ПЛАВУЧЕЕ СРЕДСТВО Российский патент 1994 года по МПК B63H5/16 

Изобретение относится к судостроению и касается конструирования самоходных судов.

Известно средство, корпус которого имеет наклонные борта и подднищевый канал, который выполнен по всей длине судна и имеет переменное сечение Λ -образной формы, уменьшающееся от носовой части корпуса к корме.

Недостаток известной конструкции - появление волнового и вихревого сопротивления воды при перемещении судна в режиме плавания, так как форма подводной части не учитывает особенностей обтекания водой корпуса подобной конструкции в режиме плавания и является выгодной только в режиме глиссирования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является плавучее средство, содержащее корпус с бортами и подднищевым каналом, в котором размещены движители.

Недостаток известного средства - резкое возрастание волнового и вихревого сопротивления воды при его движении, так как форма его подводной части не соответствует режиму и особенностям обтекания водой корпуса. КПД движителей на относительно высоких скоростных режимах работы низок, а их расположение также выбрано без учета дополнительных скоростей воды, вызванной их работой. Поэтому известное средство имеет низкий пропульсивный коэффициент полезного действия.

Цель изобретения - снижение сопротивления воды движению судна, повышение его пpопульсивных качеств, особенно при движении на мелководье и в узких реках и каналах.

Для достижения этой цели в плавучем средстве, содержащем корпус с бортами и подднищевым каналом переменного сечения, в котором размещены движители, подднищевый канал выполнен с плавно изменяющемся по его длине сечением, максимальным на входе в канал и выходе из него и минимальным в средней его части, причем по крайней мере один из движителей размещен в районе минимального сечения канала. Выполнение канала сужающимся в центральной части, а также размещение в районе минимального сечения канала движителя, позволяют создать в нем дополнительные скорости воды, за счет чего уменьшаются или полностью уничтожаются перепады скоростей и давлений в воде вокруг средства при его движении.

На фиг. 1 изображено судно, среднее продольное диаметральное сечение; на фиг. 2 - горизонтальное сечение канала в подводной части; на фиг. 3 - судно, среднее поперечное сечение.

Плавучее средство содержит корпус 1 с бортами 2 и подднищевый канал 3 переменного сечения. Подднищевый канал 3 выполнен закрытым сверху по всей длине средства, находящейся под водой, и имеет плавно изменяющееся по длине сечение. Канал 3 имеет максимальное сечение на входе в канал и выходе из него и минимальное в средней его части. Стенки 4 канала 3 в носу и корме выполнены примыкающими к наружным бортам 2, образуя два форштевня 5 и два ахтерштевня 6. Верхняя кромка входного и выходного отверстий канала 3 расположена не ниже ватерлинии. Конкретная форма и размеры канала 3, а также длина его сужающейся части в каждом конкретном случае определяются в зависимости от заданного режима быстроходности, и условий эксплуатации средства (допустимая осадка, требования к остойчивости и т. п. ). В канале 3 устанавливаются гидравлические движители 7, количество которых также определяется в зависимости от режима быстроходности средства. При этом по крайней мере один из движителей 8 размещен в районе минимального сечения канала 3.

Работа осуществляется следующим образом.

При включении движителей 7, последние прогоняют воду по каналу 3. За счет появления в канале 3 дополнительных скоростей воды, вызванных их работой, значительно уменьшаются перепады скоростей и давлений в воде вокруг средства при движении последнего с заданной скоростью. Это происходит за счет того, что скорости воды относительно средства по периметру выходного сечения канала и вдоль бортов в этом же сечении выравниваются, а перепады давлений в канале не вызывают волнообразования на поверхности воды, поскольку канал закрыт сверху по всей его длине. Известно, что перепады скоростей и давлений являются причиной образования вихрей и волн на воде при движении судов, и соответственно, вихревого и волнового сопротивлений воды движению судов, которые достигают 75% от полного сопротивления, в особенности, на мелководья и в узких акваториях. Из-за увеличения скорости протекания воды по каналам незначительно увеличивается сопротивление трения средства. Однако это увеличение будет значительно меньше, чем снижение вихревого и волнового сопротивления, особенно на мелководьи и в узких акваториях, где скорости воды, вызванные работой двигателей, уменьшают или исключают деформацию пограничного слоя воды из-за влияния стенок и дна акватории и увеличения трения не произойдет.

Использование средства предлагаемой конструкции позволит значительно снизить полное сопротивление воды движению средства. Это обстоятельство позволит существенно снизить мощность энергетической установки, удельный расход топлива на единицу пути, стоимость постройки, а также улучшить остальные экономические показатели эксплуатации средства.

Использование: в конструировании корпусов судов. Сущность изобретения: корпус имеет подднищевый канал переменного сечения, в котором установлены движители. Канал в средней своей части выполнен сужающимся, и по крайней мере один из движителей расположен в наиболее узкой части канала. 3 ил.

ПЛАВУЧЕЕ СРЕДСТВО, содержащее корпус с бортами и подднищевым каналом переменного сечения, в котором размещены движители, отличающееся тем, что подднищевой канал выполнен с плавно изменяющимся по его длине сечением, максимальным на входе в канал и выходе из него и минимальным в средней его части, при этом движители размещены в сужающейся части канала, причем по крайней мере один из них размещен в районе минимального сечения канала.