ЭКСКУРСИОННЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОРСКИХ ПРОГУЛОК Российский патент 2003 года по МПК B63B35/73 

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов снижения сопротивления, повышения мореходности комплекса надводное судно - подводный аппарат на переходах, а также повышения комфорта и безопасности экскурсантов.

Известен ряд комплексов, обеспечивающих проведение подводных экскурсий в прибрежных районах морей и океанов, например, пассажирский подводный комплекс "Арго-1" (см. Рекламный проспект "Судоэкспорта", представленный на международной выставке "Конверсия-90", г. Мюнхен, ФРГ, 1990).

Комплекс включает надводное пассажирское судно обеспечения и обитаемый, буксируемый во время экскурсии подводный аппарат. Однако, вследствие того, что подводный аппарат связан с судном, его возможности ограничены.

Известен также экскурсионный пассажирский подводный комплекс для морских прогулок "Арго-3" (см. Рекламный проспект "Судоэкспорта", представленный на международной выставке "Конверсия-90", г. Мюнхен, ФРГ, 1990 г.), выбранный в качестве ближайшего аналога, включающий надводное судно и отделяемый от него автономно плавающий пассажирский самоходный подводный аппарат - прототип.

Судно оборудовано движительно-рулевым комплексом, средствами размещения и жизнеобеспечения пассажиров и экипажа, радионавигационным и спасательным оборудованием, необходимыми для нахождения судна в море, а подводный аппарат - помещением для пассажиров, балластными цистернами, системой кондиционирования воздуха, движительно-рулевым комплексом, состоящим из движительной установки и подруливающих устройств, радио- и телевизионным оборудованием, аккумуляторными батареями, рубкой с люком и трапом для посадки пассажиров и всплывающим буем.

Недостатком данного экскурсионного комплекса является то, что доставка подводного аппарата в район погружения осуществляется путем его буксировки в надводном положении обеспечивающим судном с помощью троса, а посадка экскурсантов с судна обеспечения на подводный аппарат и высадка их с подводного аппарата на судно осуществляется при пришвартованном состоянии подводного аппарата к судну. При такой схеме использования экскурсионного комплекса и вследствие значительного сопротивления при буксировке скорость буксировки подводного аппарата судном оказывается низкой, а посадка и высадка пассажиров в условиях моря - небезопасной.

Кроме того, сам способ буксировки подводного аппарата на тросе потенциально опасен, поскольку при возможном обрыве троса высока вероятность потери подводного аппарата в море.

Задачей заявляемого изобретения является разработка технических решений, направленных на устранение указанных недостатков прототипа, а именно: повышение скорости доставки обеспечивающим судном подводного аппарата до места его погружения в море и тем самым расширение района осуществления подводных экскурсий, повышение мореходности экскурсионного комплекса и безопасности транспортировки подводного аппарата, повышение комфортности и безопасности пассажиров при их переходе с судна в подводный аппарат и обратно.

Для этого у известного экскурсионного комплекса для морских прогулок подводный аппарат размещен в положении на плаву в открытом со стороны кормы и снизу тоннеле в корпусе судна и жестко прикреплен к нему с помощью захватов в положении на плаву.

Движительная установка подводного аппарата выполнена в виде поворотной колонки с винтом в насадке, выполненной откидывающейся вверх выше ватерлинии подводного аппарата в его положении на плаву.

Судно имеет протыкающие волны носовые обводы в виде бульба-лодки, выдвинутого на расстояние до 12% длины корпуса судна от перпендикуляра, опущенного от передней точки носовой оконечности верхнего корпуса судна, и имеющего относительное удлинение l_б/b_мб до 5, где l_б - длина бульба, а b_мб - его максимальная ширина, имеющего острый носик и форштевень, расположенные в диаметральной плоскости судна. В носовой части судна обводы бульба выполнены плавно переходящими в носовые обводы корпуса судна. В кормовой части, за бульбом, за счет образованного в корпусе судна открытого тоннеля, в котором размещен подводный аппарат, судно имеет катамаранные обводы, которые в сочетании с телом подводного аппарата в пристыкованном на плаву к судну положении и носовым бульбом образуют обводы тримаранного типа. В кормовой части бульб имеет такую форму, при которой бульб и пристыкованный непосредственно за ним к судну в положении на плаву подводный аппарат совместно образуют гидродинамически обтекаемое тело с удлинением, составляющим 0,70-0,95 длины корпуса судна.

Судно оборудовано консольно установленными на бульбе подводными крыльями, имеющими в плане стреловидную форму, а в сечении - профиль с острой передней кромкой, которые расположены по длине судна от носика бульба на расстоянии 10-15% длины корпуса судна с бульбом. Причем концы крыльев, опущенных вниз, по высоте не выступают ниже основной плоскости бульба.

При этом трубы подруливающих устройств подводного аппарата, расположенных ниже ватерлинии подводного аппарата в положении на плаву, снабжены установленными в них поворотными заслонками.

Размещение подводного аппарата в открытом в корпусе судна тоннеле в положении на плаву позволяет исключить изменение посадки надводного судна с пристыкованным к нему подводным аппаратом за счет компенсации веса подводного аппарата силой плавучести, действующей на аппарат.

Размещение подводного аппарата в жесткой сцепке с судном позволяет понизить динамические нагрузки на корпус судна при движении комплекса на волнении. Кроме того, при жесткой сцепке аппарата с судном обеспечивается повышенная комфортность и безопасность экскурсантов при их переходе с судна в подводный аппарат и обратно.

Наличие у подводного аппарата откидывающейся вверх винтовой колонки и поворотных заслонок в трубах подруливающих устройств, расположенных ниже ватерлинии аппарата при его нахождении в пристыкованном к судну состоянии, позволяет снизить сопротивление комплекса на переходах.

Придание судну протыкающих волны носовых обводов в виде бульба-лодки с относительным удлинением до 5, выдвинутого вперед от корпуса судна на расстояние до 12% длины корпуса судна, и размещение за ним подводного аппарата в жесткой сцепке с судном, рациональное сопряжение обводов бульба и носовой оконечности судна в сочетании с катамаранными обводами в корме судна, в результате которых килевая линия бульба и аппарата находится ниже основной плоскости судна, позволяет обеспечить снижение сопротивления движению и улучшение параметров качки комплекса на переходах. Это обеспечивает комплексу повышенную скорость хода и улучшенные мореходные качества.

Наличие консольных подводных крыльев, размещенных на бульбе на расстоянии в 10÷15% длины корпуса судна с бульбом, позволяет дополнительно улучшить мореходные качества судна и за счет этого повысить комфортность пребывания пассажиров на борту судна. Стреловидность формы и наличие острой передней кромки профиля крыльев обеспечивают эффективную работу крыльев вблизи свободной поверхности воды.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен боковой вид экскурсионного комплекса, на фиг.2 - продольный разрез по диаметральной плоскости (ДП) судна с пристыкованным к нему подводным аппаратом, на фиг.3 - их сечение по миделю судна (по А-А) и на фиг.4 - разрез носовой оконечности судна (по Б-Б).

Экскурсионный комплекс состоит из обеспечивающего надводного судна 1, имеющего движительно-рулевой комплекс 2, помещения жизнеобеспечения и размещения пассажиров и экипажа 3, радионавигационное и спасательное оборудование (на чертеже не показаны) и связанного с судном автономно плавающего самоходного пассажирского подводного аппарата 4 для подводных экскурсий, имеющего балластные цистерны 5, помещение для пассажиров 6, систему кондиционирования воздуха, аккумуляторные батареи и радио- и телевизионное оборудование (на чертеже не показаны), движительное устройство в виде поворотной винтовой колонки 7 с винтом в насадке, откидывающейся вверх выше ватерлинии (ВЛ) подводного аппарата, подруливающие устройства 8, размещенные в корпусе подводного аппарата, люк 9, трап 10 и всплывающий буй (на чертеже не показан) (см. фиг.1, 2).

Подводный аппарат 4 размещен в положении на плаву в открытом со стороны кормы и снизу тоннеле 11 (фиг.3) в корпусе судна 1, расположен в районе центра тяжести (ЦТ) судна и жестко прикреплен к нему с помощью захватов 12 (фиг.2).

Судно 1 в носовой части имеет протыкающие волны носовые обводы 13 (фиг. 4) в виде бульба-лодки 14, который размещен выдвинутым вперед от носовой оконечности 15 верхнего корпуса судна на расстояние до 12% длины корпуса судна 1. Бульб 14 имеет относительное удлинение до 5, острый носик 16 и форштевень 17, которые расположены в ДП судна. Обводы бульба 14 выполнены плавно переходящими в носовые обводы корпуса судна 1.

В кормовой части за бульбом 14 из-за наличия открытого тоннеля 11 судно имеет катамаранные обводы 18, а вместе с пристыкованным к судну 1 подводным аппаратом 4 они образуют обводы тримаранного типа.

Пристыкованный к судну 1 за бульбом 14 подводный аппарат 4 образует совместно с бульбом 14 гидродинамически обтекаемое тело с удлинением 0,70-0,95 длины корпуса судна 1.

Судно 1 оборудовано консольно установленными на бульбе 14 подводными крыльями 19 (фиг.1, 4), имеющими в плане стреловидную форму, а в сечении - профиль с острой передней кромкой. Подводные крылья 19 расположены от носика 16 бульба 14 на расстоянии 10-15% длины корпуса судна с бульбом; причем подводные крылья 19 установлены на бульбе 14 с отклонением вниз, но их концы по высоте не выступают ниже основной плоскости (ОП) бульба 14.

Подруливающие устройства 8 подводного аппарата 4, которые расположены ниже ВЛ подводного аппарата 4, имеют поворотные заслонки (на рисунке не показаны), установленные в их трубах.

Работа экскурсионного комплекса осуществляется следующим образом.

Экскурсанты вместе с пристыкованным к судну 1 подводным аппаратом 4, винтовая колонка 7 которого откинута вверх, доставляются на обеспечивающем судне 1 в район подводных экскурсий в море. Затем первая партия экскурсантов переходит из судна по трапу 10 в помещение для пассажиров 6 подводного аппарата 4 через его люк 9, который затем закрывается.

По команде оператора откидывающаяся винтовая колонка 7 опускается в рабочее положение, заслонки в трубах подруливающих устройств 8, находящихся ниже ватерлинии подводного аппарата, устанавливаются вдоль оси труб и подводный аппарат задним ходом выходит из тоннеля 11 в корму судна 1. Балластные цистерны 5 заполняются водой и подводный аппарат 4 с пассажирами погружается под воду. Буй, указывающий местоположение подводного аппарата, всплывает на поверхность воды.

Подводная экскурсия сопровождается трансляцией видеоизображения подводного мира на мониторы, установленные в помещении для пассажиров 6 подводного аппарата 4, и на судно. После завершения экскурсии подводный аппарат 4 всплывает, заходит в тоннель 11 судна 1, где происходит полное продувание его балластных цистерн 5 и стыковка с судном (автоматически или по указанию оператора). Люк 9 подводного аппарата 4 открывается и пассажиры по трапу 10 переходят в помещения судна 1.

Предлагаемые технические решения расширяют эксплуатационные возможности экскурсионного комплекса, повышают его ходовые и мореходные качества, а также безопасность пассажиров при их переходе из судна в подводный аппарат и обратно. Протыкающие волны бульбовые носовые обводы судна в сочетании с пристыкованным к бульбу в районе центра тяжести судна подводным аппаратом, образующими единое гидродинамическое тело большого удлинения, снижают динамическое воздействие на судно волн, что приводит к снижению параметров качки и дополнительного сопротивления судна с подводным аппаратом на волнении. Это подтвердили модельные испытания в опытном бассейне.

Положительным, с точки зрения мореходности, оказывается и то обстоятельство, что в предложенном техническом решении килевая линия бульба и подводного аппарата находится ниже основной плоскости судна. Такое смещение объемов вниз от границы раздела сред приводит к демпфированию килевой качки и снижению волновой составляющей сопротивления комплекса. Подводные крылья предложенной геометрии, установленные на бульбе, дополнительно снижают параметры килевой качки экскурсионного комплекса.

Предлагаемый вид буксировки подводного аппарата, расположенного за бульбом в жесткой сцепке с судном, по сравнению с буксировкой его на буксире оказывается благоприятным и на тихой воде вследствие снижения сопротивления буксируемого подводного аппарата.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкции экскурсионных комплексов для морских прогулок. Комплекс включает в себя надводное судно и связанный с судном и отделяемый от него автономно плавающий самоходный пассажирский подводный аппарат для подводных экскурсий. Подводный аппарат размещен в положении на плаву в открытом со стороны кормы и снизу тоннеле в корпусе судна. Судно имеет протыкающие волны носовые обводы в виде бульба-лодки, выдвинутого на расстояние до 12% длины корпуса судна от перпендикуляра, опущенного от передней точки носовой оконечности корпуса судна. В носовой части судна обводы бульба выполнены плавно переходящими в носовые обводы корпуса судна. На бульбе установлены подводные крылья, имеющие в плане стреловидную форму, а в сечении - профиль с острой передней кромкой. Концы крыльев, опущенных вниз, по высоте не выступают ниже основной плоскости бульба. Движительная установка подводного аппарата выполнена в виде поворотной колонки с винтом в насадке, выполненной откидывающейся вверх выше ватерлинии подводного аппарата в его положении на плаву. Достигается повышение мореходности комплекса, комфортности и безопасности пассажиров при их переходе с судна в подводный аппарат и обратно. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Экскурсионный комплекс для морских прогулок, включающий надводное судно, оборудованное движительно-рулевым комплексом, средствами размещения и жизнеобеспечения пассажиров и экипажа, радионавигационным, спасательным оборудованием, необходимыми для нахождения судна в море, и связанный с судном и отделяемый от него автономно плавающий самоходный пассажирский подводный аппарат для подводных экскурсий, имеющий помещение для пассажиров, балластные цистерны, систему кондиционирования воздуха, движительную установку и подруливающие устройства, аккумуляторные батареи и радио- и телевизионное оборудование, люк, трап и всплывающий буй, отличающийся тем, что подводный аппарат размещен в положении на плаву в открытом с кормы и снизу тоннеле в корпусе судна и жестко прикреплен к нему с помощью захватов, причем его движительная установка выполнена в виде поворотной колонки с винтом в насадке, выполненной откидывающейся вверх выше ватерлинии подводного аппарата в положении его на плаву, а судно имеет протыкающие волны носовые обводы в виде бульба-лодки, выдвинутого вперед на расстояние до 12% длины корпуса судна от перпендикуляра, опущенного от передней точки носовой оконечности корпуса судна, и имеющего относительное удлинение l_б/b_мб до 5, где l_б - длина бульба, b_мб - его максимальная ширина, при этом острый носик и форштевень бульба расположены в диаметральной плоскости судна, а обводы его выполнены плавно переходящими в носовые обводы корпуса судна, в кормовой части за бульбом, за счет образованного в корпусе судна открытого тоннеля, в котором размещен подводный аппарат, судно имеет катамаранные обводы, которые в сочетании с телом подводного аппарата в пристыкованном на плаву к судну положении и носовым бульбом образуют тримаранного типа обводы, при этом в кормовой части бульб имеет форму, при которой бульб и пристыкованный непосредственно за ним к судну в положении на плаву подводный аппарат совместно образуют гидродинамически обтекаемое тело, составляющее 0,70÷0,95 длины корпуса судна, причем судно оборудовано консольно установленными на бульбе стреловидной формы в плане подводными крыльями, имеющими в сечении профиль с острой передней кромкой и расположенными по длине судна от носика бульба на расстоянии 10÷15% длины корпуса судна с бульбом, концы которых по высоте не выступают ниже основной плоскости бульба. 2. Экскурсионный комплекс для морских прогулок по п. 1, отличающийся тем, что подруливающие устройства подводного аппарата, расположенные ниже ватерлинии подводного аппарата в положении на плаву, снабжены установленными в их трубах поворотными заслонками.