ПАРУСНОЕ СУДНО Российский патент 2001 года по МПК B63B1/10 B63B15/02 B63H9/10 

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при постройке и модернизации спортивных и туристических парусных яхт и шверботов.

Известно парусное судно, содержащее водоизмещающие поплавки с мачтой, жесткие связи которых шарнирно в диаметральной плоскости присоединены к плавучей обитаемой подвеске с рулевым устройством так, что позволяет полностью освободить подвеску от кренящих моментов ветровой нагрузки [1].

Недостатком такой конструкции парусного судна является значительное увеличение смоченной поверхности и лобового сопротивления движению судна за счет одновременного контакта с водой обоих поплавков, корпуса обитаемой подвески и элементов жестких связей, что при слабом ветре ухудшает ходовые качества такого судна по сравнению с однокорпусными конструкциями.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является многокорпусное парусное судно с шарнирно закрепленной на палубе мачтой. Обитаемая подвеска выполнена из двух соединенных между собой обтекаемых корпусов меньших размерений относительно внешних водоизмещающих поплавков. Поплавки в кормовой части оборудованы рулями поворота, а жесткие связи поплавков размещены в надводной части судна и связаны с подвеской [2].

Этому судну также присущи вышеуказанные недостатки, обусловленные большой смоченной поверхностью, а также специфические недостатки многокорпусных судов, главным из которых является невозможность самостоятельного выхода из оверкиля, то есть полного опрокидывания судна вниз мачтой, тогда как однокорпусные суда за счет собственного веса киля или команды успешно справляются с этой проблемой без посторонней помощи.

Технической задачей изобретения является повышение комфортабельности, мореходности и безопасности парусного судна.

Поставленная задача решена в предлагаемом парусном судне, содержащем водоизмещающие поплавки, жесткие связи которых шарнирно присоединены к плавучему обитаемому корпусу судна с рулевым устройством, и шарнирно закрепленную на палубе мачту, снабженную гибкими связями с корпусом судна. В отличие от прототипа обводы внешней стороны поплавков вписываются в типовые обводы однокорпусного судна, а форма внутренней стороны поплавков совпадает с формой надводной части бортов корпуса судна по плоскостям сопряжения, расположенным симметрично под одинаковыми углами относительно диаметральной плоскости судна, кроме углублений, профилированных по продольно сложенным рычагам. Жесткие связи поплавков с корпусом судна выполнены в виде параллельных рычагов и тросовых растяжек, образующих между собой и бортами шарнирные параллелограммы. Носовые рычаги имеют окончания, снабженные упругими амортизаторами, закрепленными на корпусе судна, и связанные гибкими тросами, проходящими через роликовые блоки вантпутерсов, с вантами противоположного борта корпуса судна.

При этом угол наклона осей шарниров параллельных рычагов совпадают с углом наклона плоскости сопряжения, противоположной наклонной части надводного борта судна.

Соединение гибкого троса с вантами через цилиндрическую пружину связано с обоймой роликового блока, установленного на вантпутерсе.

В предлагаемом судне кормовые рычаги поплавков крепятся к корпусу судна при помощи планетарных редукторов, оборудованных ручным приводом с фиксаторами углового положения этих рычагов.

Между параллельными рычагами и корпусом с поплавками натянута предохранительная сетка, плетение которой ориентировано вдоль и поперек продольной оси корпуса судна.

Сущность изобретения поясняется фигурой 1, на которой показана горизонтальная проекция судна, фиг. 2 - разрез по мидель-шпангоуту, фиг. 3 - вариант выполнения упругих связей вант мачты с корпусом судна.

Предлагаемое судно состоит из двух бортовых поплавков 1 и 2, присоединенных к плавучему обитаемому корпусу судна 3 при помощи носовых 4 и кормовых 5 трубчатых рычагов, шарнирно закрепленных на корпусе и поплавках так, что они образуют между собой шарнирный параллелограмм. При этом оси вращения шарниров рычагов 4 и 5 наклонены к диаметральной плоскости судна под углом β с оптимальным значением 10-15 градусов, а шарниры поплавков снабжены также гибкими тросовыми растяжками 6 с корпусом судна для придания дополнительной устойчивости рычагам.

На палубе корпуса судна 3 шарнирно установлена мачта 7 с вантами 8, которые упруго связаны с корпусом судна при помощи цилиндрических пружин 9. Верхний виток этих пружин соединен с вилочной заделкой вант 8 и гибкой тросовой связью 10, проходящей внутри цилиндрических пружин, а нижний виток - соединен с обоймой роликового блока 11, закрепленного на кольце вант-путерсов 12, которые установлены на кромке палубы судна 3. Тросы 10, выходящие из блоков 11, закреплены на окончаниях 13 рычагов 4, расположенных на взаимно противоположных кромках палубы относительно связанных с ними вант 8. К этим же окончаниям 13 рычагов 4 прикреплены ходовые концы упругих, например, резиновых, амортизаторов 14, у которых противоположные концы прикреплены к носовой части палубы судна.

Для обеспечения возможности ручного управления геометрией судна на осях кормовых рычагов 5 установлены планетарные редукторы 15, ручной привод которых снабжен фиксатором углового положения рычагов относительно корпуса судна. В качестве такого редуктора может быть использован типовой планетарный редуктор по схеме 2К-Н, у которого ручка ручного привода с фиксатором связаны с солнечной шестерней, коронное колесо - с корпусом судна 3, а водило - с осью кормового рычага 5 [3]. При этом между рычагами 4 и 5, корпусом судна 3 и его поплавками 1, 2 может быть натянута предохранительная сетка 16, плетение которой ориентировано вдоль сторон шарнирного параллелограмма, образованного вышеуказанными элементами судна, что исключает провисание сетки и не мешает движению поплавков. Причем надводная часть бортов корпуса судна 3 и внутренняя сторона поплавков 1 и 2 выполнены одинаковой формы, образованной сечением наклонной плоскостью типовых обводов однокорпусного судна. Для упрощения расчета и проектирования такого судна желательно, чтобы углы наклона этих плоскостей к диаметральной плоскости судна α равнялась углу наклона β осей шарниров параллельных рычагов 4 и 5. При таком построении обвода внешней стороны поплавков также совпадают с типовыми обводами бортов однокорпусного судна-прототипа. Для скрытого размещения рычагов 4, 5 на внутренней стороне этих поплавков 1 и 2 выполнены продольные углубления по форме выступающих частей шарниров и рычагов.

Действует предлагаемая конструкция парусного судна следующим образом.

При слабом ветре или движении судна 3 под мотором, когда креновые нагрузки на мачту 7 незначительны, она находится в диаметральной плоскости судна под воздействием цилиндрических пружин 9 и упругих амортизаторов 14, которые прижимают также к бортам корпуса судна 3 и оба поплавка 1 и 2. В таком положении смоченная поверхность корпуса судна и его ветровое сопротивление минимальны и оно движется с незначительным креном как обычное однокорпусное судно, от которого оно не отличается даже по внешнему виду, так как бортовые поплавки 1 и 2 полностью вписываются в типовые обводы однокорпусного судна.

С усилением ветра до среднего и более и при расторможенных планетарных редукторах 15 кормовых рычагов 5 происходит автоматическое отделение подветренного поплавка 2 от корпуса судна 3 на расстояние, пропорциональное ветровой нагрузки на мачту с парусами 7, так как ветровая нагрузка через ванты 8 изменяет длину цилиндрических пружин 9 и амортизаторов 14 так, что окончания 13 носовых рычагов 4 поворачиваются на некоторый угол относительно первоначального положения, что приводит к увеличению расстояния до подветренного поплавка и частичному погружению отделившегося поплавка 2.

Это погружение поплавка 2 компенсирует кренящий момент ветровой нагрузки, которая к тому же уменьшается за счет наклона мачты 7 на некоторый угол γ относительно диаметральной плоскости судна 3. Максимальное удаление поплавка 2 от корпуса судна 3 будет соответствовать ветровой нагрузке, при которой направление горизонтальной части гибкой тросовой связи 10 совпадет с осью окончания 13 носового рычага 4. При этом подветренный поплавок 2 практически полностью погружается в воду, а шарнирно закрепленная мачта 7 наклоняется на максимально возможный угол γ, обеспечивая необходимый сброс ветровой нагрузки.

Если же такого изменения геометрии судна окажется недостаточно и произойдет все таки полное опрокидывание судна мачтой вниз, то под воздействием пружин 9 и амортизаторов 14 поплавок 2 опять прижмется к корпусу судна 3, которое за счет соответствующего размещения центра тяжести или откренивания экипажем можно вернуть на ровный киль, как обычное однокорпусное судно.

При смене галса или направления ветра произойдет автоматическое отделение другого поплавка 1 от корпуса судна 3 с аналогичным повторением вышеуказанных процессов. Причем частичная, а не полная разгрузка корпуса судна от кренящих моментов заметно освобождает экипаж от неприятных ощущений, но сохраняет чувство оперативного контроля, что позволяет ему своевременно принимать дополнительные меры по открениванию судна.

При ручном управлении геометрией судна при помощи фиксаторов ручного привода планетарных редукторов 15 кормовых рычагов 5 можно задать любое положение поплавков 1 и 2 относительно корпуса судна 3, превратив его тем самым в проа или тримаран в зависимости от погоды или условий гонок.

Простота конструкции и управления выгодно отличают предлагаемое судно от прототипа, что позволило на его основе произвести модернизацию яхты AL-550 международного класса "Микро", которая выпускалась на Ульяновском авиационно-промышленном комплексе в качестве товара народного потребления. Использование предложенного технического решения позволило в данном случае убрать из корпуса яхты пенопластовые блоки живучести, которые переместились в поплавки, а также балластные цистерны, что существенно повысило комфортабельность яхты и ее мореходность без снижения уровня безопасности и сохранило возможность ее сухопутной буксировки на трейлере легкового автомобиля. В спортивном варианте предлагаемое судно может составить реальную конкуренцию популярным зарубежным шверботам класса "Гриф", снабженным забортными площадками для размещения откренивающего их экипажа, которые не имеют автоматического сброса ветровой нагрузки и восстанавливающего момента водоизмещающих поплавков.

Источники информации
1. Патент США N 3807333, кл. 114-39, 1974.

2. А.с. CCCP N 727510, МКИ B 63 B 1/10, 1980.

3. Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. - M.: Машиностроение, 1987, - с. 290.

Изобретение относится к судостроению и касается усовершенствования парусных судов. Судно имеет водоизмещающие поплавки и шарнирно закрепленную на палубе мачту. Жесткие связи поплавков шарнирно присоединены к плавучему корпусу судна с рулевым устройством. Мачта имеет гибкие связи с корпусом судна. Обводы внешней стороны поплавков вписаны в типовые обводы однокорпусного судна. Форма внутренней стороны поплавков совпадает с формой надводной части бортов корпуса судна по плоскостям сопряжения. Плоскости расположены симметрично под одинаковыми углами относительно диаметральной плоскости судна, кроме углублений, профилированных по продольно сложенным рычагам. Шарнирные параллелограммы образованы между рычагами и между бортами. Носовые рычаги имеют окончания с упругими амортизаторами. Амортизаторы закреплены на корпусе судна. Окончания носовых рычагов связаны с вантами противоположного борта корпуса гибкими тросами. Тросы проходят через роликовые блоки вантпутерсов. Соединение гибкого троса с вантами через цилиндрическую пружину может быть связано с обоймой роликового блока вантпутерса. Планетарные редукторы могут крепить кормовые рычаги к корпусу судна. Редукторы целесообразно оборудовать ручным приводом с фиксаторами углового положения кормовых рычагов. Предохранительная сетка может быть натянута между параллельными рычагами и корпусом с поплавками. Угол наклона осей шарниров параллельных рычагов может равняться углу наклона плоскости сопряжения, противоположной наклонной части надводного борта судна. Технический результат реализации изобретения состоит в повышении эксплуатационных характеристик судна. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Парусное судно, содержащее водоизмещающие поплавки, жесткие связи которых шарнирно присоединены к плавучему обитаемому корпусу судна с рулевым устройством, и шарнирно закрепленную на палубе мачту, снабженную гибкими связями с корпусом судна, отличающееся тем, что обводы внешней стороны поплавков вписываются в типовые обводы однокорпусного судна, а форма внутренней стороны поплавков совпадает с формой надводной части бортов корпуса судна по плоскостям сопряжения, расположенным симметрично под одинаковыми углами относительно диаметральной плоскости судна, кроме углублений, профилированных по продольно сложенным рычагам, образующим между собой и бортами шарнирные параллелограммы, у которых носовые рычаги имеют окончания, снабженные упругими амортизаторами, закрепленными на корпусе судна, и связанные гибкими тросами, проходящими через роликовые блоки вантпутерсов, с вантами противоположного борта корпуса судна. 2. Судно по п.1, отличающееся тем, что соединение гибкого троса с вантами через цилиндрическую пружину связано с обоймой роликового блока, установленного на вантпутерсе. 3. Судно по п.1, отличающееся тем, что кормовые рычаги крепятся к корпусу судна при помощи планетарных редукторов, оборудованных ручным приводом с фиксаторами углового положения этих рычагов. 4. Судно по п.1, отличающееся тем, что между параллельными рычагами и корпусом с поплавками натянута предохранительная сетка, плетение которой ориентировано вдоль и поперек продольной оси корпуса судна. 5. Судно по п.1, отличающееся тем, что угол наклона осей шарниров параллельных рычагов совпадает с углом наклона плоскости сопряжения, противоположной наклонной части надводного борта судна.