СЕРФИНГ С ПЛАВНИКОМ Российский патент 1998 года по МПК B63B35/79 B63B35/73 

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов проектирования серфингов, оборудованных плавниками.

Особое внимание при создании серфингов уделяется вопросу проектирования их плавников, поскольку на практике возникает проблема одновременного удовлетворения требованиям гидродинамики и прочности. Указанная проблема особенно остро встает при проектировании плавников серфингов, предназначенных для слалома, то есть движения с высокими скоростями по поверхности воды при наличии волнения. Движение серфинга в таких условиях сопровождается его отрывом от водной поверхности, что приводит к частичному или полному оголению плавника и большим ударным нагрузкам на нем при входе в воду.

Известны серфинги, оборудованные плавниками, имеющими различную форму в плане, а в качестве профиля для таких плавником использованы, как правило, стандартные симметричные "авиационные" профили со скругленной передней и острой задней кромкой (см. FUN & FUNCTION MAGAZIN, N1-4, 1992)
Известен также серфинг с плавником повышенной эффективности, которая обеспечивается за счет двух крыльев, расположенных на нижней кромке плавника (PCT 85/03237, A 63 C 15/05, см. ИСМ, 1986, N3, с.10). Благодаря этим крыльям достигается увеличение боковой силы на плавнике при движении с дрейфом (скольжением) - прототип.

Профили известных плавников серфингов, обеспечивая широкий диапазон углов безударного обтекания и имея относительно низкое профильное сопротивление, не обладают достаточной прочностью для слаломного режима движения. Поэтому для слалома используются профили с большими относительными толщинами ( = C/b ≥ 0,1). Но такие профили приводят к раннему развитию кавитации, что крайне нежелательно.

Известный серфинг не обладает достаточной стабильностью и устойчивостью движения при перемещении с высокой скоростью по поверхности воды, а также на волнении. При волнении, когда плавник оказывается близким к свободной поверхности воды или пересекает ее, может произойти прорыв атмосферного воздуха на засасывающую поверхность плавника. Это явление приводит к скачкообразному изменению величины и знака боковой гидродинамической силы на плавнике. Этот эффект тем сильнее, чем выше относительная толщина профиля. Изменение знака силы на плавнике приводит в потере устойчивости серфинга и его опрокидыванию.

Задачей заявляемого изобретения является повышение устойчивости и стабильности движения серфинга на высоких хода и в условиях волнения на поверхности акватории путем улучшения гидродинамических и прочностных характеристик его плавника.

Для этого у известного серфинга, оборудованного плавником, размещенным в кормовой части днища корпуса серфинга, имеющим симметричную форму профиля в сечении и произвольную форму в плане, в корпусе серфинга за плавником, на расстоянии не превышающем половины длины корневой хорды плавника, выполнено сквозное вентиляционное отверстие, при этом профиль плавника в сечении имеет острую переднюю и тупую заднюю кромки. Причем наибольшая толщина профиля расположена от его передней кромки на расстоянии, равном 0,5 - 1,0 длины хорды соответствующего сечения.

Возникающая за плавником, благодаря наличию тупой задней кромки, каверна вентилируется атмосферным воздухом, и вследствие этого достигается близость значений коэффициентов профильного сопротивления предлагаемого профиля и стандартного плавнообтекаемого профиля, а устойчивость вентиляции каверны атмосферным воздухом, при полном замыве кормовой части днища серфинга, обеспечивается вентиляционным отверстием в корпусе. Большая площадь сечения профиля с тупой задней кромкой, по сравнению с равным по толщине и хорде плавнообтекаемым профилем, обеспечивает повышение прочностных характеристик плавника.

Использование профиля плавника, выполненного с заострением в направлении передней кромки, наличие острой передней кромки и расположение максимальной толщины профиля на расстоянии 0,5-1.0 хорды от носика способствует улучшению кавитационных характеристик, обеспечивает отдаление развития паровых каверн и отрыва потока и, как следствие, снижение сопротивления профиля.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 приведен серфинг с плавником, на фиг.2 - профиль сечения плавника и на фиг.3 - сравнительные графики зависимости гидродинамической боковой силы Z, действующей на плавник, от угла дрейфа (скольжения) β : для плавника со стандартным профилем - кривая 1, а для плавника с предлагаемым профилем - кривая 2.

На днище корпуса 1 серфинга (фиг. 1) в кормовой части установлен плавник 2, за которым на расстоянии, не превышающем 1/2 длины корневой хорды плавника, в корпусе серфинга выполнено сквозное вентиляционное отверстие 3.

Симметричный профиль плавника в сечении выполнен с заострением в направлении передней кромки, имеет острую переднюю кромку 4 и тупую заднюю кромку 5 (фиг. 2). Наибольшая толщина профиля расположена на расстоянии равном 0,5-1,0 длины хорды профиля от передней кромки 4.

При движении серфинга в условиях волнения, когда плавник пересекает свободную поверхность или происходит прорыв атмосферного воздуха на засасывающую поверхность, предложенная профилировка плавника обеспечивает уменьшение боковой гидродинамической силы на профиле без изменения ее знака (см. фиг. 3).

Обобщенные результаты расчетных и экспериментальных исследований, приведенные в виде кривых зависимости боковой гидродинамической силы Z, действующей на плавник при движении серфинга с углом дрейфа β , наглядно показывают, что у серфинга по предлагаемому техническому решению скачкообразного изменения знака боковой силы не происходит (кривая 2), в отличие от плавников со стандартной "авиационной" профилировокой (кривая 1).

Таким образом, предлагаемая конструкция серфинга и плавника позволяет повысить устойчивость и стабильность серфинга с высокими скоростями и в условиях волнения, а также обеспечить необходимые прочностные характеристики плавника.

Использование: судостроение, серфинги с плавником. Сущность изобретения: у серфинга, оборудованного размещенным на его днище в кормовой части плавником, имеющим симметричную форму профиля сечения и произвольную форму в плане, в его корпуса за плавником, на расстояния, не превышающем 1/2 длины корневой хорды плавника, выполнено сквозное вентиляционное отверстие, а профиль плавника в сечений имеет острую переднюю кромку и тупую заднюю кромку, при этом наибольшая толщина профиля сечения плавника расположена на расстояния, равном 0,5-1,0 длины хорды соответствующего сечения. Использование изобретения повышает устойчивость и стабильность движения серфинга на высоких скоростях хода в условиях волнения. 3 ил.

Серфинг, оборудованный размещенным на его днище в кормовой части плавником, имеющим симметричную форму профиля сечения и произвольную форму в плане, отличающийся тем, что в корпусе серфинга, за плавником, на расстоянии, не превышающем 1/2 длины корневой хорды плавника, выполнено сквозное вентиляционное отверстие, а профиль плавника в сечении имеет острую переднюю кромку и тупую заднюю кромку, причем наибольшая толщина профиля сечения плавника расположена от его передней кромки на расстоянии, равном 0,5 1,0 длины хорды соответствующего сечения.