ГЛИССИРУЮЩЕЕ СУДНО Российский патент 2001 года по МПК B63B1/18 

Изобретение относится к судостроению и касается конструкции глиссирующих судов, оборудованных водометными движителями и снабженных несущими выступающими частями корпуса (НВЧК), выдвижными активными элементами управления подъемной силой (интенцепторами), управляемым носовым крылом и узкими аутриггерами (поплавками).

Предшествующий уровень техники
Известно глиссирующее судно, содержащее корпус с килеватым днищем с поперечными реданами и расположенными за ними выдвижными активными элементами управления подъемной силой (RU 2096240, 1997 г.). Описанная конструкция не позволяет в полной мере использовать ходовые и мореходные качества судна из-за больших смачиваемых участков днища перед реданами и широкого корпуса, в котором при движении на волне возникают возмущающие силы.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является глиссирующее судно, описанное в патенте RU 2131373, 1998 г., которое содержит корпус с килеватым днищем, имеющим один или два поперечных редана, с размещенными за ними выдвижными активными элементами управления подъемной силой (АЭУПС). Система автоматического управления АЭУПС позволяет повысить ходовые и мореходные характеристики судов, однако известное техническое решение не позволяют в полной мере использовать особенности формы корпуса судна для повышения его мореходных характеристик.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Сущность изобретения
Согласно изобретению глиссирующее судно содержит корпус с килеватым днищем, на котором выполнены поперечные стреловидные реданы с углом стреловидности 5-30. Поверхность днища имеет симметричные плоские участки трапецеидальной формы. Реданы расположены за плоскими участками. За реданами, в свою очередь, размещены выдвижные АЭУПС. На уровне днища корпус снабжен несущими плоскими выступающими частями, нижние поверхности которых выполнены заподлицо с поверхностями плоских участков днища, при этом отношение ширины судна вместе с выступающими частями к ширине корпуса составляет 1,2- 2,5.

Ширина корпуса судна выбирается минимально необходимой для размещения в корпусе двигательно-движительного комплекса. Выступающие части с указанными соотношениями по ширине обеспечивают ходкость судна (оптимальный коэффициент нагрузки). С увеличением отношения ширины выступающих частей к ширине корпуса судна улучшаются мореходные качества за счет увеличения демпфирующих сил. Уменьшение ширины аутриггеров также повышает мореходные качества судна за счет уменьшения возмущающих сил на аутриггерах. Ширина аутриггеров выбирается исходя из потребностей остойчивости судна. Общая ширина судна определяется необходимой площадью палубы для размещения пассажирских и служебных помещений.

Судно преимущественно снабжают водометным движителем, причем его водозаборное отверстие располагают в днище корпуса перед АЭУПС.

Оснащение судна водометными движителями, размещенными в кормовой части, придает ему дополнительные преимущества по сравнению с судами, оборудованными другими типами движителей, повышая его эксплуатационные качества.

В носовой части судна также может находиться подводное Т-образное крыло с управляемыми закрылками, что обеспечивает бескавитационный режим обтекания на всем диапазоне скоростей движения судна. В предпочтительном варианте исполнения закрылки разделены на две или три секции с возможностью отдельного управления каждой из них.

Для обеспечения устойчивости судно может быть оборудовано двумя узкими бортовыми аутриггерами. На плаву аутриггеры опущены на минимальную глубину. Во время движения по мере увеличения скорости хода и всплывания судна аутриггеры выходят из воды. На скорости хода судна от 0,6 до максимальной аутриггеры полностью подняты над поверхностью воды.

Для уменьшения сопротивления на скоростях от 0,6 до максимальной аутриггеры выполнены асимметричной формы, снабжены поперечными реданами обратной стреловидности. Количество реданов может быть от одного до трех. Угол обратной стреловидности реданов - 5-30^o. Угол килеватости аутриггеров 10-30^o. Килевая линия аутриггера имеет отгиб вверх в кормовой оконечности.

Поверхность днища судна перед каждым из реданов имеет симметричные плоские участки трапециевидной формы, совпадающей со смачиваемой в режиме глиссирования поверхностью днища, определенной по результатам модельных испытаний.

Изобретение позволяет получить оптимальное конструктивное решение, в котором используются сочетание размеров и формы корпуса и выступающих частей, расположения АЭУПС, крыльевого устройства, водозаборников водометных движителей, а так же параметров системы управления.

На фиг. 1 схематически изображен вид судна сбоку, на фиг. 2 - вид со стороны днища, на фиг. 3 - вид судна сзади.

Для большей наглядности соотношение размеров между отдельными узлами и элементами конструкции судна на фигурах изменено.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Глиссирующее судно содержит узкий корпус 1, который оборудован специально спрофилированными несущими выступающими частями 2 и 3 в кормовой и в центральной части судна соответственно. За реданами 4 и 5 расположены соответственно кормовые и носовые АЭУПС 6 и 7, разделенные на симметричные секции правого и левого борта. При необходимости секции АЭУПС могут, в свою очередь, выполняться из отдельных подсекций (не показаны), раздельное управление которыми позволяет более надежно компенсировать во время волнения килевую и бортовую качку.

Для обеспечения требований устойчивости судно имеет два узких поплавка (аутриггера) 8. Для уменьшения сопротивления аутриггеры 8 выполнены асимметричной формы, снабжены одним, двумя или тремя поперечными реданами 9 обратной стреловидности, а килевая линия 10 аутриггера 8 имеет отгиб вверх в кормовой оконечности. Такой отгиб позволяет уменьшить сопротивление судна при режиме движения с дифферентом на корму. Угол обратной стреловидности реданов 9 составляет 5-30^o. Угол килеватости аутриггеров 8 составляет 10-30^o. Продольное расположение аутриггеров и реданов на них определяется по результатам модельных испытаний в бассейне.

В носовой части судна расположено подводное крыло 11, несущее от 5 до 60% веса судна. Крыло может крепиться к корпусу 1 судна как с помощью трех, двух, так и одной центральной стойки 12 (Т-образное крыло). Крыло 11 спрофилировано для достижения безкавитационного режима обтекания во всем диапазоне скоростей движения судна и оборудовано управляемыми закрылками 13, с хордой 20-30% от хорды крыла 11.

В предпочтительном варианте исполнения закрылки симметрично разделены на секции правого и левого борта (не показаны) с возможностью отдельного управления каждой из секций.

В предпочтительном конструктивном исполнении судно снабжено водометным движителем 14 (или несколькими движителями 14), установленным в кормовой части, причем водозаборные отверстия 15 движителей 14 выполняют в днище корпуса перед кормовыми АЭУПС.

Углы килеватости днища и несущих выступающих частей 2 и 3 меняются по длине судна и составляют 0-12^o на носовом редане 5 и 0-6^o на кормовом редане 4. Оптимальные величины и соотношения углов килеватости на каждом из реданов 4 и 5 для конкретного судна определяют путем модельных испытаний в опытном бассейне. При этом увеличение углов килеватости выше указанных верхних значений приводит к снижению гидродинамического качества судна. Уменьшение углов килеватости с выходом за пределы указанных диапазонов несколько повышает гидродинамическое качество, но вызывает увеличение перегрузок при движении на волне.

Поверхность днища и несущих выступающих частей 2 и 3 судна перед каждым из реданов 4 и 5 имеет симметричные плоские участки 17 и 16 соответственно (на фиг. 2 показаны штриховкой, параллельной линии киля), что обеспечивает при движении оптимальное распределение местных углов атаки на днище. Несущие выступающие части 2 и 3 корпуса 1 со стороны днища установлены заподлицо с поверхностями плоских участков 17 и 16 днища, оканчивающихся поперечными стреловидными кормовыми и носовыми реданами 4 и 5 соответственно. Стреловидная форма реданов 4 и 5 позволяет уменьшить смоченную поверхность днища и несущих выступающих частей 2 и 3 и поднимает границу устойчивого движения судна в продольной плоскости. Плоские участки 16 перед носовым реданом 5 имеют форму трапеций, основание которых совпадает с линией киля, а боковая сторона - с кромкой несущей выступающей части. Форму и размеры плоских смачиваемых участков днища 17 перед кормовым реданом 4 определяют при модельных испытаниях при движении судна в режиме глиссирования.

Для обеспечения минимального сопротивления движению судна выдвиги кормовых и носовых АЭУПС 6 и 7 или их секций, а так же углы перекладки закрылка 13 или его секций производят в зависимости от скорости хода. Оптимальная зависимость определяется при модельных испытаниях и уточняется при испытаниях натурного судна.

Выдвиги АЭУПС 6 и 7 или их секций, а так же углы перекладки закрылка 13 или его секций осуществляются с помощью системы автоматического управления, обеспечивающей при движении судна на спокойной воде повышение устойчивости движения и улучшение маневренных качеств, а при движении на волне - умеренность килевой и бортовой качки и уменьшение перегрузок.

При движении судна с выдвинутым из-за редана 4 АЭУПС 6, непосредственно перед АЭУПС образуется зона повышенного давления. Именно в зоне повышенного давления находится отверстие 15 водозаборника, и забор воды из зоны повышенного давления повышает эффективность работы водометных движителей 14.

Изобретение относится к судостроению и касается создания глиссирующих судов с водометными движителями, несущими выступающими частями корпуса, выдвижными интерцепторами, управляемым носовым крылом и аутригерами. Судно имеет корпус с килеватым днищем, поверхность которого имеет симметричные плоские участки трапецеидальной формы, поперечные реданы за плоскими участками и выдвижные активные элементы управления подъемной силой, находящиеся за поперечными реданами. На уровне днища судно снабжено плоскими выступающими частями, нижние поверхности которых выполнены заподлицо с поверхностями плоских участков днища. Поперечные реданы выполнены с углом стреловидности в пределах от 5 до 30^o. Отношение ширины судна с выступающими частями к ширине корпуса составляет 1,2 - 2,5. Упомянутые плоские участки днища могут располагаться в его кормовой и средней части. Судно целесообразно снабжать бортовыми аутригерами, которые могут выполняться асимметричной формы и иметь не менее одного поперечного редана обратной стреловидности. Судно может быть снабжено носовым крылом с управляемыми закрылками. Движитель судна может быть водометным с водозаборным отверстием, расположенным в днище корпуса перед активными элементами управления подъемной силой. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении мореходных качеств глиссирующего судна. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Глиссирующее судно, содержащее корпус с килеватым днищем, поверхность которого имеет симметричные плоские участки трапецеидальной формы, поперечные реданы, расположенные за плоскими участками, и выдвижные активные элементы управления подъемной силой, размещенные за поперечными реданами, отличающееся тем, что оно снабжено на уровне днища плоскими выступающими частями, нижние поверхности которых выполнены заподлицо с поверхностями плоских участков днища, при этом поперечные реданы выполнены стреловидными с углом стреловидности 5 - 30^o, а отношение ширины судна с выступающими частями к ширине корпуса составляет 1,2 - 2,5. 2. Глиссирующее судно по п.1, отличающееся тем, что симметричные плоские участки трапецеидальной формы расположены в кормовой и средней частях днища. 3. Глиссирующее судно по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено узкими бортовыми аутригерами. 4. Глиссирующее судно по п.3, отличающееся тем, что аутригеры выполнены асимметричной формы и имеют не менее одного поперечного редана обратной стреловидности. 5. Глиссирующее судно по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено носовым крылом с управляемыми закрылками. 6. Глиссирующее судно по п.1, отличающееся тем, что движитель выполнен водометным, а его водозаборное отверстие расположено в днище корпуса перед активными элементами управления подъемной силой.