ГЛИССИРУЮЩЕЕ СУДНО Российский патент 2003 года по МПК B63B1/18 B63B1/10 B63B1/24 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкциям глиссирующих судов, оборудованных интерцепторами.

Предшествующий уровень техники
Известны быстроходные суда, описанные в патентах RU 2131373, 1999 г. и RU 2131822, 1999 г. Суда содержат корпус с килеватым днищем, имеющим один или два поперечных редана, за которыми размещены выдвижные интерцепторы. Система автоматического управления интерцепторов позволяет повысить ходовые и мореходные характеристики судна.

Однако описанные технические решения не позволяют в полной мере использовать особенности формы корпуса судна и интерцепторов с системой автоматического управления для повышения мореходных характеристик.

Наиболее близким аналогом представляемого изобретения является скоростное судно, описанное в патенте RU 2167078, содержащее два корпуса с килеватым днищем и выдвижными активными элементами управления подъемной силой (интерцепторами). Судно оснащено подводными крыльями с управляемыми закрылками. Крылья могут крепиться к корпусу при помощи одной или нескольких стоек. Судно снабжено водометным движителем, водозаборное отверстие которого расположено в днище корпуса перед интерцепторами.

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

Сущность изобретения
Предлагаемое изобретение позволяет еще более повысить эффективность работы водометных движителей за счет сужения и ограничения зоны повышенного давления вокруг водозаборных отверстий.

Согласно изобретению глиссирующее судно содержит два узких корпуса, соединенных мостом. За транцем на срезе днища (за реданом) в корме каждого корпуса размещены одна пара или две пары автоматически управляемых секций интерцепторов, которые представляют собой пластины, установленные на рычагах или в направляющих и с помощью которых они выдвигаются за срез днища (редана) в поток вертикально.

Скула в кормовой части каждого корпуса снабжена с каждого борта вертикальной шайбой протяженностью от транца в нос от 0,5 до 8 ширин корпуса и высотой от 0,05 до 0,25 ширины корпуса.

Рабочая высота интерцепторов, т. е. их максимальный выдвиг в поток по вертикали, зависит от режима движения судна и составляет от 0,005 до 0,07 от ширины днища в месте установки интерцепторов. Конструктивная высота интерцептора превышает рабочую на 5-15%, чтобы исключить образование между задней кромкой редана и рабочей поверхностью интерцептора щели более 0,5-1,5 мм.

Интерцепторы выполнены с острой нижней кромкой для обеспечения устойчивого срыва потока с этой кромки, установлены заподлицо с задней кромкой редана (убранное положение) и имеют возможность выдвигаться из-за нее путем поворота на рычагах или перемещением в направляющих.

Каждый корпус судна выполнен с остроскулыми обводами килеватым днищем и транцевой кормой или с комбинированными обводами в первой трети длины круглоскулыми с интегральной скулой и в следующих двух третях остроскулыми с килеватым днищем и транцевой кормой.

Угол килеватости днища от миделя до транца в предпочтительном варианте исполнения изменяется в диапазоне от 0 до 15^o.

Угол килеватости днища на транце в районе интерцепторов составляет 0-20^o.

В предпочтительном варианте исполнения конструкция крепления крыла может предусматривать режим подъема крыла в нос на угол 60^o-140^o, для обеспечения осмотра и выполнения регламентных работ.

Перечень фигур чертежей
Сущность изобретения поясняется на представленных чертежах.

На фиг. 1 схематически изображен вид судна сбоку.

На фиг. 2 схематически изображен вид одного из корпусов судна со стороны днища.

На фиг.3 схематически изображен вид одного из корпусов судна сзади.

На фиг. 4 показана одна из возможных схем оснащения судна подводным крылом.

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

Подробное описание конструкции устройства
Глиссирующее судно содержит два узких корпуса 1, соединенных мостом 2, за транцем 3 на срезе днища (за реданом) в корме каждого корпуса размещены пара секций или две пары секций автоматически управляемых интерцепторов 4, которые представляют собой пластины (секции пластин) установленные на рычагах или в направляющих с помощью которых специальным приводом или приводами они выдвигаются за срез днища (редана) в поток вертикально. Предусмотрено раздельное автоматическое управление каждой секцией интерцепторов, которое позволяет совместно с изменением угла атаки носового крыла (крыльев) или закрылков на крыле поддерживать заданную посадку корпуса по крену и дифференту и стабилизировать судно при движении на волнении, т.е. компенсировать бортовую и килевую качку, а также обеспечивать программный выход в крыльевой режим движения и координированный разворот (циркуляцию).

Каждый корпус 1 судна выполнен с остроскулыми или комбинированными обводами, килеватым днищем и транцевой кормой. Угол килеватости на транце в районе интерцепторов 4 составляет 0-20^o.

Скула в кормовой части (в кормовой трети по длине) каждого корпуса 1 снабжена с каждого борта вертикальной шайбой 5 протяженностью от транца в нос от 0,5 до 8 ширин корпуса 1 и высотой от 0,05 до 0,25 ширины корпуса 1. Шайбы 5 предназначены для повышения гидродинамического качества каждого корпуса и судна в целом, а также для ограничения зон повышенного давления около водозаборных отверстий.

В кормовой оконечности каждого корпуса 1 размещено рулевое устройство с одним или двумя подвесными перьями рулей 6, конструктивными узлами их крепления и рулевыми приводами. Рули 6 предназначены для улучшения стабилизации судна на курсе и повышения маневренных качеств.

В носовой части судна расположены стойки 7, несущие подводное крыло 8 (или крылья 8), конструктивно выполненные по одному из следующих вариантов.

Вариант 1. На каждом корпусе 1 размещено крыло 8 с одной (Т-образное) или двумя стойками 8 (фиг. 1, 2).

Вариант 2. На мосту 2 размещено неразрезное крыло 8а с одной (Т- образное) или двумя стойками 7 (фиг. 4).

Вариант 3. На мосту 2 и корпусах 1 размещено неразрезное трехстоечное крыло 8а, бортовые стойки которого крепятся неподвижно к корпусам 1, а средняя - к мосту 2 (на чертежах этот вариант размещения стоек не показан).

Крыло с удлинением 5-9 и стойки спрофилированы для достижения бескавитационного режима обтекания во всем диапазоне скоростей и снабжено управляемыми закрылками с хордой 20-30% от хорды крыла. В предпочтительном варианте исполнения закрылки разделены на 3-6 секций с возможностью отдельного управления каждой из них.

Возможен вариант исполнения крыла автоматически управляемого полноповоротного вместе со стойкой (стойками).

В этом варианте стойка (стойки) крыла закреплена в корпусе на оси в опорах и посредством рычага связана с приводом, который обеспечивает перемещение стойки и соответственно крыла на угол ±4÷±7^o по командам от системы автоматического управления.

В предпочтительном варианте исполнения конструкция крепления крыла (крепление стойки) может предусматривать режим подъема крыла в нос на угол 60-140^o, для обеспечения осмотра и выполнения регламентных или ремонтных работ на крыле.

Углы килеватости днища каждого корпуса меняются по длине и составляют на миделе 0-35^o, а на транце 0-20^o.

Оптимальные величины и соотношение углов килеватости корпуса для каждого конкретного варианта судна определяются расчетным путем и модельными испытаниями в опытовом бассейне. При этом увеличение углов килеватости приводит к снижению гидродинамического качества судна, но вызывает снижение перегрузок при движении на волне.

Дополнительные преимущества судну придает оснащение его водометными движителями 9, установленными по одному или по два в каждом корпусе 1 в кормовой части, причем водозаборные отверстия 10 движителей выполнены в днище корпуса 1 перед интерцепторами 4.

Поверхность днища перед транцем (реданом) 3 имеет симметричные участки (на фиг. 2 они имеют форму прямоугольной трапеции), ограниченные с бортов шайбами 5, что обеспечивает при движении оптимальное распределение местных углов атаки на днище.

Форму и размеры смачиваемых участков днища перед транцем 3 (реданом) определяют при модельных испытаниях при движении судна в режиме глиссирования с учетом выдвигов интерцепторов 4 и с учетом взаимодействия (впадин и скосов, образованных носовым крылом 8. которые зависят от нагрузки на крыло, и углом его атаки, а также углом установки закрылка) с носовым крылом 8.

Для обеспечения минимального сопротивления движению судна выдвиги секций 4 интерцепторов, а также углы перекладки (установки) крыла 8 или углы перекладки закрылков производят в зависимости от скорости хода. Оптимальная зависимость определяется при модельных испытаниях и уточняется при испытаниях натурного судна.

Выдвиги секций интерцепторов 4, а также углы перекладки носовых крыльев 8 или их закрылков осуществляются с помощью системы автоматического управления, обеспечивающей при движении судна на тихой (спокойной) воде повышение устойчивости движения, снижение сопротивления и улучшение маневренных качеств, а при движении на волне - умерение килевой и бортовой качки и уменьшение перегрузок.

При движении судна с выдвинутыми из-за транца 3 (редана) секциями интерцепторов 4 непосредственно перед интерцепторами 4 образуется зона повышенного давления. Образованию этой зоны способствует наличие шайб 5. Именно в зоне повышенного давления размещены отверстия 10 водозаборников водометных движителей 9, и забор воды из зоны повышенного давления повышает эффективность работы водометных движителей 9.

Промышленная применимость
Предлагаемое изобретение позволяет получить оптимальное конструктивное решение, в котором используются сочетание размеров и формы корпусов, расположение интерцепторов, крыльевого устройства, водозаборников водометных движителей, рулевых устройств, а также параметров системы управления.

Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств глиссирующего судна.

Изобретение относится к судостроению и касается создания двухкорпусных глиссирующих судов с интерцепторами. Глиссирующее судно содержит два узких корпуса с килеватым днищем, соединенные мостом. В носовой части корпусов имеется подводное крыло. Интерцепторы находятся в корме каждого корпуса за транцем на срезе днища. Судно снабжено водометным движителем, водозаборное отверстие которого расположено в днище перед интерцепторами. Корпуса в кормовой части от транца в нос с каждого борта снабжены скуловыми вертикальными шайбами высотой от 0,05 до 0,25 ширины каждого корпуса и протяженностью от транца в нос, составляющей от 0,5 до 8 ширин каждого корпуса. Носовое крыло вместе со стойкой или стойками целесообразно выполнять полноповоротным с возможностью подъема вперед в нос на угол 60-140^o, а стойки крыла при этом целесообразно крепить к каждому из корпусов и/или мосту судна. Корпуса судна могут иметь полностью остроскулые обводы или обводы круглоскулые в первой трети и остроскулые в последующих двух третях с углами килеватости на миделе до 35^o и на транце до 20^o. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств судна. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Глиссирующее судно, содержащее два узких корпуса с килеватым днищем, соединенные мостом, подводное крыло в носовой части корпусов, интерцепторы в корме каждого корпуса за транцем на срезе днища и водометный движитель, водозаборное отверстие которого расположено в днище перед интерцепторами, отличающееся тем, что корпуса в кормовой части от транца в нос с каждого борта снабжены скуловыми вертикальными шайбами высотой от 0,05 до 0,25 ширины каждого корпуса и протяженностью от транца в нос, составляющей от 0,5 до 8 ширин каждого корпуса. 2. Глиссирующее судно по п. 1, отличающееся тем, что носовое крыло вместе со стойкой или стоками выполнено полноповоротным с возможностью подъема вперед в нос на угол 60-140^o, а стойки крыла крепятся к каждому из корпусов и/или мосту судна. 3. Глиссирующее судно по п. 1, отличающееся тем, что корпуса судна имеют полностью остроскулые обводы или обводы круглоскулые в первой трети и остроскулые в последующих двух третях с углами килеватости на миделе до 35^o и на транце до 20^o.