СПОСОБ МАНЕВРИРОВАНИЯ И СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ ТРИМАРАНА Российский патент 2004 года по МПК B63B1/10 B63B1/28 B63H25/50 

Изобретение относится к судостроению и касается конструирования судов на подводных крыльях. Это могут быть транспортные, пассажирские, спортивные, промысловые, технические и суда специального назначения.

Известны суда на подводных крыльях (патенты RU 2053156 и RU 2068790), содержащие корпус с подводной крыльевой системой.

Цель настоящего изобретения - увеличение маневренности тримарана, расширение возможностей и способов торможения, т.е. повышение гидродинамических качеств и мореходности судна.

Поставленная цель достигается тем, что в судне, состоящем из среднего корпуса и правого и левого боковых корпусов, в которых размещают устройства, обеспечивающее образование воздушной прослойки между носовой частью судна и водной средой, судовые двигатели и рулевые устройства размещают во всех корпусах и между средним и правым и левым боковыми корпусами располагают, по крайней мере, два подводных крыла - правое и левое. Устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между корпусами судна и водной средой, размещают в носовых частях и вдоль бортов трех корпусов судна, правое и левое подводные крылья выполняют межкорпусными, концы межкорпусных подводных крыльев укрепляют в размещенных в бортах корпусов устройствах, выполненных с возможностью вращения подводных крыльев. При маневрировании регулируют подачу воздушной прослойки вдоль носовых частей и бортов каждого из корпусов, изменяют углы атаки правого и левого межкорпусных подводных крыльев, регулируют тягу двигателей корпусов, перекладывают рули каждого из корпусов. Для поворота направо увеличивают воздушную прослойку вдоль носовой части и бортов левого корпуса, угол атаки левого межкорпусного подводного крыла, тягу двигателя левого бокового корпуса, уменьшают воздушную прослойку вдоль носовой части и бортов правого корпуса, угол атаки правого межкорпусного подводного крыла, тягу двигателя правого бокового корпуса, перекладывают рули всех корпусов право на борт. Для поворота налево увеличивают воздушную прослойку вдоль носовой части и бортов правого корпуса, угол атаки правого межкорпусного подводного крыла, тягу двигателя правого бокового корпуса, уменьшают воздушную прослойку вдоль носовой части и бортов левого корпуса, угол атаки левого межкорпусного подводного крыла, тягу двигателя левого бокового корпуса, перекладывают рули всех корпусов право на борт. Реверсируют тягу среднего корпуса.

Способ торможения судна, состоящего из среднего корпуса и правого и левого боковых корпусов, в котором размещают устройство, обеспечивающее образование воздушной прослойки между носовой частью судна и водной средой, судовые двигатели и рулевые устройства размещают во всех корпусах и между средним и правым и левым боковыми корпусами располагают, по крайней мере, два подводных крыла заключается в том, что устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между носовой частью судна и водной средой, размещают в носовых частях и вдоль бортов трех корпусов судна, подводные крылья выполняют межкорпусными, концы межкорпусных подводных крыльев укрепляют в размещенных в бортах корпусов устройствах, выполненных с возможностью вращения подводных крыльев, при движении судна на ходу для торможения реверсируют двигатели всех корпусов, руль правого бокового корпуса перекладывают направо (налево), руль левого бокового корпуса перекладывают налево (направо), отключают устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между корпусами и водной средой, уменьшают угол атаки межкорпусных подводных крыльев до 0°, делают его отрицательным до -90°.

На чертеже изображена схема транспортного тримарана.

Транспортный тримаран - транстрим 1 состоит из трех корпусов: средний корпус 2 и боковые корпуса - правый 3 и левый 4. Все три корпуса оснащены судовыми энергетическими установками (с гребными винтами) и рулевыми устройствами (не показаны). Средний корпус 2 соединен с боковыми корпусами 3 и 4 различными межкорпусными креплениями 5. На судне предусмотрены надстройка 6 на среднем корпусе 2 и надстройки 7 на боковых корпусах 3 и 4. Между корпусами 2, 3 и 4 тримарана расположены подводные крылья, выполненные межкорпусными, - правые межкорпусные крылья 8 и левые межкорпусные крылья 9, которые наряду с выполнением функции собственно подводных крыльев (получение подъемной силы), выполняют роль межкорпусных креплений. Межкорпусные подводные крылья 8 и 9 выполнены с возможностью изменения угла атаки. Угол атаки может быть как положительным (диапазон от 0 до 90°), так и отрицательным (диапазон от 0 до -90°). Изменение угла атаки достигается перемещением вокруг продольной оси самих подводных крыльев 8 и 9. Для этого концы подводных крыльев 8 и 9 укреплены в размещенных в бортах корпусов устройствах 10, способных вращать подводное крыло. В практике известны различные конструкции механизмов и устройств 10, способных передавать и преобразовывать различные виды движения (поступательное) во вращательное движения объекта, в данном случае подводного крыла.

Для снижения гидродинамического сопротивления корпусов тримарана 1 в каждом из его корпусов 2, 3 и 4 от подводной части форштевня 11 вдоль киля по днищу до надводной части ахтерштевня размещены устройства 12, обеспечивающие образование и регулирование воздушной прослойки (пузырьков) между носовыми частями и бортами корпусов 2, 3 и 4 и водной средой. Устройства 12 выполнены с возможностью регулирования подачи воздуха отдельно по правому и левому бортам каждого из корпусов 2, 3 и 4. Это позволяет увеличить возможности маневрирования тримарана 1.

Как известно, использование воздушной прослойки порождает явление снижения гидродинамического сопротивления воды и, как следствие, снижение выталкивающей силы воды. В однокорпусном судне практический эффект снижения сопротивления воды движению судна достигается за счет применения устройства 12 в носовой части судна, причем величина воздушной прослойки регулируется так, чтобы не вызвать уменьшение выталкивающей силы, а значит, осадки судна. В трехкорпусном судне, содержащим подводную крыльевую систему, появляется возможность разместить устройства для образования и регулирования воздушной прослойки во всех корпусах от подводной части форштевня вдоль киля по днищу до надводной части ахтерштевня и регулировать величину воздушной прослойки независимо от уменьшения выталкивающей силы воды, которая компенсируется подъемной силой, создаваемой подводной крыльевой системой.

Используя двигатели, рулевые устройства, межкорпусные подводные крылья 8 и 9 и устройства 12, обеспечивающие образование и регулирования воздушной прослойки между каждым из корпусов 2, 3 и 4 транстрима 1 и водной средой, можно добиться эффективного маневрирования путем регулирования тяги каждого из двигателей, перекладывания рулей в каждом из корпусов, регулирования угла атаки межкорпусных подводных крыльев и регулирования величины воздушной прослойки между каждым из корпусов и водной средой. То есть добиться лучшей управляемости - одного из важнейших качеств судна, определяющих безопасность его плавания, а также эксплуатационные возможности.

Рассмотрим один из примеров, когда транстрим 1 идет на ходу, угол атаки правого и левого межкорпусных подводных крыльев 8 и 9 положительный, в корпусах 2, 3 и 4 работают устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки и снижающие гидродинамическое сопротивление судна. Для совершения маневра направо (налево) параллельно совершают следующие операции:

- увеличивают воздушную прослойку вдоль носовой части и бортов левого (правого) корпуса, тем самым уменьшая его гидродинамическое сопротивление;

- увеличивают угол атаки левого (правого) межкорпусного подводного крыла 9;

- увеличивают тягу двигателя левого (правого) бокового корпуса 4, реверсируют тягу двигателя правого (левого) бокового корпуса 3;

- уменьшают воздушную прослойку вдоль носовой части и бортов правого (левого) корпуса до нуля, тем самым увеличивая его гидродинамическое сопротивление;

- уменьшают угол атаки правого (левого) межкорпусного подводного крыла 8;

- рули всех корпусов 2, 3 и 4 перекладывают право (лево) на борт. Во время проведения маневра при необходимости сохранения скорости судна тяга двигателя среднего корпуса 2 не меняется. При отсутствии требования сохранения скорости или необходимости более крутого поворота при маневре тягу двигателя среднего корпуса 2 реверсируют.

Активное торможение транстрима 1, идущего полным ходом, возможно различными способами, используя двигатели, рулевые устройства, межкорпусные подводные крылья 8 и 9 и устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между корпусами 2, 3 и 4 транстрима 1 и водной средой.

Рассмотрим один из примеров, когда транстрим 1 идет на полном ходу, угол атаки межкорпусных подводных крыльев 8 и 9 положительный, в корпусах 2, 3 и 4 работают устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки и снижающие гидродинамическое сопротивление судна. Для торможения тримарана 1, идущего на полном ходу, переключают (реверсируют) двигатели на задний ход, руль правого бокового корпуса 3 перекладывают направо (налево), руль левого бокового корпуса 4 перекладывают налево (направо), уменьшают угол атаки межкорпусных подводных крыльев 8 и 9 до 0°, а затем делают его отрицательным до -90°. При этом отключают устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между корпусами и водной средой. Комплекс этих мер позволяет более эффективно тормозить тримаран.

Изобретение относится к судостроению и касается технологии маневрирования и торможения тримарана. К среднему и боковым корпусам тримарана прикрепляют, по крайней мере, два межкорпусных подводных крыла с возможностью регулирования угла их атаки. Во всех корпусах размещают рулевые устройства и судовые двигатели. Устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между корпусами судна и водной средой, размещают в носовых частях и вдоль бортов трех корпусов судна. Концы межкорпусных подводных крыльев укрепляют в размещенных в бортах корпусов устройствах, выполненных с возможностью вращения подводных крыльев. При маневрировании регулируют подачу воздушной прослойки вдоль носовых частей и бортов каждого из корпусов, изменяют углы атаки правого и левого межкорпусных подводных крыльев, регулируют тягу двигателей корпусов и перекладывают рули каждого из корпусов. Для торможения при движении судна на ходу реверсируют двигатели всех корпусов, руль правого бокового корпуса перекладывают направо (налево), руль левого бокового корпуса перекладывают налево (направо), отключают устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между корпусами и водной средой, уменьшают угол атаки межкорпусных подводных крыльев до 0° и делают его отрицательным до -90°. Технический результат реализации изобретения заключается в увеличении маневренности тримарана, в расширении возможностей и способов торможения, т.е. в повышении гидродинамических качеств и мореходности судна. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ маневрирования судна, состоящего из среднего корпуса и правого и левого боковых корпусов, в которых размещают устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между носовой частью судна и водной средой, судовые двигатели и рулевые устройства размещают во всех корпусах и между средним и правым и левым боковыми корпусами располагают, по крайней мере, два подводных крыла - правое и левое, отличающийся тем, что устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между корпусами судна и водной средой, размещают в носовых частях и вдоль бортов трех корпусов судна, правое и левое подводные крылья выполняют межкорпусными, концы межкорпусных подводных крыльев укрепляют в размещенных в бортах корпусов устройствах, выполненных с возможностью вращения подводных крыльев, при маневрировании регулируют подачу воздушной прослойки вдоль носовых частей и бортов каждого из корпусов, изменяют углы атаки правого и левого межкорпусных подводных крыльев, регулируют тягу двигателей корпусов, перекладывают рули каждого из корпусов.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для поворота направо увеличивают воздушную прослойку вдоль носовой части и бортов левого корпуса, угол атаки левого межкорпусного подводного крыла, тягу двигателя левого бокового корпуса, уменьшают воздушную прослойку вдоль носовой части и бортов правого корпуса, угол атаки правого межкорпусного подводного крыла, тягу двигателя правого бокового корпуса, перекладывают рули всех корпусов право на борт.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для поворота налево увеличивают воздушную прослойку вдоль носовой части и бортов правого корпуса, угол атаки правого межкорпусного подводного крыла, тягу двигателя правого бокового корпуса, уменьшают воздушную прослойку вдоль носовой части и бортов левого корпуса, угол атаки левого межкорпусного подводного крыла, тягу двигателя левого бокового корпуса, перекладывают рули всех корпусов лево на борт.4. Способ по любому одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что реверсируют тягу среднего корпуса.5. Способ торможения судна, состоящего из среднего корпуса и правого и левого боковых корпусов, в котором размещают устройство, обеспечивающее образование воздушной прослойки между носовой частью судна и водной средой, судовые двигатели и рулевые устройства размещают во всех корпусах и между средним и правым и левым боковыми корпусами располагают, по крайней мере, два подводных крыла, отличающийся тем, что устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между носовой частью судна и водной средой, размещают в носовых частях и вдоль бортов трех корпусов судна, подводные крылья выполняют межкорпусными, концы межкорпусных подводных крыльев укрепляют в размещенных в бортах корпусов устройствах, выполненных с возможностью вращения подводных крыльев, при движении судна на ходу для торможения реверсируют двигатели всех корпусов, руль правого бокового корпуса перекладывают направо (налево), руль левого бокового корпуса перекладывают налево (направо), отключают устройства, обеспечивающие образование воздушной прослойки между корпусами и водной средой, уменьшают угол атаки межкорпусных подводных крыльев до 0°, делают его отрицательным до - 90°.