БЫСТРОХОДНОЕ СУДНО Российский патент 1999 года по МПК B63B1/18 B63B1/20 

Изобретение относится к судостроению, в частности к быстроходным судам, оборудованным управляемыми интерцепторами и движущимися в переходном режиме или в режиме глиссирования.

Известны быстроходные суда, у которых для уменьшения угла дифферента (для преодоления горба сопротивления или уменьшения перегрузки при движении на волнении) используются управляемые транцевые плиты.

Недостатком таких судов является то, что транцевые плиты должны быть достаточно больших размеров и иметь мощный привод для их быстрого отклонения (Справочник по малотоннажному судостроению. Л.: Судостроение, 1988, с. 278 - 280).

Известно быстроходное судно, принятое за прототип, содержащее корпус с транцем и транцевой плитой и оборудованное кормовыми управляемыми интерцепторами (патент России N 2096240, 6 В 63 В 1/18, 1/20, 1996). При этом транцевая плита установлена на транце выше днища с образованием редана, а интерцепторы установлены под транцевой плитой с возможностью выдвига из - за задней кромки редана путем поворота относительно осей, параллельных задней кромке редана и закрепленных снизу на транцевой плите в районе ее задней кромки, а редан выполнен с высотой не менее высоты интерцептора.

Недостатком прототипа является то, что при приварке к транцу и транцевой плите подкрепляющих книц в условиях стапеля происходят значительные деформации днища и транцевой плиты в районе их задних кромок, из - за чего приходится выполнять большой объем доработок и доводок, чтобы обеспечить требуемый зазор Δ (0,5. .. 1 мм) между рабочей цилиндрической поверхностью интерцепторов во всем диапазоне их выдвигов (0...150 мм) и задней кромкой транца. От величины зазора зависит эффективность интерцептеров по созданию перед ними зоны повышенного давления и следовательно, скорость судна. Так, при зазоре Δ = 0 давление перед выдвинутым интерцептером составляет примерно 60% от скоростного напора, а при Δ = 2 мм - уже только 46% от скоростного напора.

Другим недостатком прототипа является то, что в том случае, если интерцепторы выполнены из отличного от материала корпуса и транцевой плиты и склонного к контактной электрохимической коррозии, чрезвычайно трудно обеспечить электроизоляцию между интерцепторами и транцевой плитой в зоне указанных малых зазоров.

К недостаткам прототипа относится также то, что он не может быть использован в случае, когда транец выполнен скругленным или ступенчатым по ширине или когда на транце в его нижней части закреплены транцевые короба водометов или вертикальные фланцы валов с частично погруженными винтами.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением заключается в упрощении технологии изготовления, сборки, монтажа и электроизолирования интерцептеров и транцевой плиты, а также в расширении класса судов на которые могут быть установлены интерцепторы.

Указанный технический результат достигается за счет того, что быстроходное судно, содержащее корпус с транцем и транцевой плитой, установленной на транце с образованием редана, оборудованное кормовыми управляемыми интерцепторами, которые установлены с возможностью выдвига из-за задней кромки редана путем поворота относительно осей, параллельных его задней кромке и закрепленных снизу под транцевой плитой в районе ее задней кромки, причем редан выполнен с высотой не менее высоты интерцепторов, согласно изобретению, включает в свой состав транцевую плиту, состоящую из двух частей, причем продолжением днища является передняя часть транцевой плиты, а вдоль ее задней кромки, расположенной в вертикальной плоскости и перпендикулярной диаметральной и основной плоскостям судна, жестко закреплен вертикальный пояс с подкрепляющими кницами, на котором выше плоскости днища разъемно закреплена задняя часть транцевой плиты с вышеупомянутыми интерцепторами, установленными снизу в районе ее задней кромки, при этом редан образован задней частью транцевой плиты, которая вместе с элементами крепления может быть электроизолирована от передней части транцевой плиты и корпуса судна.

Вышеперечисленные признаки, характеризующие предлагаемое быстроходное судно, являются существенными, так как позволяют реализовать указанный технический результат:
- обойти проблему сварочных деформаций и на порядок уменьшить объем доводочных работ по обеспечению требуемого зазора 0,5 мм и менее между рабочей выпуклой цилиндрической поверхностью интерцептора и вертикальной полкой Т- или Г-образного профиля второй задней части транцевой плиты и облегчить монтаж. Это достигается тем, что к танцу приваривается только первая передняя часть транцевой плиты и вертикальный пояс, а вторая задняя часть транцевой плиты, на которой снизу крепятся интерцепторы полностью изготавливается, собирается и регулируется по зазору в механическом цехе, а затем в собранном виде поступает на стапель и крепится болтами к вертикальному поясу на первой передней части транцевой плиты;
- существенно упростить работы по обеспечению электроизоляции между интрцепторами и транцем, в случае выполнения их из разных материалов. Это достигается за счет того, что электроизоляция легко может быть обеспечена с помощью электроизоляционных пластин, устанавливаемых между двумя неподвижными частями (первой передней и второй задней) транцевой плиты, и электроизоляционных втулок и шайб, которые изолируют крепежные элементы, соединяющие обе части транцевой плиты;
- устанавливать комплекс управляемых интерцепторов на транце судна, даже в том случае, когда он является скругленным или ступенчатым по ширине, например, в случае вварки в транец вертикальных коробов водометов, которые затем выступают из транца на 60 и более мм. Это достигается тем, что ступенчатость транца приходится на первую переднюю часть транцевой плиты, а ее строго вертикальный пояс уже лежит в одной плоскости, пригодной для установки интерцепторов, закрепленных на второй задней части транцевой плиты.

На фиг. 1 и 2 на видах сзади и сверху соответственно показан фрагмент транца предлагаемого быстроходного судна, оборудованного водометными движителями.

На фиг. 3 на виде сбоку вдоль задней кромки транца представлен фрагмент транца быстроходного судна, на котором установлена транцевая плита с управляемыми интерцепторами.

На фиг. 4 на виде сверху (перпендикулярно днищу) представлен фрагмент транцевой плиты с интерцепторами, показанной на фиг.3.

На фиг.5 показано сечение интерцептора и транцевой плиты по плоскости Б - Б (фиг.3), параллельной днищу.

На фиг.6 на виде сбоку представлен вариант выполнения второй задней задней части транцевой плиты в виде Г-образного профиля.

На фиг. 7 показано сечение ножа интерцептора по плоскости В-В на фиг.6 (в месте подсоединения серьги).

Предложенное устройство содержит следующие элементы: корпус 1 с транцем 2 и транцевой плитой 6, установленной на транце выше плоскости днища 5 судна с образованием редана, кормовыми управляемыми интерцепторами 17 и 18, установленными под транцевой плитой с возможностью выдвига из-за задней кромки редана путем поворота относительно осей, параллельных его задней кромке и закрепленных снизу под транцевой плитой в районе ее задней кромки, причем редан при этом выполнен с высотой не менее высоты интерцепторов. Транцевая плита выполнена составной из двух частей, причем продолжением днища является первая передняя часть 10 транцевой плиты, вдоль задней кромки которой, расположенной в вертикальной плоскости, перпендикулярной диаметральной и основной плоскостям судна, жестко закреплен вертикальный пояс 11 с подкрепляющими кницами 12, на котором выше плоскости днища разъемно закреплена вторая задняя часть 16 транцевой плиты с интерцепторами 17 и 18, которые установлены снизу в районе ее задней кромки, причем редан образован второй задней частью 16 транцевой плиты. Вторая задняя часть транцевой плиты вместе с элементами крепления электроизолирована от первой передней части транцевой плиты и корпуса судна при помощи электроизоляционных элементов.

Пример реализации. Предлагаемое быстроходное судно, содержит остроскулый корпус 1 с плоскокилеватым днищем и транцем 2 и оборудовано водометными движителями (водометами) 3. Транец 2 может быть плоским или выпуклым, вертикальным или наклонным. Днищевые листы 4 водометов 3 вварены в днище судна 5 заподлицо с ним и с выходом за нижнюю кромку транца в виде транцевой плиты 6 (Г'Г''Д''Д'), а транцевые короба 7 - в транец 2 судна с образованием выступов, повышающих жесткость конструкции. При этом участки днища 5 слева и справа от днищевых листов 4 водометов 3 также продлены за транец 2 в виде частей 8 (ОО'Г''Т - килевая часть) и 9 (ДД''Е'Е - бортовая часть) (фиг. 2 и 4) транцевых плит. Таким образом участки 6, 8 и 9, сваренные своими боковыми кромками вместе, являются продолжением днища 5 и образуют первую переднюю часть 10 транцевой плиты правого борта (при необходимости детали, узлы и устройства левого борта будут обозначаться той же позицией со штрихом). При этом участки 8 и 9 имеют длину L2 (ОО' = ЕЕ'), а участок 6 - длину L1 (Г'Г''=Д'Д'') (фиг.2 и 4). К задней кромке первой передней части участок 6 - длину L1 (Г'Г''=Д'Д'') (фиг.2 и 4). К задней кромке первой передней части 10 транцевой плиты в вертикальной плоскости, перпендикулярной диаметральной (ДП) и основной (ОП) плоскостям судна, сверху приварен вертикальный пояс 11, который со стороны транца 2 подкреплен кницами 12. К этому вертикальному поясу 11 с помощью болтов 13, винтов 14 и гаек 15 (фиг.3-5) прикреплена вторая задняя часть 16 транцевой плиты, которая в сечении имеет Т образный (фиг. 3-4) или Г-образный (фиг.7) профиль. Снизу к условно горизонтальной полке (эта полка параллельна днищу и является горизонтальной только в поперечных сечениях, перпендикулярных задней кромке днища этого профиля 16 (второй задней части транцевой плиты) шарнирно прикреплены интерцепторы 17 (бортовой) и 18 (килевой) (фиг. 1, Ж'' - граница между интерцепторами). Каждый интерцептор 17 состоит из ножа 19 и проушин подвески 20 (фиг.4 и 5), которые соединены друг с другом с помощью винтов 21, ввернутых со стороны рабочей цилиндрической поверхности ножей 19 в крылья проушин 20 и законтренные гайками 22 (при обработке рабочей поверхности интерцепторами по радиусу R относительно единой оси И - И', пропускаемой при обработке через осевые отверстия всех проушин, которые закреплены на интерцепторе, головки винтов 21 попадают в зону обработки и частично срезаются). Проушины 20 с помощью осей 23 шарнирно установлены в опорах - вилках 24, которые в свою очередь жестко закреплены на условно горизонтальной полке профиля 16. Для этого использованы болты 25 (фиг.3 и 7). С тем, чтобы до минимума уменьшить зазор (между рабочей поверхностью интерцептора 17 (ножа 19) и противолежащей поверхностью транцевой плиты в пространстве между вертикальной полкой профиля 16 с интерцептором 17 установлен на винтах 26 вкладыш 27 (фиг.3, 5, 7). Этот вкладыш имеет вогнутую цилиндрическую поверхность, выполненную с радиусом R+Δ относительно оси ИИ', и может быть изготовлен из стекло - или углепластика с целью уменьшения трения при сверхмалых зазорах Δ = 0,1...0,2 мм. Вкладыш 27 и профиль 16 при креплении на вертикальном поясе 11 устанавливаются так, что их нижние поверхности являются продолжением первой передней части 10 транцевой плиты.

Для подкрепления условно горизонтальной полки профиля 16 в местах установки опор - вилок 24 предусмотрены кронштейны 28. В случае выполнения второй задней части 16 транцевой плиты в виде Т - образного профиля (фиг.3 и 4) кронштейны 28 крепятся болтами 13 и 29 к условно горизонтальной и верхней вертикальной полкам профиля 16, а в случае Г - образного профиля (фиг.б) - к условно горизонтальной полке профиля 16 и вертикальному поясу 11. Следует отметить, что в случае Т -образного профиля болты 13 используются для стяжки всего пакета "кронштейн 28 -профиль 16 - изоляционная пластина 30 - вертикальный пояс 11 - изоляционная прокладка 31". Изоляционная пластина 30, прокладка 31 и втулка 32 необходимы для исключения контактной электрохимической коррозии, если вторая задняя часть транцевой плиты (профиль 16) и первая передняя часть 10 транцевой плиты с вертикальным поясом 11 выполнены из различных материалов (например, первая передняя часть транцевой плиты 10 и вертикальный пояс 11 из алюминиево-магниевого сплава, например Амг6, а профиль 16 и интерцептор 17 - из титанового сплава, например ВТ6). Если профиль 16 и интерцепторы 17 также выполнены из алюминиево - магниевого сплава Амг6, то пластину 30, прокладку 31 и втулки 32 можно не ставить. Следует отметить, что изоляционная пластина 30, покрытая герметиком или выполненная из стеклоткани, пропитанной эпоксидными смолами, полностью герметизирует стык между двумя (первой передней 10 и второй задней 16) частями транцевой плиты и позволяет снизить требования к качеству поверхности вертикального пояса 11 в месте крепления профиля 16.

Для перевода интерцептора 17 (или любого другого) в заданное положение на его ноже 19 в середине (фиг.6 и 7) с помощью болтов 33 и планки 34 закреплены оседержатели 35 (левый) и 36 (правый). В отверстия оседержателей 35 и 36 вставлены шайбы 37 и втулки 38 и в них установлена ось 39, на которую надевается шарнирный подшипник 40 серьги 41. Серьга 41 своим вторым концом, выполненным в виде вилки, с помощью оси 42 шарнирно соединена с коромыслом 43, ось вращения 44 которого установлена в опоре 45, жестко закрепленной на вертикальном поясе 11 (фиг.3 и 4). При этом для крепления опоры 45 используются болты 13 и гайки 15, которые фиксируют на вертикальный пояс 11 также верхнюю часть Т-образного профиля. Второй конец коромысла 43 через двойной шарнир 46 связан с тягой 47 (фиг.З), которая через качалку 48, закрепленную на транце (фиг. 1), подсоединена к штоку привода 49. Аналогичным образом к штоку второго привода 50 через качалку 51, тягу 52 подсоединен интерцептор 18. В качестве привода 49 и 50 может быть использован электрический, гидравлический, пневматический или даже ручной привод.

При описании предлагаемого быстроходного судна в действии в качестве привода рассмотрим вариант электрического привода, управляемого из ходовой рубки. Например, для судна водоизмещением около 25 т и с максимальной скоростью хода 50 узлов максимальный выдвиг каждого из 4-х интерцепторов (max составляет 30 мм и для управления положением интерцепторов можно использовать четыре электромеханизма МП - 100М - 2с
Исходное положение всех интерцепторов - полностью убранное(фиг.3), т.e. δ = 0 Предположим, что требуется уменьшить ходовой дифферент судна на максимальной скорости. Для этого достаточно выдвинуть все интерцепторы на 10 мм или любые два (бортовые или килевые) на величину 20 мм. С этой целью подают постоянный ток напряжением 27 В на электромеханизмы МП - 100М - 2с (приводы 49, 50', 49'). Их штоки начинают выдвигаться со скоростью 2,5 мм/с и через вышеописанную проводку (качалки, тяги, серьги) начинают выдвигать в поток интерцепторы 17, 18, 18', 17'. Поток начинает тормозиться перед интерцепторами и создавать перед ними зону повышенного давления. В результате судно начинает дифферентоваться на нос и уменьшать свой дифферент. При достижении заданного дифферента отключают электропитание от приводов 49, 50, 50' и 49' и они останавливаются. При необходимости убрать интерцепторы на их приводы подают ток обратной полярности, их штоки начинают убираться, а интерцепторы - подниматься вверх до нового заданного положения или до полностью убранного положения (фиг.3 и 6). Таким образом за счет отличительных признаков предлагаемого технического решения становится возможным:
упростить операции монтажа и демонтажа интерцепторов на транцевой плите судна, поскольку вторая задняя часть 16 транцевой плиты, на которой установлены с минимальными зазороми (интерцепторы 16, 17), изготавливается вне стапеля (в механическом цехе), поступает на сборку в полностью готовом виде и подсоединяется к вертикальному вертикальный поясу 11 с помощью болтов, при этом на порядок сокращается время установки и регулировки интерцепторов;
существенно упростить работы в случае необходимости по электроизоляции интерцепторов от корпуса, поскольку зона электроизоляции переносится из зоны зазоров (на неподвижный стык между первой передней и задней частями транцевой плиты и легко достигается с помощью пластин 30, втулок 32 и прокладок 31;
производить установку интерцепторов на транце судна даже в тех случаях, когда транец является скругленным или в него вварены с выступом вертикальные плиты водометных движителей и нельзя использовать прототип, т.е. расширяется круг судов, на которых могут быть установлены интерцепторы.

Изобретение относится к судостроению и касается быстроходных судов с управляемыми интерцепторами, движущихся в переходном режиме или режиме глиссирования. Судно имеет корпус с транцем и транцевой плитой. Последняя установлена на транце с образованием редана. Судно имеет кормовые управляемые интерцепторы, установленные с возможностью выдвига из-за задней кромки редана путем поворота относительно осей, параллельных его задней кромке. Редан выполнен с высотой не менее высоты интерцепторов. Транцевая плита выполнена составной из двух частей. Передняя ее часть является продолжением днища. Вдоль задней ее кромки, расположенной в вертикальной плоскости, перпендикулярной диаметральной и основной плоскостям судна, жестко закреплен вертикальный пояс с подкрепляющими кницами. На нем выше плоскости днища разъемно закреплена задняя часть транцевой плиты с вышеуказанными интерцепторами. Они установлены снизу в районе ее задней кромки. Редан образован задней частью транцевой плиты. Задняя часть транцевой плиты вместе с элементами крепления электроизолирована от передней части транцевой плиты и корпуса судна. Технический результат от реализации изобретения заключается в упрощении технологии изготовления, сборки, монтажа и электроизолирования интерцепторов и транцевой плиты судна, а также в расширении класса судов, на которые могут быть установлены интерцепторы. 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Быстроходное судно, содержащее корпус с транцем и транцевой плитой, установленной на транце с образованием редана, и оборудованное кормовыми управляемыми интерцепторами, установленными с возможностью выдвига из-за задней кромки редана путем поворота относительно осей, параллельных его задней кромке, при этом редан выполнен с высотой не менее высоты интерцепторов, отличающееся тем, что транцевая плита выполнена составной из двух частей, причем продолжением днища является передняя часть транцевой плиты, а вдоль ее задней кромки, расположенной в вертикальной плоскости, перпендикулярной диаметральной и основной плоскостям судна, жестко закреплен вертикальный пояс подкрепляющими кницами, на котором выше плоскости днища разъемно закреплена задняя часть транцевой плиты с вышеупомянутыми интерцепторами, установленными снизу в районе ее задней кромки, причем редан образован задней частью транцевой плиты. 2. Быстроходное судно по п.1, отличающееся тем, что задняя часть транцевой плиты вместе с элементами крепления электроизолирована от передней части транцевой плиты и корпуса судна.