчатый скуловой киль устанавливается на скуловом закруглении корпуса судна вдоль линий тока с обоих его бортов и состоит из двух рядов прямоугольных крыльев малого удлинения, расположенных друг за другом.

Изобретение относится к области судостроения и касается успокоителей продольной и бортовой качки судов. Успокоитель качки судна содержит крылья-стабилизаторы, закрепленные на корпусе судна.

Предложены морское основание (2) и способ опускания плиты (28) против вертикальной качки плавучего морского основания (2). Морское основание (2) содержит плавучую конструкцию (4, 6), сборку (7) фермы, соединенную с плавучей конструкцией, и толстую плиту (28) против вертикальной качки, соединенную со сборкой фермы.

Изобретение относится к области судостроения и касается устройств, стабилизирующих движение судна. Предложено устройство стабилизации движения надводного однокорпусного водоизмещающего быстроходного судна с узким корпусом и острым клиновидным носом, выполненное в виде кормового подводного крыла и оборудованное дополнительными опорами в виде бортовых профилированных стоек.

Изобретение относится к плавучим баржам, используемым для установки верхнего строения для морских оснований, а более конкретно к системам и способам стабилизации вертикальной качки, вызываемой волновым действием на систему баржи во время установки верхнего строения.

Изобретение относится к области судостроения и касается успокоителей продольной и бортовой качки скоростных судов. Успокоитель качки скоростного судна включает установленное на скуловом закруглении корпуса судна крыльевое устройство, выполненное в виде последовательно расположенных друг за другом стреловидных крыльев с шагом, составляющим от половины до десяти корневых хорд крыла.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к устройствам для уменьшения качки судна. Успокоитель боковой качки судна содержит успокоительные пластины, каждая из которых расположена с наружной стороны бортов судна с механизмом наложения ее на водную поверхность.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в случае критического крена плавучего объекта (судна) для стабилизации его положения. .

Изобретение относится к области судостроения, в частности к успокоителям бортовой и килевой качки. Предлагаемый решетчатый скуловой киль устанавливается на скуловом закруглении корпуса судна вдоль линий тока с обоих его бортов и состоит из двух рядов прямоугольных крыльев малого удлинения, расположенных друг за другом.

Изобретение относится к области судостроения и касается успокоителей продольной и бортовой качки судов. Успокоитель качки судна содержит крылья-стабилизаторы, закрепленные на корпусе судна.

Изобретение относится к области судостроения и касается успокоителей продольной и бортовой качки скоростных судов. Успокоитель качки скоростного судна включает установленное на скуловом закруглении корпуса судна крыльевое устройство, выполненное в виде последовательно расположенных друг за другом стреловидных крыльев с шагом, составляющим от половины до десяти корневых хорд крыла.

Изобретение относится к области судостроения. .

Изобретение относится к судостроению и касается создания пассивных успокоителей бортовой качки быстроходных катеров, легких судов и кораблей с остроскулыми поперечными обводами.

Изобретение относится к судостроению и касается создания пассивных средств умерения качки судов с большим отношением ширины к осадке, которые имеют большую поперечную остойчивость и резкую бортовую качку.

Изобретение относится к судостроению, в частности к танкерам-химовозам для перевозки нефти, нефтепродуктов, различных масел или жидких химических грузов. .

Танкер // 2303553
Изобретение относится к судостроению, в частности к танкерам речного и смешанного плавания для перевозки нефти или нефтепродуктов. .

Изобретение относится к судостроению, в частности к скуловым килям. .

Изобретение относится к судостроению и касается корпусов судов, в частности может быть использовано на маломерных гребных судах для охотников, рыболовов и туристов.

Изобретение относится к области судостроения и касается системы стабилизации судна. Предложены бортовой управляемый руль и активная система стабилизации судна. Бортовой управляемый руль содержит основание (11) руля, выполненное с возможностью шарнирного прикрепления к корпусу судна с помощью поворотного устройства (20) и вращения вокруг оси (p) вращения, верхнюю оконечность (30) руля, переднюю кромку (12) и заднюю кромку (13), при этом переднее направление (f) бортового управляемого руля (10) определяется от задней кромки (13) до передней кромки (12) у основания (11) руля, и задняя кромка (13) у верхней оконечности (30) руля изогнута от плоскости (15), определяемой передним направлением (f) и осью (р) вращения, чтобы придать задней кромке (13) вогнутый профиль в боковом направлении (Id) перпендикулярно плоскости (15). Технический результат заключается в повышении эффективности активной системы стабилизации судна. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх