ПЕНТАМАРАН Российский патент 1997 года по МПК B63B1/12 

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при создании многокорпусных судов полимаранов.

Известно многокорпусное судно, содержащее центральный водоизмещающий корпус с надстройкой и две лодки-гидролыжи, соединенные с центральным корпусом поперечными балками. Судно имеет парусное вооружение, размещенное на двух мачтах, установленных на лодках-гидролыжах (патент Франции N 2163147, кл. В 63 В 1/10, 1972). Известное многокорпусное судно имеет невысокий запас остойчивости и недостаточную мореходность.

Известно также многокорпусное судно-тримаран (Катера и яхты, N 5, с. 58-62), которое содержит высокобортовый центральный корпус, боковые поплавки, соединенные между собой поперечными балками. Данный тримаран имеет более высокую остойчивость и мореходность по сравнению с вышеуказанным судном. Однако известный тримаран обладает недостаточной продольной и диагональной остойчивостью, так как боковые поплавки за счет избыточного дифферента на нос начинают "дельфинировать", что создает возможность опрокидывания судна при отрицательном угле атаки и встречном потоке воды. Избежать экстремальную ситуацию в известном тримаране позволяют приборы, что недостаточно надежно и усложняет систему управления.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является полимаран, который содержит центральный корпус, выполненный с развалом бортов, с надстройками, по обе стороны от которого расположены гидролыжи и аутригеры, соединенные между собой и с центральным корпусом разъемными поперечными балками, а также мачту парусного вооружения (авт.св. N 893670, кл. В 63 В 1/12, 1980).

Целью изобретения являются увеличение устойчивости и улучшение ходовых качеств судна.

Указанная цель достигается тем, что аутригеры связаны стойками с поперечными балками, причем каждый из аутригеров расположен между центральным корпусом и одной из гидролыж и выполнен в виде трехгранного продольного поплавка со скругленным между нижними гранями, с убывающей шириной и высотой в сторону кормы с овальной палубой в плане и с наклоном от вертикали в сторону центрального корпуса, при этом каждая гидролыжа наклонена в сторону кормы, расположена выше уровня ватерлинии и выполнена в виде продольного поплавка с поперечным сечением, спрофилированным по форме доски виндсерфера в плане с убывающей шириной и высотой в сторону кормы, с носовым и кормовым лыжевидными обтекателями и надстройками в районах присоединения к гидролыже поперечных балок, при этом каждая из последних выполнена лукообразная с расширенной и утолщенной средней частью, а ее концевые части растяжками связаны с центральным корпусом, который выполнен с убывающей высотой в сторону кормы, его надстройки выполнены выступающими за его габариты по ширине, при этом центральный корпус снабжен швертовым колодцем под мачтой, шверт размещен в нем с возможностью вертикального перемещения и фиксации на разных горизонтальных уровнях, при этом мачта установлена в диаметральной плоскости центрального корпуса и раскреплена тремя растяжками, из которых носовая связана с центральным корпусом, а боковые с участками поперечных балок над аутригерами.

На фиг.1 изображен вид сверху на пентамаран; на фиг.2 боковой вид пентамарана; на фиг.3 вид по стрелке А фиг.2.

Пентамаран содержит центральный корпус 1, выполненный с развалом бортов. По внешним краям центрального корпуса 1 выше уровня ватерлинии (фиг.3, ватерлиния изображена пунктиром) расположены гидролыжи 2, а между центральным корпусом 1 и гидролыжей 2 расположены аутригеры 3, связанные с поперечными балками 4 через стойки 5. Поперечные балки 4 выполнены разъемными и соединяют между собой все корпуса. Каждый аутригер выполнен в виде трехгранного продольного поплавка с закругленной нижней гранью, с убывающей шириной и высотой в сторону кормы, с овальной палубой 6, причем диаметральная плоскость аутригера 3 наклонена от вертикали в сторону центрального корпуса 1 (фиг. 3).

Гидролыжи 2 наклонены в сторону кормы. Каждая из них выполнена в виде продольного поплавка с убывающей шириной и высотой в сторону кормы, с носовым и кормовым лыжевидными обтекателями и надстройками 7 в зоне присоединения поперечных балок 4 (фиг.2). Надстройки 7 имеют закрывающиеся люки 8, внутри которых установлены сидения для членов команды экипажа. Сечение каждой гидролыжи 2 имеет форму доски виндсерфинга (фиг.3).

Поперечные балки 4 выполнены лукообразными, каждая из них состоит из жесткой части 9 и упругой части 10 (фиг.3), а ее средняя часть выполнена расширенной и утолщенной.

Центральный корпус 1 выполнен с убывающей высотой в сторону кормы и снабжен надстройками 11, которые выступают за габариты центрального корпуса, швертовым колодцем 12, который установлен под мачтой 13. Швертовый колодец 12 является многофункциональным, именно он служит опорой для мачты, а также обеспечивает вертикальное перемещение шверта 14 и фиксацию его на разных горизонтальных уровнях. Мачта 13 установлена в диаметральной плоскости центрального корпуса 1 и раскреплена тремя растяжками 15, из которых носовая связана с центральным корпусом 1, а боковые связаны с участками балок 4 над аутригером 3. Концевые части поперечных балок 4 связаны с центральным корпусом растяжками 16.

В проемах между корпусом и поперечными балками 4 установлены ходовые мостики 17, связанные с внутренними кромками проемов. Ходовые мостики 17 выполнены в виде сеток с леерным ограждением. Они обеспечивают доступ экипажа ко всем функциональным зонам пентамарана с соблюдением техники безопасности.

Перо руля 18 выполнено в виде пластины и шарнирно присоединено к транцу.

Пентамаран эксплуатируется следующим образом.

Пространственная решетка из корпуса 1 гидролыж 2 и аутригеров 3, врезаясь в гребни волн, вызывает потерю их устойчивости и обрушивание, сглаживание поверхности в микрозоне волн под влиянием гравитационных сил и ветра. В процессе такого гашения высокочастотных составляющих ветровых волн конструкция пентамарана только в самой минимальной степени воспринимает на себя энергию разрушаемых гребней волн.

При попутном ветре на гладкой воде пентамаран движется на одном центральном корпусе 1, практически не касаясь воды гидролыжами 2 и аутригерами 3. Распределенная многоярусно на широкой поверхности воды плавучесть ограничивает осадку пентамарана даже на широкой поверхности воды плавучесть ограничивает осадку пентамарана даже на вершине волны. Это защищает от заливания низко расположенную над поверхностью воды жилую палубу корпуса 1. Благодаря предложенной форме гидролыж 2, гребни волн, не встречая препятствия и не создавая фонтанов брызг, плавно перекатываются через овальные гидролыжи, обрушиваясь в свободное пространство между гидролыжей 2 и аутригером 3.

При воздействии бокового ветра на парус и появлении малого крена начальную остойчивость обеспечивает аутригер 3. С увеличением угла крена граненый корпус аутригера 3 все больше притапливается и оказывает все большую величину бокового сопротивления дрейфу. При больших углах крена в работу включается гидролыжа 2 для увеличения сопротивления опрокидыванию.

Поперечные балки 4 оказывают минимальное сопротивление волнам благодаря лукообразной формы. Балка возвышается над поверхностью воды на значительном расстоянии и даже самые высокие гребни океанских волн сравнительно редко ее достигают. Такая форма поперечных балок 4 способствует улучшению ходовых качеств пентамарана.

Гидролыжи 2, днища которых существенно возвышаются над ватерлинией, обеспечивают плавную всхожесть на волну, снижая "дельфинирование" судна, приводящее к излишнему заливанию и торможению. Гидролыжи образующие дополнительный уровень плавучести делят мощностью удара волны в корпус на большое число составляющих, смещенных во времени, что снижает "антагонизм" взаимодействия судна с окружающей взволнованной средой. В момент появления закритического избыточного бортового крена, продольного или диагонального дифферента на нос гидролыжа 2 включает в работу свои архимедовые и динамические составляющие, создающие мощный суммарный момент сопротивления опрокидыванию, способствует возвращению судна на "ровный киль". Сиденья в люках 8 гидролыж позволяют экипажу безопасно и эффективно откренивать пентамаран и этим дополнительно увеличивать его остойчивость.

При мощном воздействии бокового ветра на паруса центральный корпус 1 вместе с наветренными гидролыжей 2 и аутригером 3 отрывается полностью от поверхности воды и пентамаран движется по воде лишь на подветренных аутригере и гидролыже. Этот режим движения на борту самый эффективный в смысле скорости:
параллельно работающие идеально глиссирующая гидролыжа и ножевидный, идеально водоизмещающий корпус аутригера обеспечивают наивысшую функциональную эффективность: скорость глиссера, большие боковые сопротивления и устойчивость на курсе;
воздушная подушка, образующаяся под ходовыми мостиками 17 и тремя наветренными корпусами 1, 2 и 3, будет снижать весомую нагрузку на бортовые несущие корпуса, причем воздушная подушка не представляет опасности опрокидывания благодаря большему запасу устойчивости пентамарана в этом режиме;
глиссирующий режим движения достигается на докритическом угле крена, когда центральный корпус 1 только оторвался от поверхности воды.

Надстройки 11 центрального корпуса 1, выступающие за габариты корпуса, служат обтекателем кормовой стороны поперечной балки 4 и увеличивают продольную жесткость пентамарана.

Шверт 14 со швертовым колодцем 12, установленным под мачтой 13, обеспечивает дополнительное боковое сопротивление. Возможность фиксации шверта на различной высоте позволяет регулировать величину бокового сопротивления и осадку пентамарана.

Ходовые мостики из сеток с лазерным ограждением 17 обеспечивают доступ экипажа ко всем функциональным зонам пентамарана.

Использование: изобретение относится к судостроению и может быть использовано при создании многокорпусных судов-полимаранов. Сущность: аутригеры связаны стойками с поперечными балками, причем каждый из аутригеров расположен между центральным корпусом и одной из гидролыж и выполнен в виде трехгранного продольного поплавка со скруглением между нижними гранями, с убывающей шириной и высотой в сторону кормы, с овальной палубой в плане и с наклоном от вертикали в сторону центрального корпуса, при этом каждая гидролыжа наклонена в сторону кормы, расположена выше уровня ватерлинии и выполнена в виде продольного поплавка с поперечным сечением, спрофилированным по форме доски выжерфера, с убывающей шириной и высотой в сторону кормы с носовым и кормовым лыжевидными обтекателями и надстройками в районах присоединения к гидролыже поперечных балок, при этом каждая из последних выполнена лукообразной с расширенной и утолщенной средней частью, а ее концевые части растяжками связаны с центральным корпусом, который выполнен с убывающей высотой в сторону кормы, надстройки, установленные на центральном корпусе, выполнены выступающими за его габариты по ширине, при этом центральный корпус снабжен швертовым колодцем под мачтой, шверт размещен в этом колодце с возможностью вертикального перемещения и фиксации на разных горизонтальных уровнях, при этом мачта установлена в диаметральной плоскости центрального корпуса и раскреплена тремя растяжками, из которых носовая связана с центральным корпусом, а боковые - с участками поперечных балок над аутригерами. 3 ил.

Пентамаран, содержащий центральный корпус, выполненный с развалом бортов, по обе стороны от которого расположены гидролыжи и аутригеры, соединенные между собой и с центральным корпусом разъемными поперечными балками, а также мачту парусного вооружения и надстройки, установленные на центральном корпусе, отличающийся тем, что аутригеры связаны стойками с поперечными балками, причем каждый из аутригеров расположен между центральным корпусом и одной из гидролыж и выполнен в виде трехгранного продольного поплавка со скруглением между нижними гранями, с убывающей шириной и высотой в сторону кормы, с овальной палубой в плане и с наклоном от вертикали в сторону центрального корпуса, при этом каждая гидролыжа наклонена в сторону кормы, расположена выше уровня ватерлинии и выполнена в виде продольного поплавка с поперечным сечением, спрофилированным по форме доски виндсерфера с убывающей шириной и высотой в сторону кормы, с носовым и кормовым лыжевидными обтекателями и надстройками в районах присоединения к гидролыже поперечных балок, при этом каждая из последних выполнена лукообразной с расширенной и утолщенной средней частью, а ее концевые части растяжками связаны с центральным корпусом, который выполнен с убывающей высотой в сторону кормы, надстройки, установленные на центральном корпусе, выполнены выступающими за его габариты по ширине, при этом центральный корпус снабжен швертовым колодцем под мачтой, шверт размещен в этом колодце с возможностью вертикального перемещения и фиксации на разных горизонтальных уровнях, при этом мачта установлена в диаметральной плоскости центрального корпуса и раскреплена тремя растяжками, из которых носовая связана с центральным корпусом, а боковые с участками поперечных балок над аутригерами.