ГЛИССИРУЮЩИЙ КОРПУС СУДНА Российский патент 1994 года по МПК B63B1/18 

Изобретение относится к маломерному судостроению и касается конструирования глиссирующих корпусов прогулочных и спортивных катеров, а также моторных лодок и буксировщиков водных лыжников.

Известен глиссирующий корпус судна, содержащий носовую оконечность, транец и днище, расположенное между ними и снабженное центральной горизонтально расположенной гидролыжей, боковые грани которой образуют продольные реданы - брызгоотбойники, а также двумя бортовыми спонсонами, при этом внутренние боковые поверхности последних, сопрягаясь с поверхностью днища и боковыми гранями гидролыжи, образуют два продольных туннеля. Конструкция корпуса такого судна позволяет свести к минимуму величину дифферента при выходе судна на глиссирование, а мощность двигателя, необходимая для глиссирования может быть существенным образом снижена, благодаря образованию в туннелях пенных подушек, образованных в результате попадания в туннели и последующего перемешивания с водой набегающего потока воздуха, что приводит к значительному снижению сопротивления трения. Тем не менее, целый ряд эксплуатационных характеристик такого известного судна остаются довольно низкими. Так, ширина корпуса, имеющего в плане форму треугольника (наконечника дротика), превышает 2 м, что исключает возможность движения судна под веслами. Заостренная форма носовой оконечности не позволяет рационально использовать внутренний объем корпуса, ограничивает значение начальной остойчивости, приводит к зарыванию при встречной волне. Сравнительно невысокое относительное удлинение гидролыжи в известном корпусе не обеспечивает возможности достижения величины числа Фруда, позволяющего эффективно использовать двигатели большой мощности. Эффективность работы двигательно-движительного комплекса существенно ограничена в результате потерь на интенсивное брызгообразование при глиссировании судна. Недостаточная полнота обводов корпуса в области носовой оконечности не позволяет обеспечить условия равенства объемов и смачиваемых поверхностей передней и задней частей корпуса относительно центра его тяжести, что ухудшает управляемость судном, особенно в условиях волнения. Линейный характер выполнения рабочей поверхности гидролыжни не позволяет добиться минимального дифферента при выходе корпуса на глиссирование и его движении в глиссирующем режиме.

Цель изобретения - повышение эксплуатационных качеств глиссирующего корпуса судна.

Эта цель достигается тем, что носовая оконечность корпуса выполнена с раздвоенным форштевнем, образующим со срезом палубы изогнутый треугольный элемент, а гидролыжа выполнена выступающей за транец и с относительным удлинением не менее 7,0 при длине, составляющей не менее 1/3 от длины корпуса. Нижняя кромка гидролыжи выполнена с отгибом вверх к корме, составляющим не менее 1% от длины гидролыжи. Боковые ее кромки и кромки бортовых скул выполнены с радиусом закругления не более 1 мм. У такого глиссирующего корпуса судна целесообразно выполнять спонсоны с треугольным поперечным сечением.

На фиг. 1 представлен глиссирующий корпус судна, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид спереди; на фиг.3 - то же, вид снизу.

Глиссирующий корпус судна состоит из носовой оконечности 1, транца 2 и днища 3 с бортами 4. Борта 4 и днище 3 корпуса разделены бортовыми скулами 5. Днище 3 снабжено центральной горизонтально расположенной гидролыжей 6, а также двумя бортовыми спонсонами 7. Свободный конец гидролыжи 6 примыкает с зазором в дейдвуду подвесного мотора (не показан). Боковые грани гидролыжи 6 образуют продольные реданы-брызгоотбойники. Внутренние боковые поверхности спонсонов 7, сопрягаясь с поверхностью днища 3 и боковыми гранями гидролыжи 6, образуют два продольных туннеля. Носовая оконечность 1 выполнена с раздвоенным форштевнем 8, образующим со срезом 9 палубы изогнутый треугольный элемент. Гидролыжа 6 выступает за транец 2 и имеет относительное удлинение не менее 7,0 при длине, составляющей не менее 1/3 длины корпуса этого судна. Нижняя кромка гидролыжи 6 выполнена с отгибом вверх к корме, составляющим не менее 1% от длины гидролыжи 6. Боковые кромки гидролыжи 6 и кромки бортовых скул 5 выполнены с радиусом закругления не менее 1 мм. Спонсоны 7 имеют треугольное поперечное сечение.

Глиссирующий корпус судна эксплуатируется следующим образом. В статическом режиме корпус с грузом и экипажем оказывается погруженным в воду практически до линии, совпадающей со скулами 5. При этом полнота обводов носовой оконечности корпуса, достигнутая за счет выполнения ее в виде изогнутого треугольного элемента, обеспечивает судну высокую начальную остойчивость, практически исключающую возможность появления крена или дифферента при изменении точек приложения внешней нагрузки на верхней палубе. Широкая полость в носовой оконечности корпуса создает возможности для рационального использования внутреннего объема путем размещения там части груза или оборудования (не показана). На режиме малого хода, который может быть обеспечен как работой подвесного мотора на малых оборотах, так и под веслами (поскольку ширина корпуса при существующих обводах существенно меньше, чем у известного судна и допускает установку и использование весел), осадка описываемого судна мало отличается от осадки в статике, а остойчивость, обеспечиваемая полнотой обводов корпуса, по-прежнему высока. Треугольный элемент носовой оконечности предотвращает зарывание носа судна в волну, а в сочетании с сосредоточением центра тяжести, центр объема и линии раздела одинаковых по величине смачиваемых поверхностей корпуса в одной плоскости обеспечивает судну хорошую управляемость независимо от встречного или попутного характера волнения.

По мере увеличения скорости осадка судна существенно уменьшается с помощью более интенсивного гидродинамического взаимодействия между водной средой с одной стороны и изогнутым треугольным элементом носовой оконечности 1, гидролыжей 6, нижняя кромка которой выполнена с отгибом к кромке, и спонсонами 7 с другой стороны. При этом на носовую оконечность 1 такой формы падает примерно 15-20% подъемной силы, развиваемой элементами корпуса. В то же время в результате того, что описываемый корпус приподнимается из воды практически горизонтально (без ощутимого дифферента) за счет отгиба нижней поверхности гидролыжи 6, управляемость судна остается такой же высокой, как и на малых ходах. Острые боковые кромки скул 5 и гидролыжи 6 обеспечивают при движении судна интенсивный срыв потока воды, предотвращая замыкание корпуса и снижая тем самым вызываемое им гидродинамическое сопротивление. Завихрения, возникающие в результате срыва потока воды в районе несмачиваемых на этих режимах участков днища 3 и взаимодействующие с набегающим потоком воздуха, образуют водовоздушную пенную подушку, расползающуюся уже по смачиваемой поверхности днища 3 (главным образом, между гидролыжей 6 и спонсонами 7), что способствует еще большему снижению сопротивления трения. Такая подушка в значительной мере уменьшает ударные нагрузки на корпус в процессе выхода на глиссирование и на глиссирующем режиме, предотвращая тем самым рикошетирование корпуса.

На режиме глиссирования в контакте с водой находится только гидролыжа 6, причем благодаря ее высокому относительному удлинению (не менее 70), корпус может работать в области больших значений чисел Фруда, что позволяет использовать при том же водоизмещении и габаритах корпуса существенно более мощные двигатели, а следовательно, развивать более высокую скорость движения. Режим максимального хода сопровождается практически полным выходом корпуса из воды, с поверхностью контактирует лишь выступающая за пределы транца 2 отогнутая часть гидролыжи 6. Однако обнажения гребного винта (не показан) и брызгообразования в воздухе не происходит, так как эта часть гидролыжи 6 практически нависает над гребнем винтом подвесного мотора и из контакта с водой не выходит на всех режимах эксплуатации судна.

Глиссирующий корпус судна обладает высокими эксплуатационными качествами и свободен от большинства недостатков, свойственных объектам подобного назначения. Такой корпус может найти применение в спортивном и туристском маломерном судостроении. Широкие функциональные возможности корпуса, его простота и технологичность изготовления в сочетании с высокими мореходными качествами обеспечивает глиссирующему судну предлагаемой конструкции широкую популярность среди самых различных категорий любителей отдыха на воде.

Использование: изобретение относится к маломерному судостроению, касается конструирования глиссирующих корпусов прогулочных и спортивных катеров, а также моторных лодок и буксировщиков водных лыжников. Сущность изобретения: корпус включает в себя носовую оконечность 1, выполненную в виде изогнутого треугольного элемента в соответствии с обводами корпуса (например, по образующей в форме гиперболы), образованного раздвоенным форштевнем и срезом палубы. Глиссирующий корпус судна имеет днище 3, снабженное центральной гидролыжней 6 и бортовыми спонсонами 7, а также транец 2. Центр тяжести и центр объема корпуса лежит в поперечной плоскости, делящей смачиваемую поверхность корпуса на две равные части. Гидролыжа 6, выполненная с относительным удлинением не менее 7,0 при ее длине, составляющей не менее 1/3 от длины корпуса, выступает за пределы корпуса в области транца 2 и примыкает с зазором к дейдвуду подвесного мотора. Нижняя поверхность гидролыжи 6 выполнена с отгибом вверх к корме, составляющим не менее 1% от длины лыжи. Боковые кромки гидролыжи 6 и бортовых скул 5 выполнены с закруглением, радиус которого не превышает 1 мм. В результате такого выполнения корпуса судна существенно повышается его остойчивость, улучшается управляемость, облегчается выход на глиссирование, повышаются мореходные качества и удобство эксплуатации, расширяются функциональные возможности применения судна с глиссирующим корпусом, так как его движение может осуществляться под веслами. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

1. ГЛИССИРУЮЩИЙ КОРПУС СУДНА, содержащий носовую оконечность, транец и днище, расположенное между ними и снабженное центральной горизонтально расположенной гидролыжей, боковые грани которой образуют продольные реданы-брызгоотбойники, а также двумя бортовыми спонсонами, при этом внутренние боковые поверхности последних, сопрягаясь с поверхностью днища и боковыми гранями гидролыжи, образуют два продольных туннеля, отличающийся тем, что носовая оконечность корпуса выполнена с раздвоенным форштевнем, образующим со срезом палубы изогнутый треугольный элемент, а гидролыжа выполнена выступающей за транец и с относительным удлинением не менее 7,0 при длине, составляющей не менее 1/3 длины корпуса, причем нижняя кромка гидролыжи выполнена с отгибом вверх к корме, составляющим не менее 1% длины гидролыжи, а боковые ее кромки и кромки бортовых скул выполнены с радиусом закругления не более 1 мм. 2. Корпус по п.1, отличающийся тем, что спонсоны имеют треугольное поперечное сечение.