СКОРОСТНОЕ СУДНО Российский патент 2001 года по МПК B63B1/18 

Изобретение относится к судостроению и касается конструкции скоростных судов, наиболее оптимально и экономично движущихся в переходном режиме (число Фруда по водоизмещению 1,0-3).

Известно скоростное судно, содержащее корпус с выдвижными активными элементами управления подъемной силой (интерцепторами), расположенными в кормовой части (RU 1837522, 1995 г.).

Однако описанное техническое решение не позволяет в полной мере использовать особенности формы корпуса судна для повышения ходовых и мореходных характеристик.

Предлагаемое изобретение позволяет улучшить ходовые и мореходные характеристики судна по сравнению с известными конструкциями.

Согласно изобретению скоростное судно содержит корпус с килеватым днищем и выдвижными активными элементами управления подъемной силой (АЭУПС), расположенными в кормовой части. Кроме того, в кормовой части судно снабжено несущими выступающими частями (НВЧК) с тупой задней кромкой. Нижняя поверхность каждой из несущих выступающих частей по обе стороны киля расположена в одной плоскости с примыкающей поверхностью днища, с образованием угла килеватости до 15. Длина несущих выступающих частей составляет 0,1-0,5 длины корпуса судна, а их толщина и ширина убывают от кормы к носу. Отношение ширины судна с выступающими частями к ширине корпуса составляет 1,2 - 2,5. Активные элементы управления подъемной силой размещаются непосредственно за задней кромкой несущих выступающих частей.

В носовой части, на миделе и в районе кормовой оконечности судна могут находиться подводные крылья общей площадью 3-20% от площади ватерлинии. Крылья могут крепиться к корпусу судна в нижней части как непосредственно, так и на центральной стойке (Т-образное крыло) или нескольких стойках. Крыло (крылья) спрофилировано для достижения бескавитационного режима обтекания во всем диапазоне скоростей движения судна или выполнено с суперкавитирующем профилем. Крылья выполняются полноповоротными или оборудуются управляемыми закрылками с хордой 20-30% от хорды крыла. То есть на корпусе может быть установлено от одной до трех пар крыльев, а каждое крыло может иметь от одного до трех закрылков. В предпочтительном варианте исполнения закрылки разделены на две секции с возможностью отдельного управления каждой из них.

Оснащение водометными движителями, устанавливаемыми в кормовой части, придает судну дополнительные преимущества по сравнению с судами, оборудованными другими типами движителей. При движении судна с выдвинутыми АЭУПС непосредственно перед АЭУПС образуется зона повышенного давления. Отверстие водозаборника в днище корпуса находится в зоне повышенного давления перед АЭУПС, и забор воды из этой зоны повышает эффективность работы водометных движителей.

Скоростное судно содержит один или два корпуса с кормовыми НВЧК, за которыми располагаются выдвижные АЭУПС. Поверхность НВЧК имеет симметричные плоские участки, что обеспечивает при движении оптимальное распределение местных углов атаки на днище. Угол килеватости НВЧК составляет до 15. Толщина НВЧК плавно возрастает в сторону задней кромки до толщины, достаточной для размещения АЭУПС.

В предпочтительном варианте исполнения АЭУПС симметрично разделены на секции правого и левого борта с возможностью отдельного управления каждой из секций.

Судно может иметь бульбовые или традиционные обводы в носовой части.

Технический результат изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств скоростного судна.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 схематически изобажен 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 чертежах изменено.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.

Быстроходное судно, преимущественно предназначенное для движения в переходном режиме (число Фруда по водоизмещению 1,0-3), содержит корпус 1, который оборудован специально спрофилированными несущими выступающими частями 2 в кормовой части судна. Судно также может быть двухкорпусным (не показано). Корпус 1 и несущие выступающие части 2 выполнены в корме со стороны днища в виде одной ровной поверхности. За корпусом 1 и несущими выступающими частями 2 расположены АЭУПС 3, разделенные на симметричные секции правого и левого борта. При необходимости секции АЭУПС могут, в свою очередь, выполняться из отдельных подсекций, раздельное управление которыми позволяет более надежно компенсировать во время волнения килевую и бортовую качку.

Для обеспечения высоких ходовых и мореходных качеств судно имеет узкий корпус (корпуса) и бульбовые или традиционные обводы в носу. Несущие выступающие части 2 выполнены в виде крыльевого профиля с тупой задней кромкой. Толщина НВЧК в носовой части - минимальная и увеличивается к корме до величины, достаточной для размещения АЭУПС 3. Несущие выступающие части 2 корпуса имеют размах 1,2-2,5 от ширины корпуса 1 и устанавливаются с углом атаки 0-5. Углы килеватости днища и несущих выступающих частей меняются по длине судна и могут достигать 15^o. Поверхность НВЧК имеет симметричные плоские участки (на фиг. 2 показаны штриховкой, параллельной линии киля), что обеспечивает при движении оптимальное распределение местных углов атаки на днище.

Оптимальные величины углов килеватости днища и несущих выступающих частей, ширина и угол атаки для конкретного судна определяют путем модельных испытаний в опытовом 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.

В носовой части, на миделе и в районе кормовой оконечности судна расположены подводные крылья 4, общая площадь которых составляет 3-20% от площади ватерлинии судна.

Крылья 4 могут крепиться к корпусу 1 судна как непосредственно (фиг. 1,2), так и с помощью одной центральной стойки (Т-образное крыло) или нескольких стоек (не показано). Крыло спрофилировано для достижения бескавитационного режима обтекания во всем диапазоне скоростей движения судна и оборудовано управляемыми закрылками 5, с хордой 20-30% от хорды крыла.

В предпочтительном варианте исполнения закрылки 5 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 6 (или несколькими движителями), установленным в кормовой части, причем водозаборные отверстия 7 движителей 6 выполняют в днище корпуса 1 перед АЭУПС 3.

Для обеспечения минимального сопротивления движению судна выдвиги носовых и кормовых АЭУПС 3 или их секций, а также углы перекладки закрылка 5 или его секций производят в зависимости от скорости хода. Оптимальная зависимость определяется при модельных испытаниях и уточняется при испытаниях натурного судна.

Выдвиги АЭУПС 3 или их секций, а также углы перекладки закрылка 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 - умеренно килевой и бортовой качки и уменьшение перегрузок.

При движении судна с выдвинутым АЭУПС 3 непосредственно перед АЭУПС образуется зона повышенного давления. Именно в зоне повышенного давления находится отверстие 7 водозаборника, и забор воды из зоны повышенного давления повышает эффективность работы водометных движителей 6.

Предлагаемое 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 также параметров системы управления.

Изобретение относится к судостроению и касается конструкции скоростных судов, наиболее оптимально и экономично приспособленных к переходному режиму движения (при числе Фруда по водоизмещению в пределах 1,0 - 3,0). Судно имеет корпус с килеватым днищем и выдвижными активными элементами управления подъемной силой. В кормовой части судно выполнено с несущими выступающими частями с тупой задней кромкой, толщина и ширина которых убывает от кормы к носу. Нижняя поверхность каждой из несущих частей по обе стороны от киля расположена в одной плоскости со смежной поверхностью днища с образованием угла килеватости до 15^o. Активные элементы управления подъемной силой размещены непосредственно за задней кромкой выступающих частей. длина несущих частей может составлять 0,1 - 0,5 длины корпуса. Отношение ширины судна с выступающими частями к ширине корпуса может составлять 1,2 - 2,5. Судно может быть снабжено подводными крыльями с управляемыми закрылками. На корпусе целесообразно устанавливать от одной до трех пар крыльев, каждое из которых может иметь от одного до трех закрылков. Крылья целесообразно крепить к корпусу непосредственно или с помощью одной или нескольких стоек. Движитель может быть водометным. Водозаборное отверстие движителя целесообразно располагать в днище перед активными вышеупомянутыми элементами. Судно может быть двухкорпусным. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств скоростного судна. 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Скоростное судно, содержащее корпус с килеватым днищем и выдвижными активными элементами управления подъемной силой, отличающееся тем, что оно в кормовой части снабжено несущими выступающими частями с тупой задней кромкой, толщина и ширина которых убывает от кормы к носу, причем нижняя поверхность каждой из несущих выступающих частей по обе стороны киля расположена в одной плоскости со смежной поверхностью днища с образованием угла килеватости до 15°, а активные элементы управления подъемной силой размещены непосредственно за задней кромкой несущих выступающих частей. 2. Скоростное судно по п.1, отличающееся тем, что длина несущих выступающих частей составляет 0,1 - 0,5 длины корпуса, а отношение ширины судна с выступающими частями к ширине корпуса составляет 1,2 - 2,5. 3. Скоростное судно по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено подводными крыльями с управляемыми закрылками. 4. Скоростное судно по п.3, отличающееся тем, что на корпусе установлено от одной до трех пар крыльев, каждое из которых имеет от одного до трех закрылков, при этом крылья прикреплены к корпусу непосредственно или при помощи одной или нескольких стоек. 5. Скоростное судно по п.1, отличающееся тем, что движитель выполнен водометным, а его водозаборное отверстие расположено в днище корпуса перед активными элементами управления подъемной силой. 6. Скоростное судно по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено двухкорпусным.