КОРПУС ГЛИССИРУЮЩЕГО СУДНА Российский патент 2008 года по МПК B63B1/18 B63B1/38 B63B1/40 

Изобретение относится к судостроению, в частности к проектированию корпусов высокомореходных высокоскоростных глиссирующих судов.

Известен корпус глиссирующего судна, содержащий днище с острыми бортовыми скулами и треугольной в плане выемкой для формирования в ней при движении судна искусственной газовой каверны с расположенной в носовой части корпуса вершиной в точке пересечения срывообразующих кромок ограждающих ее и расширяющихся к носу бортовых скегов, причем ширина днища по скуле в плоскости шпангоута, проходящего через вершину выемки, меньше ширины днища по скуле в плоскости мидель-шпангоута [1].

Данный корпус судна, благодаря наличию в его днище простирающейся далеко в нос специальной выемки для образования в ней при движении судна искусственной газовой каверны, существенно снижающей общую площадь смоченной поверхности корпуса, а следовательно, и сопротивление трения корпуса о воду, и благодаря клинообразной форме корпуса с острым углом притыкания его ватерлиний к диаметральной плоскости у форштевня, снижающей волновое сопротивление корпуса, а также величины вертикальных перегрузок, испытываемых корпусом судна при килевой и вертикальной качках, возникающих при его движении на волнении, обладает, по сравнению с корпусами обычных глиссеров, более высокой ходкостью и мореходностью.

Однако данный корпус судна не обеспечивает в полной мере использование эффекта снижения сопротивления трения его о воду за счет образования под его днищем искусственной газовой каверны, так как форма поверхности днища этого корпуса в непосредственной близости от срывообразующих кромок бортовых скегов, ограждающих днищевую выемку, не обеспечивает формирование достаточно гладкой свободной поверхности каверны с максимально высоким избыточным давлением газа в ней и, за счет этого, максимальной величины несмоченной поверхности днища корпуса.

Известен корпус глиссирующего судна, содержащий днище с острыми бортовыми скулами, стреловидным реданом, бортовыми скегами, зареданной выемкой, ограниченной срывообразующей кромкой редана, переходящей в срывообразующие кромки бортовых скегов, и днищевой кромкой транца, а также расположенную перед зареданной выемкой цилиндрическую вставку, имеющую в плане форму подковы, ограниченную со стороны носа и бортов линией, эквидистантной в направлении вдоль судна срывообразующим кромкам редана и бортовых скегов; а днищевые ветви шпангоутов, проходящих через цилиндрическую вставку слева и справа от нее, выполнены с более интенсивным подъемом к бортовым скулам, чем в пределах цилиндрической вставки [2].

Данный корпус судна, благодаря наличию в нем расположенной перед днищевой выемкой для образования искусственной газовой каверны подковообразной цилиндрической вставки с углом расхождения ее образующих, равным нулю, обеспечивающей формирование достаточно гладкой свободной поверхности каверны с максимально высоким избыточным давлением газа в ней и, за счет этого, максимальной величиной несмоченной поверхности днища, имеет более высокую ходкость по сравнению с предыдущим корпусом, при примерно одинаковой с ним мореходности.

Однако данный корпус судна так же, как и другие корпуса глиссирующих судов традиционных форм с плавным переходом килевой линии в наклоненный вперед форштевень обладает недостаточной ходкостью и низкой мореходностью. При выходе на глиссирование, в процессе разгона, такие корпуса приобретают значительный дифферент на корму, являющийся, как известно, причиной резкого возрастания сопротивления движению - так называемого «горба сопротивления». При движении в режиме глиссирования длина ходовой ватерлинии таких корпусов резко сокращается, что приводит к существенному росту величины их относительной скорости и, следовательно, удельных затрат мощности силовой установки для поддержания заданной скорости движения. При движении с большой скоростью на волнении корпуса таких судов испытывают тяжелые удары в носовую оконечность, что приводит к возникновению значительных вертикальных перегрузок, испытываемых корпусом судна при килевой и вертикальной качках, возникающих при этом.

Близким по наибольшему количеству существенных признаков к предлагаемому является корпус глиссирующего судна с V-образным в поперечном сечении днищем и бортами, снабженными каждый двумя острыми скулами, основная из которых со встроенным брызгоотбойником, выполненным в виде расположенного между его внутренним и внешним ребрами уступа, направленного по отношению к нижерасположенной обшивке корпуса в сторону от диаметральной плоскости, простирается на всю длину корпуса, поднимаясь в его носовой оконечности по S-образной траектории почти до уровня верхней палубы судна, а дополнительная скула, расположенная в непосредственной близости от ходовой ватерлинии судна, простирается от форштевня до участка основной скулы в районе ее входа в воду. При этом форштевень корпуса судна выполнен с резким изломом на уровне дополнительной скулы корпуса, отделяющим его наклонную верхнюю часть от почти вертикальной его нижней части. Килевая линия в носовой оконечности корпуса плавно, по мере приближения к форштевню, отогнута вниз, а батоксы кормового участка днища в промежутке между брызгоотбойниками основной скулы, включая и килевую линию, также, по мере приближении к транцу, отогнуты вниз [3].

Отогнутый вниз кормовой участок днища данного корпуса при движении судна создает гидродинамическую подъемную силу, под действием которой корпус судна при выходе его на глиссирование всплывает практически без изменения ходового дифферента. Отогнутая вниз килевая линия носовой оконечности корпуса с почти вертикальным расположением нижнего участка его форштевня обеспечивает данному корпусу на всех скоростных режимах движения судна постоянную максимально большую длину его ходовой ватерлинии, снижающую его относительную скорость. Постоянно заглубленные в воду острые носовые обводы данного корпуса обеспечивают судну плавное разрезание набегающей на него волны без резкого всплытия его носовой оконечности, что существенно снижает величину вертикальных перегрузок, испытываемых корпусом судна при килевой и вертикальной качках, возникающих при его движении на волнении. Некоторое увеличение смоченной поверхности данного корпуса, по сравнению с глиссирующими корпусами судов традиционных форм, естественно, приводит к некоторому возрастанию сопротивления трения о воду рассматриваемого корпуса. Однако оно с лихвой компенсируется более значительным уменьшением остаточного (волновой и индуктивной составляющих) сопротивления движению данного корпуса судна. Все это способствует существенному повышению мореходности данного корпуса судна по сравнению со всеми другими типами глиссирующих судов и ходкости по сравнению с глиссирующими корпусами судов традиционных форм.

Однако мореходность и ходкость данного корпуса судна являются все же недостаточными.

Целью изобретения является дальнейшее повышение мореходности глиссирующего судна при одновременном повышении его ходкости.

Поставленная цель достигается тем, что в корпусе глиссирующего судна с V-образным в поперечном сечении днищем и бортами, снабженными каждый двумя острыми скулами, основная из которых с встроенным брызгоотбойником, выполненным в виде расположенного между его внутренним и внешним ребрами уступа, направленного по отношению к нижерасположенной обшивке корпуса в сторону от диаметральной плоскости, простирается на всю длину корпуса, поднимаясь в носовой оконечности по S-образной траектории почти до уровня верхней палубы судна, а дополнительная скула, расположенная в непосредственной близости от ходовой ватерлинии судна, простирается от форштевня до участка основной скулы в районе ее входа в воду, причем форштевень корпуса судна выполнен с резким изломом на уровне дополнительной скулы корпуса, отделяющим его наклонную верхнюю часть от почти вертикальной его нижней части, килевая линия в носовой оконечности корпуса плавно, по мере приближения к форштевню, отогнута вниз, а батоксы кормового участка днища в промежутке между брызгоотбойниками основной скулы, включая и килевую линию, также, по мере приближения к транцу, отогнуты вниз, существенно изменена, как указано ниже, форма носовой оконечности корпуса, а днище снабжено, как указано ниже, специальной выемкой для образования в ней при движении судна искусственной газовой каверны и расположенной перед ней цилиндрической вставкой днища, имеющей, как указано ниже, определенную форму и расположение как по отношению к самой днищевой выемке, так и к отогнутому вниз участку килевой линии носовой оконечности корпуса.

Новизна предлагаемого корпуса глиссирующего судна заключается в том, что расположенная в носовой оконечности корпуса дополнительная скула выполнена в виде уступа, направленного по отношению к нижерасположенной обшивке корпуса в сторону его диаметральной плоскости, часть носовой оконечности корпуса судна, расположенная ниже его дополнительной скулы, выдвинута вперед за линию форштевня вышерасположенной части носовой оконечности корпуса с образованием таранообразного выступа, имеющего монотонно сужающиеся к носу ватерлинии и шпангоуты в виде очерченных прямыми или слабовыпуклыми кривыми линиями равнобедренных треугольников с направленной вниз вершиной, расположенной на килевой линии корпуса, верхняя грань таранообразного выступа выполнена в виде плавного продолжения в нос поверхностей расширяющихся к носу уступов дополнительных скул обоих бортов корпуса, ребра дополнительных скул и батоксы верхней грани таранообразного выступа наклонены в нос по отношению к плоскости ходовой ватерлинии судна, поверхности уступов дополнительных скул, плавно переходящие в поверхности бортов носовой оконечности корпуса, образуют в них на участке между форштевнем, ребром дополнительной и внутренним ребром основной скул впадины с конусообразной поверхностью, имеющей вершину в точке пересечения ребра дополнительной скулы с внутренним ребром основной скулы корпуса судна, днище корпуса снабжено специальной треугольной в плане выемкой, ограниченной со стороны носа и бортов расширяющимися к носу бортовыми скегами и простирающейся в корму до самого транца, с вершиной в точке пересечения срывообразующих кромок бортовых скегов, расположенной в носовой части корпуса, а также расположенной перед выемкой цилиндрической вставкой днища, имеющей в плане форму подковы и ограниченной со стороны носа и бортов линией, эквидистантной в направлении вдоль судна срывообразующим кромкам бортовых скегов, причем расположенный в пределах цилиндрической вставки днища отрезок килевой линии совпадает с касательной к кормовому концу ее отогнутого вниз носового участка.

При этом расположенный выше дополнительной скулы корпуса участок форштевня может быть наклонен вперед.

При этом расположенный выше дополнительной скулы корпуса участок форштевня может быть наклонен назад.

При этом угол наклона в нос ребра дополнительной скулы и батоксов верхней грани таранообразного выступа к плоскости ходовой ватерлинии судна выбран из расчета, чтобы при прохождении таранообразного выступа сквозь волну на его верхней грани, уступах дополнительных скул обоих бортов носовой оконечности корпуса и прилегающих к ним нижних поверхностях конусообразных бортовых впадин при движении судна с максимальной скоростью образовывалась суммарная гидродинамическая сила, вертикальная составляющая которой имеет величину, примерно равную величине суммарной дополнительной силы плавучести, приобретаемой носовой оконечностью корпуса судна вследствие погружения ее в волну.

При этом верхние части шпангоутов носовой оконечности корпуса, расположенные выше его дополнительной скулы, не выходят за пределы угла, образованного на проекции «Корпус» теоретического чертежа корпуса линией диаметральной плоскости корпуса и касательной к участку нижней части соответствующего шпангоута, непосредственно примыкающему к ребру дополнительной скулы снизу.

При этом носовая часть днища корпуса, расположенная носовее цилиндрической вставки днища, снабжена продольными реданами, переходящими на бортах в поперечные, продолжающиеся до дополнительной скулы и переходящие на ней в поперечные реданы верхней грани таранообраного выступа носовой оконечности корпуса судна.

При этом участки бортов носовой оконечности корпуса, расположенные между основной и дополнительной скулами, снабжены дополнительными брызгоотбойниками, выполненными в виде поперечных реданов, являющихся продолжением поперечных реданов верхней грани таранооборазного выступа носовой оконечности корпуса судна.

Благодаря введению в конструкцию носовой оконечности корпуса судна выдвинутого вперед за линию форштевня вышерасположенной части носовой оконечности корпуса таранообразного выступа ее нижней части с плавно отогнутой вниз килевой линией и монотонно сужающимися к носу ватерлиниями, на всех режимах движения судна как до выхода, так и после выхода его на глиссирование предлагаемый корпус сохраняет постоянную относительно большую длину ходовой ватерлинии с максимально заостренным углом ее у форштевня. Это способствует снижению волнового сопротивления корпусу судна и, следовательно, повышению его ходкости.

Благодаря своей форме в поперечном сечении, таранообразный выступ, образованный шпангоутами, выполненными в виде очерченных прямыми или слабовыпуклыми кривыми линиями равнобедренных треугольников с направленной вниз вершиной, расположенной на килевой линии корпуса, и верхней гранью, выполненной в виде плавного продолжения в нос поверхностей расширяющихся к носу уступов дополнительных скул обоих бортов корпуса, легко, без удара, с минимальным сопротивлением своего острого форштевня и острой килевой линии входит в набегающую на корпус судна волну и медленно с большим сопротивлением своей почти плоской с относительно большой площадью поверхности верхней грани выходит из волны путем всплытия под действием дополнительной силы плавучести, приобретаемой носовой оконечностью корпуса судна в процессе ее погружения в волну. Такой, условно выражаясь, инертный механизм реагирования носовой оконечности корпуса судна на набегающую на него волну способствует снижению величины вертикальных перегрузок, испытываемых корпусом судна при килевой и вертикальной качках, возникающих при его движении на волнении, и, следовательно, повышению мореходности предлагаемого корпуса судна.

Благодаря тому, что ребра дополнительных скул бортов носовой оконечности корпуса судна и батоксы верхней грани таранообразного выступа наклонены в нос по отношению к плоскости ходовой ватерлинии судна, при прохождении таранообразного выступа через волну на его верхней грани и уступах дополнительных скул обоих бортов носовой оконечности корпуса образуется гидродинамическая сила, вертикальная составляющая которой направлена вниз и также противодействует быстрому всплытию носовой оконечности корпуса судна под действием дополнительной силы плавучести, приобретаемой ею в процессе ее погружения в волну. Это также способствует снижению величины вертикальных перегрузок, испытываемых корпусом судна при килевой и вертикальной качках, возникающих при его движении на волнении, и, следовательно, повышению мореходности предлагаемого корпуса судна.

Благодаря тому, что поверхности уступов дополнительных скул носовой оконечности корпуса судна плавно переходят в поверхности ее бортов и образуют в них на участке между форштевнем, ребром дополнительной и внутренним ребром основной скул впадины с конусообразной поверхностью, имеющей вершину в точке пересечения ребра дополнительной скулы с внутренним ребром основной скулы корпуса судна, обеспечивается повышенная заостренность ватерлиний его носовой оконечности выше таранообразного выступа, необходимая для плавного, без излишнего брызгообразования, отваливания в стороны волны, набегающей на корпус судна при его движении на волнении, что способствует повышению ходкости предлагаемого корпуса судна.

Максимальный эффект при повышении мореходности предлагаемого корпуса судна достигается при этом за счет того, что угол наклона ребра дополнительной скулы и батоксов верхней грани таранообразного выступа к плоскости ходовой ватерлинии судна выбран из расчета, чтобы при прохождении таранообразного выступа сквозь волну на его верхней грани, уступах дополнительных скул обоих бортов носовой оконечности корпуса и прилегающих к ним нижних поверхностях конусообразных бортовых впадин при движении судна с максимальной скоростью образовывалась суммарная гидродинамическая сила, вертикальная составляющая которой имеет величину, примерно равную величине суммарной дополнительной силы плавучести, приобретаемой носовой оконечностью корпуса судна вследствие погружения ее в волну.

Благодаря тому, что днище предлагаемого корпуса судна снабжено специальной треугольной в плане выемкой, ограниченной со стороны носа и бортов расширяющимися к носу бортовыми скегами и простирающейся в корму до самого транца, с вершиной в точке пересечения срывообразующих кромок бортовых скегов, расположенной в носовой части корпуса, достигается образование искусственной газовой каверны, отсекающей при движении судна большую часть поверхность его днища от контакта с водой. Обеспечиваемое при этом снижение площади смоченной поверхности днища корпуса столь велико, что оно не только компенсирует увеличение смоченной поверхности предлагаемого корпуса судна за счет введения в его конструкцию постоянно погруженного в воду на всех скоростных режимах движения судна таранообразного выступа, но и обеспечивает существенное снижение площади всей смоченной поверхности корпуса судна. Это, в свою очередь, в дополнение к снижению волнового сопротивления способствует снижению также и сопротивления трения и, в конечном итоге, общего сопротивления движению предлагаемого корпуса судна.

Благодаря тому, что днище предлагаемого корпуса судна снабжено расположенной перед выемкой цилиндрической вставкой днища, имеющей в плане форму подковы и ограниченной со стороны носа и бортов линией, эквидистантой в направлении вдоль судна срывообразующим кромкам бортовых скегов, достигается образование устойчивой газовой каверны с гладкой свободной поверхностью, обеспечивающей максимальную величину избыточного давления газа в каверне и, за счет этого, максимальную величину несмоченной поверхности днища, что также способствует повышению ходкости предлагаемого корпуса судна.

Благодаря тому, что расположенный в пределах цилиндрической вставки днища отрезок килевой линии предлагаемого корпуса судна совпадает с касательной к кормовому концу ее отогнутого вниз носового участка, обеспечивается необходимое согласование обводов цилиндрической вставки днища с обводами днищевой части таранообразного выступа носовой оконечности корпуса судна. Это обеспечивает поддержание на всех режимах движения судна, включая и движение по взволнованной поверхности, устойчивой каверны при максимально носовом расположении вершины днищевой выемки, что также способствует повышения ходкости предлагаемого судна.

Благодаря тому, что расположенный выше дополнительной скулы корпуса участок форштевня наклонен вперед, обеспечивается эффективный отвал набегающей на корпус судна волны, что способствует снижению заливаемости носового участка палубы, на котором может быть расположено соответствующее технологическое оборудование или вооружение быстроходного судна, при движении его на волнении и, тем самым, повышению его мореходности.

Благодаря тому, что расположенный выше дополнительной скулы корпуса участок форштевня наклонен назад, за счет смещения форштевня в корму, а, вслед за ним, и смещения в корму вершин конусообразных впадин в бортах носовой оконечности корпуса судна, обеспечивается более плавный отвал набегающих на корпус судна волн, что способствует, особенно при повышенных скоростях движения судна, снижению величины дополнительного сопротивления его корпусу при движении на волнении и, тем самым, повышению его ходкости.

Благодаря тому, что верхние части шпангоутов носовой оконечности предлагаемого корпуса судна, расположенные выше его дополнительной скулы, не выходят за пределы угла, образованного на проекции «Корпус» теоретического чертежа корпуса линией диаметральной плоскости корпуса и касательной к участку нижней части соответствующего шпангоута, непосредственно примыкающему к ребру дополнительной скулы снизу, исключается замывание водой, отброшенной расходящимися к верху бортовыми поверхностями клинообразного в поперечном сечении таранообразного выступа, бортовых участков носовой оконечности корпуса судна, расположенных выше ребра дополнительной скулы, в процессе быстрого погружения носовой оконечности корпуса судна в набегающую волну. Это, с одной стороны, способствует уменьшению величины перегрузок, создаваемых килевой и вертикальной качками, возникающими при движении судна на волнении, а с другой стороны, за счет снижения общей площади смоченной поверхности корпуса судна, способствует повышению его ходкости.

Благодаря тому, что носовая часть днища предлагаемого корпуса судна, расположенная носовее цилиндрической вставки днища, снабжена продольными реданами, переходящими на бортах в поперечные, продолжающиеся до дополнительной скулы и переходящие на ней в поперечные реданы верхней грани таранообразного выступа носовой оконечности корпуса судна, обеспечивается существенное снижение общей площади смоченной поверхности носовой оконечности корпуса судна. Этому способствует и то, что указанные реданы пересекают ходовую ватерлинию, обеспечивая, тем самым, хорошую вентиляцию их зареданных пространств воздухом из окружающей атмосферы. Все это способствует повышению ходкости предлагаемого корпуса судна.

Благодаря тому, что участки бортов носовой оконечности предлагаемого корпуса судна, расположенные между основной и дополнительной скулами, снабжены дополнительными брызгоотбойниками, выполненными в виде поперечных реданов, являющихся продолжением поперечных реданов верхней грани таранообразного выступа, также, за счет снижения площади смоченной поверхности верхней части носовой оконечности корпуса судна, обеспечивает повышение его ходкости.

Таким образом, указанные выше существенные отличительные признаки предлагаемого корпуса судна, взаимно влияя и дополняя друг друга, позволяют достигнуть не просто суммы эффектов, которые они несут с собой, а путем разрешения некоторого технического противоречия достигнуть нового качества - повышения мореходности глиссирующего судна при одновременном повышении его ходкости.

Форма предлагаемого корпуса глиссирующего судна проиллюстрирована чертежами, где изображено:

фиг.1 - аксонометрическая проекция корпуса судна, вид сверху;

фиг.2 - аксонометрическая проекция корпуса судна, вид снизу;

фиг.3 - фрагмент проекции «Бок» теоретического чертежа корпуса судна с верхней частью форштевня, наклоненной вперед;

фиг.4 - фрагмент проекции «Корпус» теоретического чертежа корпуса судна с верхней частью форштевня, наклоненной вперед;

фиг.5 - фрагмент проекции «Бок» теоретического чертежа корпуса судна с верхней частью форштевня, наклоненной назад;

фиг.6 - фрагмент проекции «Корпус» теоретического чертежа корпуса судна с верхней частью форштевня, наклоненной назад;

фиг.7 - вид сбоку носовой части корпуса судна в варианте с реданами.

Предлагается корпус глиссирующего судна с V-образным в поперечном сечении днищем 1 и бортами 2, снабженными каждый двумя острыми скулами. Основная 3 из них со встроенным брызгоотбойником 4, выполненным в виде расположенного между его внутренним 5 и внешним 6 ребрами уступа, направленного по отношению к нижерасположенной обшивке корпуса в сторону от диаметральной плоскости, простирается на всю длину корпуса, поднимаясь в его носовой оконечности по S-образной траектории почти до уровня верхней палубы 7. Дополнительная скула 8, расположенная в непосредственной близости от ходовой ватерлинии 9 судна, простирается от форштевня 10 до участка основной скулы 3 в районе ее входа в воду. Форштевень судна выполнен с резким изломом на уровне дополнительной скулы 8 корпуса, отделяющим его наклонную верхнюю часть 11 от почти вертикальной его нижней части 10. Килевая линия 12 в носовой оконечности корпуса плавно отогнута вниз. Батоксы 13 кормового участка днища 1 в промежутке между брызгоотбойниками 4 основной скулы 3, включая и килевую линию 14, также отогнуты вниз.

Дополнительная скула 8 корпуса выполнена в виде уступа 15 (см. фиг.4, 6), направленного по отношению к нижерасположенной обшивке корпуса в сторону его диаметральной плоскости. Часть носовой оконечности корпуса судна, расположенная ниже его дополнительной скулы 8, выдвинута вперед за линию форштевня 11 вышерасположенной части носовой оконечности корпуса с образованием таранообразного выступа 16 (см. фиг.3, 5), имеющего монотонно сужающиеся к носу ватерлинии 17 и шпангоуты 18 в виде очерченных прямыми или слабовыпуклыми кривыми линиями равнобедренных треугольников с направленной вниз вершиной, расположенной на килевой линии 12 корпуса (см. фиг.4, 6). Верхняя грань 19 таранообразного выступа 16 выполнена в виде плавного продолжения в нос поверхностей расширяющихся к носу уступов 15 дополнительных скул 8 обоих бортов корпуса. Ребра дополнительных скул 8 и батоксы 20 верхней грани 19 таранообразного выступа 16 наклонены в нос по отношению к плоскости ходовой ватерлинии 9 судна. Поверхности уступов 15 дополнительных скул 8, плавно переходящие в поверхности бортов 2 носовой оконечности корпуса, образуют в них на участке между верхней частью форштевня 11, ребром дополнительной 8 и внутренним ребром 5 основной 3 скул впадины 21 с конусообразной поверхностью, имеющей вершину в точке 22 пересечения ребра дополнительной скулы 8 с внутренним ребром 5 основной скулы 3 корпуса судна. Днище 1 корпуса снабжено специальной выемкой, ограниченной со стороны носа и бортов расширяющимися к носу бортовыми скегами 23 и простирающейся в корму до самого транца 24, с вершиной в точке 25 пересечения срывообразующих кромок 26 бортовых скегов 23, расположенной в носовой части корпуса. Перед выемкой расположена, так называемая, цилиндрическая вставка 27 днища, имеющая в плане форму подковы и ограниченная со стороны носа и бортов линией 28, эквидистантной в направлении вдоль судна срывообразующим кромкам 26 бортовых скегов 23, а расположенный в пределах цилиндрической вставки 27 днища отрезок 29 килевой линии совпадает с касательной к кормовому концу ее отогнутого вниз носового участка 12.

При этом угол наклона в нос ребра дополнительной скулы 8 и батоксов 20 верхней грани 19 таранообразного выступа 16 к плоскости ходовой ватерлинии 9 судна выбран из расчета, чтобы при прохождении таранообразного выступа 16 сквозь волну на его верхней грани 19, уступах 15 дополнительных скул 8 обоих бортов 2 корпуса и прилегающих к ним нижних поверхностях конусообразных бортовых впадин 21 при движении судна с максимальной скоростью образовывалась суммарная гидродинамическая сила, вертикальная составляющая которой имеет величину, примерно равную величине суммарной дополнительной силы плавучести, приобретаемой носовой оконечностью корпуса судна вследствие погружения ее в волну.

При этом расположенный выше дополнительной скулы 8 корпуса участок 11 форштевня может быть наклонен вперед (см. фиг.3) или назад (см. фиг.5).

При этом верхние части 31 шпангоутов носовой оконечности корпуса, расположенные выше его дополнительной скулы 8, не выходят за пределы угла, образованного на проекции «Корпус» теоретического чертежа корпуса линией диаметральной плоскости корпуса и касательной 32 к участку нижней части 18 соответствующего шпангоута, непосредственно примыкающему к ребру дополнительной скулы 8 снизу (см. фиг.4, 6).

При этом носовая часть днища 1 корпуса, расположенная носовее цилиндрической вставки 27 днища, снабжена продольными реданами 33 (см. фиг.7), переходящими на бортах в поперечные 34, продолжающиеся до дополнительной скулы 8 и переходящие на ней в поперечные реданы 35 верхней грани 19 таранообразного выступа 16 носовой оконечности корпуса судна.

При этом участки бортов 2 носовой оконечности корпуса, расположенные между основной 3 и дополнительной 8 скулами, снабжены дополнительными брызгоотбойниками 36, выполненными в виде поперечных реданов, являющихся продолжением поперечных реданов 35 верхней грани 19 таранообразного выступа 16 носовой оконечности корпуса судна.

При движении на всех скоростных режимах таранообразный выступ 16 носовой оконечности предлагаемого корпуса глиссирующего судна, благодаря отгибам вниз килевой линии 12 носовой оконечности и килевой линии 14 кормового участка днища 1, всегда погружен в воду. При этом, благодаря почти вертикальному положению линии форштевня 10 таранообразного выступа 16, длина ходовой ватерлинии 9 судна остается неизменной, несмотря на некоторое всплытие его при выходе на глиссирование. Увеличение, за счет таранообразного выступа 16 носовой оконечности, общей площади смоченной поверхности предлагаемого корпуса судна компенсируется уменьшением ее за счет образования в процессе движения судна под днищем 1 корпуса искусственной газовой каверны. Строгая параллельность образующих 17 цилиндрической вставки 27 днища, по которым, по существу, происходит обтекание набегающим потоком воды поверхности днища 1 корпуса перед выемкой в нем по всей длине образующих ее срывообразующих кромок 26 бортовых скегов 23, способствует формированию устойчивой газовой каверны со спокойным замыканием ее на днище 1 в районе транца 24. Вследствие этого обеспечивается минимальный унос газа, подаваемого под давлением в днищевую выемку для образования искусственной газовой каверны, и, следовательно, максимально высокое его избыточное давление в каверне, что, в свою очередь, позволяет достигнуть максимальной площади поверхности днища 1 корпуса судна, покрытой газовой каверной. Так как площадь поверхности днища 1 предлагаемого корпуса судна, занятая выемкой для образования искусственной газовой каверны с вершиной 25, расположенной в носовой части корпуса, превышает дополнительную площадь смоченной поверхности постоянно погруженного в воду таранообразного выступа 16 носовой оконечности, то, в итоге, суммарная площадь смоченной поверхности предлагаемого корпуса, образуемая при движении судна, существенно меньше суммарной площади смоченной поверхности равного по водоизмещению корпуса судна по прототипу. Этому способствуют также и продольные реданы 33 днища носовой оконечности корпуса судна, переходящие на бортах ее нижней части в поперечные 34 и пересекающие ходовую ватерлинию 9 судна. Благодаря вентиляции зареданного пространства каждого из них воздухом из окружающей атмосферы смоченная поверхность носовой оконечности корпуса при движении судна существенно снижается. Таким образом, на всех скоростных режимах движения предлагаемого корпуса судна, с одной стороны, поддерживается максимальная длина его ходовой ватерлинии 9, обеспечивающая, за счет снижения относительной скорости движения судна, минимальную величину его волнового сопротивления, а с другой стороны, поддерживается минимальная площадь смоченной поверхности корпуса, обеспечивающая минимальную величину его сопротивления трения, что, в конечном итоге, обеспечивает существенное повышение ходкости предлагаемого корпуса судна.

При движении на волнении предлагаемый корпус судна с водной средой взаимодействует следующим образом. Встретившись с волной, таранообразный выступ 16 носовой оконечности корпуса, благодаря минимальному углу притыкания к диаметральной плоскости своих удлиненных ватерлиний 17 у форштевня 10 и клинообразной форме своих шпангоутов 18 с острым углом у киля 12, легко с минимальным сопротивлением входит в волну. При этом характерное для корпуса судна по прототипу всплытие носовой оконечности под действием дополнительной силы плавучести, приобретаемой ею вследствие ее погружения в волну, у предлагаемого корпуса судна не происходит либо происходит с очень небольшим ускорением. Это обусловлено тем, что, с одной стороны, в соответствии с описанной выше формой носовой оконечности предлагаемого корпуса судна погружающийся в волну дополнительный объем носовой оконечности корпуса невелик. С другой стороны, даже эта небольшая дополнительная сила плавучести полностью или частично уравновешивается противоположно направленной вертикальной составляющей равнодействующей скоростного напора от встречного потока воды набегающей волны, возникающей на верхней грани 19 таранообразного выступа 16, уступах 15 дополнительной скулы 8 и примыкающих к ним нижних участках конусообразных впадин 21 в бортах 2 носовой оконечности предлагаемого корпуса судна. Благодаря тому, что в результате сложения этих двух сил они взаимно уничтожаются либо образуется относительно небольшая равнодействующая, направленная вверх, предлагаемый корпус судна при движении на волнении не испытывает никаких вертикальных перегрузок либо испытывает незначительные вертикальные перегрузки по величине, на много меньшие, чем у корпуса судна по прототипу. При этом выполненные в виде поперечных реданов дополнительные брызгоотбойники 36, расположенные на участках бортов 2 носовой оконечности корпуса судна между основной 3 и дополнительной 8 скулами, обеспечивают, за счет снижения смоченной поверхности верхней части носовой оконечности корпуса судна, существенное снижение величины дополнительного сопротивления движению судна при прохождении его носовой оконечности через волну.

Предлагаемое техническое решение способствует дальнейшему повышению эффективности нового перспективного типа быстроходных судов, какими являются суда с искусственной газовой каверной на днище.

Использованные источники

1. Патент РФ №2041116, МПК В63В ¹/38, опубл. 09.08.1995, бюл. №22.

2. Патент РФ №2153998, МПК В63В ¹/38, опубл. 10.08.2000, бюл. №22.

3. В.Зубрицкий. Глиссирующий не по правилам: мореходный катер Эрбила Сертера. - Журнал «Катера и яхты», №175, 2001 г., стр.36-39.

Изобретение относится к судостроению и касается проектирования корпусов глиссирующих судов. Корпус имеет дополнительную скулу, которая выполнена в виде уступа, направленного по отношению к нижерасположенной обшивке корпуса в сторону его диаметральной плоскости. Часть носовой оконечности, расположенная ниже дополнительной скулы, выдвинута вперед за линию форштевня вышерасположенной части носовой оконечности с образованием таранообразного выступа, имеющего монотонно сужающиеся к носу ватерлинии и шпангоуты в виде очерченных прямыми или слабовыпуклыми кривыми линиями равнобедренных треугольников с направленной вниз вершиной, расположенной на килевой линии. Верхняя грань этого выступа выполнена в виде плавного продолжения в нос поверхностей расширяющихся к носу уступов дополнительных скул обоих бортов. Ребра дополнительных скул и батоксы верхней грани этого выступа наклонены в нос по отношению к плоскости ходовой ватерлинии судна. Поверхности уступов дополнительных скул, плавно переходящие в поверхности бортов носовой оконечности, образуют в них на участке между форштевнем, ребром дополнительной и внутренним ребром основной скул впадины с конусообразной поверхностью, имеющей вершину в точке пересечения ребра дополнительной скулы с внутренним ребром основной скулы. Днище имеет треугольную в плане выемку, ограниченную со стороны носа и бортов расширяющимися к носу бортовыми скегами и простирающуюся в корму до самого транца, с вершиной в точке пересечения срывообразующих кромок скегов, расположенной в носовой части, а также расположенную перед выемкой цилиндрическую вставку, имеющую в плане форму подковы и ограниченную со стороны носа и бортов линией, эквидистантной в направлении вдоль судна срывообразующим кромкам скегов. Отрезок килевой линии в пределах этой вставки совпадает с касательной к кормовому концу ее отогнутого вниз носового участка. Изобретение позволяет повысить мореходность и ходкость судна. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Корпус глиссирующего судна с V-образным в поперечном сечении днищем и бортами, снабженными каждый двумя острыми скулами, основная из которых со встроенным брызгоотбойником, выполненным в виде расположенного между его внутренним и внешним ребрами уступа, направленного по отношению к нижерасположенной обшивке корпуса в сторону от диаметральной плоскости, простирается на всю длину корпуса, поднимаясь в его носовой оконечности по S-образной траектории почти до уровня верхней палубы судна, а дополнительная скула, расположенная в непосредственной близости от ходовой ватерлинии судна, простирается от форштевня до участка основной скулы в районе ее входа в воду, причем форштевень корпуса судна выполнен с резким изломом на уровне дополнительной скулы корпуса, отделяющим его наклонную верхнюю часть от почти вертикальной его нижней части, килевая линия в носовой оконечности корпуса плавно, по мере приближения к форштевню, отогнута вниз, а батоксы кормового участка днища в промежутке между брызгоотбойниками основной скулы, включая и килевую линию, также, по мере приближения к транцу, отогнуты вниз, отличающийся тем, что дополнительная скула корпуса выполнена в виде уступа, направленного по отношению к нижерасположенной обшивке корпуса в сторону его диаметральной плоскости, часть носовой оконечности корпуса судна, расположенная ниже его дополнительной скулы, выдвинута вперед за линию форштевня вышерасположенной части носовой оконечности корпуса с образованием таранообразного выступа, имеющего монотонно сужающиеся к носу ватерлинии и шпангоуты в виде очерченных прямыми или слабо выпуклыми кривыми линиями равнобедренных треугольников с направленной вниз вершиной, расположенной на килевой линии корпуса, верхняя грань таранообразного выступа выполнена в виде плавного продолжения в нос поверхностей расширяющихся к носу уступов дополнительных скул обоих бортов корпуса, ребра дополнительных скул и батоксы верхней грани таранообразного выступа наклонены в нос по отношению к плоскости ходовой ватерлинии судна, поверхности уступов дополнительных скул, плавно переходящие в поверхности бортов носовой оконечности корпуса, образуют в них на участке между форштевнем, ребром дополнительной и внутренним ребром основной скул впадины с конусообразной поверхностью, имеющей вершину в точке пересечения ребра дополнительной скулы с внутренним ребром основной скулы корпуса судна, днище корпуса снабжено треугольной в плане выемкой, ограниченной со стороны носа и бортов расширяющимися к носу бортовыми скегами и простирающейся в корму до самого транца, с вершиной в точке пересечения срывообразующих кромок бортовых скегов, расположенной в носовой части корпуса, а также расположенной перед выемкой цилиндрической вставкой днища, имеющей в плане форму подковы и ограниченной со стороны носа и бортов линией, эквидистантной в направлении вдоль судна срывообразующим кромкам бортовых скегов, причем расположенный в пределах цилиндрической вставки днища отрезок килевой линии совпадает с касательной к кормовому концу ее отогнутого вниз носового участка.2. Корпус судна по п.1, отличающийся тем, что угол наклона в нос ребра дополнительной скулы и батоксов верхней грани таранообразного выступа к плоскости ходовой ватерлинии судна выбран из расчета, чтобы при прохождении таранообразного выступа сквозь волну на его верхней грани, уступах дополнительных скул обоих бортов носовой оконечности корпуса и прилегающих к ним нижних поверхностях конусообразных бортовых впадин при движении судна с максимальной скоростью образовывалась суммарная гидродинамическая сила, вертикальная составляющая которой имеет величину, примерно равную величине суммарной дополнительной силы плавучести, приобретаемой носовой оконечностью корпуса судна вследствие погружения ее в волну.3. Корпус судна по п.1, отличающийся тем, что расположенный выше дополнительной скулы корпуса участок форштевня наклонен вперед.4. Корпус судна по п.1, отличающийся тем, что расположенный выше дополнительной скулы корпуса участок форштевня наклонен назад.5. Корпус судна по п.3 или 4, отличающийся тем, что верхние части шпангоутов носовой оконечности корпуса, расположенные выше его дополнительной скулы, не выходят за пределы угла, образованного на проекции «Корпус» теоретического чертежа корпуса линией диаметральной плоскости корпуса и касательной к участку нижней части соответствующего шпангоута, непосредственно примыкающему к ребру дополнительной скулы снизу.6. Корпус судна по п.1, отличающийся тем, что носовая часть днища корпуса, расположенная носовее цилиндрической вставки днища, снабжена продольными реданами, переходящими на бортах в поперечные, продолжающиеся до дополнительной скулы и переходящие на ней в поперечные реданы верхней грани таранообразного выступа носовой оконечности корпуса судна.7. Корпус судна по п.6, отличающийся тем, что участки бортов носовой оконечности корпуса, расположенные между основной и дополнительной скулами, снабжены дополнительными брызгоотбойниками, выполненными в виде поперечных реданов, являющихся продолжением поперечных реданов верхней грани таранообразного выступа носовой оконечности корпуса судна.