Двухбульбовая носовая оконечностб судна

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 14ЛХ.1971 (№ 1698594/27-11) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 10.Х11.1973. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 22.IV.1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

Авторы изобретения

Л. А. Сиротникова и В. Я. Ткачев

Заявитель

ДВУХБУЛЬБОВАЯ НОСОВАЯ ОКОНЕЧНОСТЬ СУДНА

Изобретение относится к прикладной гидродинамике, а именно к корпусам надводных водоизмещающих судов, и предназначено для уменьшения сопротивления воды движению судов при эксплуатации в различных состояниях загрузки путем применения носовых бульбов. Форму и размеры бульбов выбирают так, чтобы обеспечить уменьшение сопротивления в одном из состояний загрузки: при полной нагрузке или при наименьшей эксплуатационной осадке (в балласте).

Известна носовая бульбовая оконечность, состоящая из основного обычного бульба, выбранного из условия преимущественного снижения сопротивления при ходе в балласте, и дополнительного верхнего бульба, усиливающего действие основного бульба в полном грузу. Однако увеличение объема нижнего бульба для повышения его эффективности в полном грузу приводит к ухудшению его действия при ходе в балласте и к потере скорости хода на режимах неполного использования мощности судового двигателя (т. е. на эксплуатационных скоростях хода). Кроме того, эффективность этой конструкции при осадке в полном грузу недостаточна, так как размеры и ориентация верхнего дополнительного бульба не являются оптимальными и не обеспечивают необходимой нейтрализации носовых волн.

Цель изобретения — повышение эффективности при минимальной (Т„„„) и максимальной (7 макс) осадках судна в широком диапазоне скоростей хода и коэффициентов общей полно5 ты (6=0,60 — 0,80).

Эта цель достигается тем, что верхняя бульбовая наделка расположена между ватерлиниями при Т,„,„., и Т„„и плавно переходит в рецесс, сопрягаемый с нижней бульбовой на10 делкой, расположенной между основной линией и ватерлинией, соответствующей приблизительно 0 5 T„„„

Для повышения жесткости конструкции судна в передней части рецесса в диамет1ральной

15 плоскости установлены нижняя и верхняя бульбовые наделки, связанные профилированной стойкой.

На фиг. 1 показано сечение нулевого шпангоута теоретического чертежа носовой оконеч20 ности судна; на фиг. 2 — диаметраль теоретического чертежа носовой оконечности; на фиг. 3 — полуширота носовой оконечности.

Нулевой шпангоут верхней наделки 1 (см. фиг. 1) состоит из двух элементов клиновид25 ной формы, имеющих общее основание 2. Вершина верхнего клина 3 располагается в интервале h от грузовой ватерлинии (ГВЛ) до максимального подъема h носовой волны, который определяется по формуле h=0,4 РгЧ., 30 где L — длина корпуса между перпендикуля407784

50 ки (F,=0,187 — 0,198).

Осадка,, Конструкция предлагаемой носовой наделки полный груз балласт

Наделка в полном объеме

Верхняя часть наделки

3,0

3,0

4,5 — 6,5

3,10

60 Носовая оконечность судна представлена в двух вариантах исполнения: наделка в полном объеме и верхняя часть наделки. По сравнению с исходным безбульбовым вариантом формы обводов корпуса вариант обводов

65 по предлагаемому изобретению имеет сущест3 рами, Боковые кромки верхнего клина 3 наклонены к диаметральной плоскости (ДП) под углом 15 — 20 . Максимальная ширина верхней части наделки у, (отрезок между точками 4 и 5) находится под ГВЛ на расстоянии h2, которое для предпочтительного варианта определяется по формуле h — — 0,96 — 0,4; где б— коэффициент общей полноты судна между перпендикулярами. Величина у для предпочтительного варианта о пределяется по формуле да с =0,6 — 0,9(%). Нижний клин 6 замыкается на балластной ватерлинии в точке 7. Рассмотренная скелетная форма вписывается в лекальный контур 2 — 5 — 7 с плавным завершением кромок в точках 2 и 8. Высота нулевого шпангоута нижней наделки 9 (отрезок 10 — 11) составляет 0,4 — 0,6 величины осадки в балласте (Тб) (или наименьшей эксплуатационной осадки). Максимальная ордината нижней части наделки у„(отрезок 12 — 13) для предпочтительного варианта определяется по формуле у, r. =0,6 — 0,8 /о. Отстояние максимальной ординаты у, от основной плоскости (отрезок

11 — 12) составляет 0,2 — 0,4) Т; .

Верхняя наделка 1 в продольном направлении (см. фиг. 2) ориентирована вдоль наклонной линии, составляющей с горизонтом угол

V, пропорциональный коэффициенту общей полноты судна 6, согласно формуле для предпочтительного варианта V=456 †. При этом наклонная линия проходит через точку 4 на уровне ватерлинии, содержащей максимальную ординатор верхней части наделки. Носовая и кормовая точки 14 и 15 диаметральной проекции верхней части наделки находятся от нулевого шпангоута на расстояниях lI u lq соответственно. Величина lI выбирается предельно допустимой по конструктивным и эксплуатационным соображениям и для предпочтительного варианта не превышает 4%Ь. Величина

4 зависит от полноты судна и величины lI u для предпочтительного варианта определяется по формуле 1 — — (13 — 15,56) l I.

На границе с областью рецесса 16 контур верхней части наделки плавно переходит в контур рецесса, образуя лекальную кривую

14 — 17, причем точка 17 лежит на ватерлинии, отстояние которой от основной плоскости составляет (0,7 — 0,8) Т;, Верхняя иромка нижней наделки плавно переходит в контур выреза рецесса 16, образуя лекальную кривую 18 — 17. Продольная ось нижней наделки 9 параллельна основной плоскости. Нижняя кромка нижней части наделки

19 может быть опущена ниже основной .плоскости и для предпочтительного варианта лежит в этой плоскости.

Вынос нижней части наделки за форштевень исходной формы обводов 4 (отрезок 18—

20) не превышает величины выноса верхней части наделки. Верхняя и нижняя часть объема наделки соединены прочными связями в виде кпицы 21 или профилированной стойки 22.

4

Ватерлинии предлагаемой формы обводов (см. фиг. 3) состоят из эллиптической носовой части 23 и линии 24 сопряжения, которая плавно переходит в исходный корпус в точке 25.

Снижение сопротивления судна при движении в полном грузу достигается благодаря тому, что верхняя наделка нейтрализует вклад ватерлиний, расположенных выше ватерлинии в балласте, в образование носовой системы поперечных волн. При этом, учитывая экспоненциальный характер убывания волновых возмущений по осадке, вкладом нижних ватеррлиний можно практически пренебречь, особенно при умеренных скоростях судна (F,(0,25). Следовательно, наделка, расположенная вблизи свободной поверхности вдоль части осадка, по эффективности практически не уступает известным наделкам, объем которых распределен вдоль всей осадки. Наклон верхней наделки ориентирует ее под углом атаки к набегающему потоку, способствуя увеличению области разрежения. Благодаря этому удается уменьшить объем и продольные размеры наделки.

При движении судна в балластных условиях загрузки часть эффекта снижения сопротивления обеспечивается верхней наделкой, так как волновые возмущения в пределах подъема носовой волны в балласте, распределяясь вдоль контура наделки, образуют очень незначительную равнодействующую в горизонтальном направлении. Кроме того, нижняя кромка верхней наделки, разделяя набегающий поток, устраняет причину турбулентного разрушения волн на форштевне, уменьшая вертикальную составляющую вызванных скоростей в набегающем потоке. Этому влиянию сопутствует уменьшение сопротивления формы.

Нижняя наделка оказывает дополнительное спрямляющее действие на линии тока, которое составляет до 50 общего выигрыша, обеспечиваемого при наименьшей эксплуатационной осадке.

В таблице приведены величины относительного изменения скорости в полном грузу в балласте, полученные по результатам испытаний моделей судна, имеющего 6=0,74.

Среднее увеличение скорости хода при .плавании судна в различных состояниях загруз407784

Предмет изобретения

4gg - Составитель Л. Сиротникова

Редактор 3. Твердохлебова Техред Т. Миронова Корректор В. Жолудева

Заказ 1274/19 Изд. № 328 Тираж 496 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. %

Типография, пр. Сапунова, 2 венное преимущество в рассматриваемых крайних условиях загрузки. Кроме того, к преимуществам наделки относятся: относительно небольшие размеры и вес, применимость для проектируемых и для модернизируемых судов, отсутствие помех для спуска и подъема якорей.

1. Двухбульбовая носовая оконечность судна, содержащая нижнюю бульбовую наделку, уменьшающую волнообразование при балластном режиме плавания и верхнюю бульбовую наделку, кото рая в сочетании с нижней бульбовой наделкой уменьшает волнообразование при плавании судна в груженом состоянии, отличающаяся тем, что, с целью повышеHH5I зффективпости IIpH MHHHMBJIbHOH (Т,шн) максимальной (Т„„кс) осадках судна в широком диапазоне скоростей хода и коэффициен5 тов общей полноты 6=0,60 — 0,80), верхняя бульбовая наделка расположена между ватерлиниями при Т„,«H T„», и плавно переходит в рецесс, сопрягаемый с нижней бульбовой наделкой, расположенной между основной ли10 пней и ватерлинией, соответствующей .приблизительно 0,5 Т„„,„.

2. Оконечность судна по п. 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения ее жесткости, нижняя и верхняя бульбовые наделки

lS связаны профилированной стойкой, расположенной в передней части рецесса в диаметральной плоскости судна.