СУДНО НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ Российский патент 2009 года по МПК B60V1/04 B60V1/18 

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при проектировании судов скегового типа на воздушной подушке.

Известно скеговое судно с М-образным днищем, по патенту PR 2665680 A, МПК В60V 3/06, содержащее корпус с бортовыми скегами.

К недостаткам известного решения следует отнести малый объем воздушной подушки при малой высоте скегов и наличие плоско-килеватого участка днища, вместе ограничивающих мореходность, и, соответственно, применение судов по этому решению только условиями внутренних водоемов и отсутствия выраженного волнения. В свою очередь, использование скегов большей высоты на малых судах для более широкого диапазона условий плавания связано с трудностями применения подвесных моторов, имеющих стандартные длины дейдвудов, расстояния между антикавитационной плитой, обычно размещенной на уровне нижней точки днища судна и силовым блоком, который должен располагаться выше ватерлинии судна на стоянке. Это объясняется тем, что обычно ширина и объем скегов невелики, форма полости под корпусом, содержащей воздух повышенного давления, воздушной подушки, как правило, П-образная в сечении, и осадка судна велика по сравнению со стандартными длинами дейдвудов подвесных моторов. Размещение нагнетателя в корме, за транцем лодки, вызывает дополнительное повышение осадки кормы лодки на плаву и погружение силового блока подвесного мотора. Кроме того, на практике, основная масса воздуха повышенного давления, подаваемого в полость воздушной подушки под корпусом судна, подается через пневматическую конструкцию носового гибкого ограждения и непосредственно в средней части судна и лишь малая часть - в кормовое гибкое ограждение. Поэтому воздуховоды от нагнетателя должны быть протянуты в среднюю и носовую часть судна. Размещение воздуховодов внутри корпуса лодки занимает полезный объем и уменьшает комфортабельность судна, стесняет пространство для пассажиров и груза.

Техническим результатом заявляемого решения является обеспечение возможности использования подвесных моторов на малых судах с повышенными мореходными качествами. А именно, достижение осадки судна на воздушной подушке скегового типа на плаву, позволяющей установку за транцем модулей пропульсивной установки на базе стандартных подвесных моторов, что повышает технологические качества и удобство эксплуатации, а также улучшение комфорта пассажиров и увеличение полезного объема корпуса путем вынесения воздуховодов из внутреннего пространства корпуса на наружные борта при одновременном сохранении других положительных качеств судна.

Поставленная задача достигается тем, что в судне на воздушной подушке, имеющем корпус со скегами и оснащенном подвесными моторами, нагнетателями с воздуховодами для подачи воздуха повышенного давления в полость под корпусом, в центральной части днища между скегами образован килеватый участок, причем клиренс в диаметральной плоскости составляет не менее 1/20 ширины между нижними кромками скегов, а обшивки внутренних бортов скегов, совместно с прилегающими участками обшивки днища, выполнены в сечении дугообразными и наклонными к диаметральной плоскости судна, а воздуховоды размещены вдоль бортов снаружи.

Тем самым, в центральной части днища образуется килеватый участок, а форма поперечного сечения обшивки полости, содержащей воздух повышенного давления, воздушной подушки, преобразуется из П-образной в М-образную.

Степень увеличения объема скегов и килеватого участка в центральной части днища в каждом конкретном случае могут быть определены из необходимого снижения осадки судна для применения конкретных стандартных подвесных моторов.

Соблюдение клиренса не менее 1/20 расстояния между нижними кромками скегов необходимо для эффективного снижения сопротивления движению на воздушной подушке.

Воздуховоды выполнены из воздухонепроницаемых материалов с текстильной или иной гибкой основой, эластичными и быстросъемными, в том числе из износостойких материалов.

Достижение технического результата, возможности применения подвесных моторов на судах на воздушной подушке скегового типа, достигается тем, что увеличивается совместное водоизмещение скегов и центрального участка днища.

Осадка судна на плаву, без хода, уменьшается. Объем воздушной подушки уменьшается кверху, а объем скегов и корпуса кверху увеличивается.

Дополнительно проявляются следующие технические преимущества, обеспечивающие заявленным техническим решениям существенные отличия.

Повышается комфортабельность хода судна за счет снижения амплитуды вертикальной качки и более успешного демпфирования перегрузок на волнении, так как давление воздуха в подушке и гидростатическая подъемная сила интенсивно растут при подпоре взволнованной поверхностью воды снизу и благодаря эффекту клина при контакте центрального килеватого участка днища с водой.

Повышается мореходность судна за счет более быстрой компенсации уменьшенного объема воздуха в полости воздушной подушки при его потерях на волнении. При ходе без волнения повышается экономичность эксплуатации судна, так как уменьшение объема полости под корпусом позволяет пропорционально снизить расход воздуха в подушку.

Повышается и полезный объем корпуса за счет увеличения объемов скегов и возможности размещения в них компонентов оборудования и полезных грузов.

Прочность корпуса увеличивается за счет уменьшения пролетов, усиления степени заделки и увеличения момента инерции в опасных центральных сечениях поперечных связей корпуса, шпангоутов.

Выполнение обшивки внутренних бортов скегов, примыкающих участков днища и центрального килеватого участка днища плавно сопряженными дополнительно усиливает демпфирование перегрузок при движении на волнении, как и общую, и местную прочность корпуса, за счет эффекта формы как оболочки. Также способствует снижению концентрации напряжений в поперечных связях корпуса и снижению массы обшивки.

Размещение воздуховодов снаружи корпуса освобождает внутренние полезные объемы. Дополнительно, за счет расположения по периферии и повышенного давления, они исполняют роль отбойного устройства, защищают и экранируют от брызг верхнюю, обитаемую часть судна, одновременно обеспечивая повышенную безопасность. Выполнение воздуховодов эластичными позволяет сохранить габарит судна без хода на стоянке, при транспортировке или хранении.

Реализация предлагаемых решений не требует привлечения дополнительного технологического оборудования и другого оснащения производства, а также позволяет применить модульный метод монтажа энергетической установки, включающей подвесные моторы, и систем распределения воздуха повышенного давления судна. Конструкции крепления эластичных материалов к корпусу широко известны и доступны. Эластичные воздуховоды снаружи бортов судна обладают также тем преимуществом, что они ремонтопригодны на плаву и легкозаменяемы.

Техническое решение увеличения объемов скегов и применения в центральной части днища призматического участка для регулирования осадки и смягчения хода на волнении обладает новизной именно применительно к судам на воздушной подушке скегового типа.

На чертеже показано поперечное сечение судна на воздушной подушке скегового типа, на котором предлагаемое решение наиболее наглядно с контуром подвесного мотора на его фоне. Судно содержит корпус 1, выполненный с М-образной формой поперечного сечения обшивки, ограничивающей полость воздушной подушки 3, со скегами 2 и оснащенный подвесными 8 моторами, нагнетателями с воздуховодами 10 для подачи воздуха повышенного давления в полость под корпусом, что обшивки внутренних бортов скегов 2, примыкающих участков днища и килеватого участка 7 в центральной части днища плавно сопряжены, а клиренс в диаметральной плоскости составляет не менее 1/20 ширины между нижними кромками скегов.

Подвесные моторы 8 размещены за транцем, за скегами, в штатном положении, с силовым блоком выше ватерлинии на плаву 9. Гибкие воздуховоды 10 размещены вдоль бортов с наружной стороны судна.

Предлагаемая конструкция работает следующим образом. Наклон к диаметральной плоскости 5 внутренних бортов 4 скегов 2, выполненных дугообразными, плавно сопряженных с прилегающими участками днища 6 и килеватым участком 7, увеличивает объем скегов 2 в их верхней части, как и погруженного объема в целом, и способствует снижению осадки на плаву, обеспечивая положение силового блока подвесного мотора 8 выше ватерлинии 9. Расширение скегов 2 в верхней части позволяет разместить в них часть компонентов оборудования судна или полезного груза. Объем полости воздушной подушки 3 уменьшается кверху, что при подпоре воды снизу способствует интенсивному росту давления воздуха и уменьшению вертикальных перемещений, снижению амплитуды вертикальной качки одновременно с более эффективным демпфированием вертикальных ускорений и противодействием подъему уровня воды внутри полости воздушной подушки. Снижение объема полости воздушной подушки 3 под днищем также способствует быстрейшему заполнению воздухом от нагнетателя и обеспечивает ускоренный рост давления воздуха при прохождении гребней волны.

При касании поверхности воды нижней точкой килеватого участка 7 в центральной части днища на волнении или при потере воздуха из полости воздушной подушки 3 вертикальные ускорения снижаются благодаря сосредоточению остатков воздуха повышенного давления в двух образовавшихся полостях под корпусом 1 судна и эффекту клина. Плавные сопряжения обшивки внутренних бортов 4 скегов 2 с прилегающими участками днища 6 и обшивкой килеватого участка 7 позволяют усилить степень заделки поперечных связей корпуса и снизить концентрацию напряжений в них, повысить моменты инерции в опасном сечении в районе диаметральной плоскости 5.

Воздуховоды 10 не занимают места в корпусе 1, доступны для контроля, ремонта и замены как на стоянке, так и на акватории. Они выступают наружу по отношению к корпусу 1 и экранируют брызги, возникающие на ходу судна, и служат дополнительно энергоемким отбойным устройством. Элементы воздуховодов подающих воздух в полость 3, не показаны.

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при проектировании судов скегового типа на воздушной подушке. Судно на воздушной подушке имеет корпус со скегами и оснащено подвесными моторами, нагнетателями с воздуховодами для подачи воздуха повышенного давления в полость под корпусом. Судно также выполнено с М-образной формой поперечного сечения обшивки, ограничивающей полость воздушной подушки. Обшивки внутренних бортов скегов, примыкающих участков днища и килеватого участка в центральной части днища плавно сопряжены. Клиренс в диаметральной плоскости составляет не менее 1/20 ширины между нижними кромками скегов. У такого судна воздуховоды целесообразно размещать вдоль бортов снаружи. Изобретение позволяет снижать осадку судна на плаву до пределов, позволяющих установку за транцем модулей пропульсивной установки на базе стандартных подвесных моторов, что повышает технологические качества и удобство эксплуатации, а также обеспечивает дальнейшее улучшение комфорта пассажиров и увеличение полезного объема корпуса путем вынесения воздуховодов из внутреннего пространства корпуса на наружные борта при одновременном сохранении положительных качеств судна. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Судно на воздушной подушке, включающее корпус со скегами и оснащенное подвесными моторами, нагнетателями с воздуховодами для подачи воздуха повышенного давления в полость под корпусом, а также выполненное с М-образной формой поперечного сечения обшивки, ограничивающей полость воздушной подушки, отличающееся тем, что обшивки внутренних бортов скегов, примыкающих участков днища и килеватого участка в центральной части днища плавно сопряжены, а клиренс в диаметральной плоскости составляет не менее 1/20 ширины между нижними кромками скегов.2. Судно на воздушной подушке по п.1, отличающееся тем, что воздуховоды размещены вдоль бортов снаружи.