СУДНО (ВАРИАНТЫ), УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ КАЧКИ, ПОГРУЖНОЕ ТЕЛО, УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ И СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ КАЧКИ Российский патент 2011 года по МПК B63B39/00 

Область, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству и способу уменьшения качки судна (плавучего средства). В частности, изобретение относится к устройству и способу уменьшения бортовой качки (крена) большого судна, но не ограничивается только этим.

Уровень техники

Хорошо известно, что корабли, баржи и другие плавучие платформы испытывают в море бортовую, килевую и вертикальную качку, и такая качка во многих случаях нежелательна. Например, такие движения судна могут быть особенно нежелательны при погрузке и разгрузке судна. Это, в частности, относится к судну, используемому при морской добыче нефти и газа. Погрузка и разгрузка со стационарной платформы является для такого судна обычной процедурой, например, с палубы, опирающейся на основание буровой платформы, стоящее на морском дне, либо с другого судна.

Кроме того, используемые в морской добыче нефти и газа суда могут иметь очень большие размеры и, несмотря на то, что смещение судна, выраженное в градусах наклона, может быть не очень значительно, смещение на уровне палубы велико, что создает трудности даже при относительно спокойном море.

Известно много систем, предназначенных для сокращения бортовой и/или килевой качки судов. Существуют системы, разработанные для относительно малых судов. Например, в патенте GB 2219973 описывается судно, в корпусе которого имеется канал, обеспечивающий свободное прохождение по нему воды. Когда вода заполняет канал, а потом выходит из него, собственный период килевой/бортовой качки увеличивается, а качка судна становится меньше. В усовершенствованном варианте этой конструкции подобный резервуар может быть соединен с насосом, поэтому заполнением резервуара водой и ее отсосом можно, по меньшей мере, отчасти, управлять. Такие системы, однако, интегрированы в конструкцию судна, сложны в установке, и не могут быть легко перенесены с одного судна на другое.

Другая система, предназначенная для снижения нестабильности более крупных судов, описана в патенте US 5787832. В этой системе узлы стабилизатора прикреплены к корпусу судна. Каждый узел включает выносной кронштейн и поплавковый кронштейн, к которому с одного конца прикреплен поплавок. Поплавки все время соприкасаются с морской поверхностью, и работа системы основана на увеличении эффективной ширины судна так, чтобы увеличить собственный период его бортовой/килевой качки. Каждый стабилизатор должен быть прикреплен к судну очень прочными крепежными элементами, которые должны выдерживать очень большие нагрузки. В патенте US 3407766 описана другая система, предназначенная для снижения нестабильности более крупных судов посредством размещения стабилизирующего тела под судном и присоединения его прочными стойками, например стальными двутавровыми балками, способными передать момент силы обратно судну. Главным недостатком конструкции подобного типа является необходимость использования стоек с очень высокой прочностью для передачи момента силы от стабилизирующего тела к судну.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является обеспечение устройства и способа, в которых устранены или уменьшены недостатки, свойственные известным системам стабилизации, описанным выше.

В соответствии с первым аспектом изобретения представлено судно, содержащее первый и второй узлы стабилизатора, каждый из которых включает по меньшей мере одно погружное (затопляемое) тело, выполненное по меньшей мере частично полым, и средства подвешивания погружного тела на судно, причем первый и второй узлы стабилизатора подвешены с в основном противоположных сторон судна.

Подобные узлы стабилизатора могут быть установлены в порту либо в море и могут быть приспособлены к использованию почти с любым судном. Поскольку они по меньшей мере частично пустотелы, они обладают относительно большими размерами для своей массы, и подвешивание узлов к судну может выполняться относительно просто. Подвешивание каждого узла стабилизатора выполнено так, что через посредство средств подвешивания он прилагает направленную вниз силу к борту судна, с которого он подвешен, при движении этого борта судна вверх.

Обычно один узел стабилизатора подвешивается с левого борта судна, и один узел стабилизатора подвешивается с правого борта судна. Этим снижается бортовая качка судна. Это изобретение, однако, может быть использовано с судном любого типа, из которых у некоторых отсутствуют четко обозначенные левый и правый борт (или носовой и кормовой концы). Следует, однако, понимать, что то, что здесь называется бортами судна, представляет собой части судна, которые поднимаются и опускаются при качке судна. Это определение не обязательно обозначает левый или правый борта судна.

Первый узел стабилизатора может содержать одно погружное тело, но он может также содержать первое и второе погружные тела, первые средства подвешивания первого тела на судно и вторые средства подвешивания второго тела на первое тело.

Аналогично, второй узел стабилизатора может содержать одно погружное тело, но он может также содержать первое и второе погружные тела, первые средства подвешивания первого тела на судно и вторые средства подвешивания второго тела на первое тело.

Судно также может содержать третий узел стабилизатора, включающий в себя по меньшей мере одно погружное тело, выполненное по меньшей мере частично полым, и средства подвешивания погружного тела на судно.

В одном частном варианте выполнения первый узел стабилизации подвешен в зоне носа судна с одного борта, третий узел стабилизатора подвешен в зоне кормы судна с упомянутого одного борта, а второй узел стабилизатора подвешен в средней части судна с другого борта судна.

Упомянутые варианты выполнения, в которых используется три узла стабилизатора, известны как ассиметричные конфигурации.

Также как и первый и второй узлы стабилизатора, третий узел стабилизатора может включать в себя первое и второе погружные тела, первые средства подвешивания первого погружного тела на судно и вторые средства подвешивания второго тела на первое тело.

Судно может дополнительно содержать четвертый узел стабилизатора, включающий по меньшей мере одно погружное тело, выполненное по меньшей мере частично полым, и средства подвешивания погружного тела на судно.

Четвертый узел стабилизатора может быть подвешен с левого или правого бортов судна.

В одном варианте выполнения первый узел стабилизатора подвешен в зоне носа судна с одного борта, второй узел стабилизатора подвешен в зоне носа судна с другого борта, третий узел стабилизатора подвешен в зоне кормы судна с упомянутого одного борта, а четвертый узел стабилизатора подвешен в зоне кормы судна с другого борта.

В другом варианте выполнения первый узел стабилизатора подвешен в зоне носа судна с одного борта, второй узел стабилизатора подвешен в зоне кормы судна с упомянутого одного борта, а третий и четвертый узлы стабилизатора подвешены посередине судна с другого борта судна.

Следует понимать, что может быть большое число вариантов расположения узлов. В том случае, если погружные тела узлов имеют приблизительно одинаковые размеры, то целесообразно с каждого борта устанавливать одинаковое количество тел.

Уменьшение качки судна зависит от того, насколько средства подвешивания способны прилагать направленные вниз усилия, противостоящие движению вверх, и поэтому средства подвешивания должны выдерживать высокие нагрузки на растяжение (иметь высокую прочность на растяжение). Хотя средства подвешивания также могут выдерживать и высокие нагрузки сжатия, это качество не является обязательным, и из соображений экономии и простоты конструкции этого не требуется. В частности, средства подвешивания должны выдерживать нагрузки на растяжение, более чем в сто раз превышающие нагрузки сжатия, которые они в состоянии выдержать (т.е. имеют прочность на растяжение, превосходящую более чем в сто раз прочность на сжатие). Средства подвешивания могут содержать удлиненные (вытянутые) гибкие элементы, например цепи, канаты или тросы. В предпочтительном варианте выполнения одно или каждое из нескольких тел прикрепляется к средствам подвешивания в нескольких местах; например, вытянутое тело может быть прикреплено к соответствующему вытянутому гибкому элементу в области каждого из противоположных концов тела.

В предпочтительном варианте выполнения каждое тело имеет большие размеры и вытянутую форму. Таким образом, в случае, когда каждое тело вытянуто, оно может иметь площадь поперечного сечения, превышающую 4 м², а желательно более 10 м². Каждое тело может содержать по меньшей мере одну закрытую или закрываемую камеру, суммарный объем которых составляет более 50 м³, а в предпочтительном варианте выполнения - более 300 м³. В предпочтительном варианте выполнения закрытая камера или камеры закрыты или закрываются герметично, однако в альтернативном варианте возможно прохождение какой-либо текучей среды в камеру и/или из камеры (камер). В том случае, если тело имеет вытянутую форму, желательно, чтобы при его подвешивании выдерживалась горизонтальность его продольной оси.

Каждое тело может содержать по меньшей мере один балластный резервуар. В предпочтительном варианте выполнения каждое тело содержит группу балластных резервуаров, каждый из которых является отдельно балластируемым. Если тела балластируемы, то их можно балластировать так, чтобы управлять бортовой качкой в зависимости от величины и длины волн. Таким образом, степень демпфирования качки может регулироваться в соответствии с условиями. Кроме того, если необходимо выполнить загрузку судна с другого судна или перегрузку на другое судно, степень демпфирования может выбираться таким образом, чтобы выровнять суда друг относительно друга для облегчения погрузочно-разгрузочных работ.

В предпочтительном варианте выполнения каждый узел стабилизатора содержит по меньшей мере одно ребро, выступающее из одного тела или каждого из тел. Ребра увеличивают силу сопротивления, воздействующую на тела, при их движении в воде.

Размер и форма ребер могут быть различными. Например, ребра могут быть прямыми, или изогнутыми. В одном варианте по меньшей мере одно ребро установлено с возможностью поворота относительно одного или каждого из тел для ограничения движения тела в одном направлении (сквозь воду вверх), в большей мере, чем в другом направлении (вниз). Это оказывается полезным, поскольку часто требуется, чтобы при движении тела вертикально вверх тело испытывало большее сопротивление, чем при движении вертикально вниз, и ребра могут поворачиваться соответствующим образом. В другом варианте форма ребер может быть выбрана такой, чтобы сопротивление при движении в одном направлении было больше, чем в другом направлении.

В предпочтительном варианте выполнения каждое тело имеет в основном цилиндрическую форму и/или форму призмы. В одном варианте выполнения тело имеет форму трубы.

Тело может иметь округлое, в предпочтительном варианте выполнения, круглое (круговое) поперечное сечение. В другом варианте выполнения тело может иметь прямоугольное поперечное сечение, например квадратное поперечное сечение. В другом варианте выполнения тело может иметь треугольное поперечное сечение.

В одном варианте выполнения один или оба конца тела имеют в основном коническую форму. Преимуществом такой формы является упрощение транспортировки. Тела могут быть, например, прикреплены к судну ниже ватерлинии для буксировки в нужное место, где они могут быть прикреплены к судну в требуемых местах. Наличие конических концов упрощает буксировку. Концы тел также могут иметь форму полусферы или могут быть закруглены, либо иметь любую другую форму, облегчающую буксировку.

Следует обратить внимание на вопрос передачи нагрузки от средств подвешивания к конструкции судна. Соответственно в предпочтительном варианте выполнения используется устройство передачи нагрузки, установленное между конструкцией судна и средствами подвешивания для передачи нагрузок от средств подвешивания к конструкции судна. В предпочтительном варианте выполнения изобретения устройство передачи нагрузки имеет по меньшей мере одну подкладку, прикрепляемую к судну, для создания опоры средствам подвешивания. Подкладки могут закрепляться по краям палубы судна по левому или правому бортам. Подкладки могут прикрепляться, когда судно находится в порту, либо когда оно находится в море. Подкладки увеличивают ширину судна, благодаря чему тела подвешены к точкам, которые находятся несколько за пределами ширины судна.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения от средств подвешивания должны передаваться только вертикальные нагрузки, и поэтому желательно, чтобы конфигурация обеспечивала передачу только вертикальных нагрузок от средств подвешивания к судну. Это может быть обусловлено видом средств подвешивания (например, в случае, если средства подвешивания представляют собой вытянутый гибкий элемент), либо особенностями соединения. Средства подвешивания первого узла стабилизатора могут быть соединены со средствами подвешивания второго узла стабилизатора. В предпочтительном варианте выполнения это соединение представляет собой прямое или непрямое соединение конструкций. В случае непрямого соединения желательно, чтобы оно выполнялось посредством дополнительной конструкции, не относящейся к конструкции судна.

В соответствии со вторым аспектом изобретения представлено устройство для уменьшения качки судна, содержащее первый и второй узлы стабилизатора, каждый из которых включает по меньшей мере одно погружное тело, выполненное по меньшей мере частично полым, и средства подвешивания погружного тела на судно, причем первый и второй узлы стабилизатора выполнены с возможностью расположения на в основном противоположных частях судна.

Каждое тело может содержать по меньшей мере один балластный резервуар. В предпочтительном варианте выполнения каждое тело содержит группу балластных резервуаров, каждый из которых может балластироваться отдельно.

В предпочтительном варианте выполнения каждый узел стабилизатора дополнительно содержит по меньшей мере одно ребро, выступающее из каждого тела. В еще более предпочтительном варианте выполнения по меньшей мере одно ребро установлено с возможностью поворота относительно каждого тела и противодействия (затруднения) движению тела в одном направлении в большей степени, чем движению в другом направлении.

Каждое тело может иметь в основном форму цилиндра и/или призмы, что дает преимущество. В одном варианте выполнения тело имеет округлое, желательно круглое поперечное сечение. В другом варианте выполнения тело имеет прямоугольное поперечное сечение, например квадратное поперечное сечение. В другом варианте выполнения тело имеет треугольное поперечное сечение. Один или оба конца тела могут иметь в основном форму конуса, полусферы или быть круглой формы. Этим облегчается их транспортирование буксировкой.

Устройство может также дополнительно содержать закрепляемые на судне подкладки, обеспечивающие опору средствам подвешивания погружного тела. Подкладки могут быть прикреплены на краю палубы судна с левого или правого бортов. Подкладки могут быть прикреплены при стоянке судна в порту, либо в море. Подкладки увеличивают ширину судна так, что расстояние между точками подвеса тел несколько превышает собственно ширину судна. Это дополнительно способствует стабилизации судна.

В предпочтительном варианте выполнения средства подвешивания первого узла стабилизатора соединены со средствами подвешивания второго узла стабилизатора. В предпочтительном варианте выполнения это соединение выполняется либо непосредственно, либо представляет непрямую конструктивную связь. В случае непрямой конструктивной связи желательно, чтобы она выполнялась посредством дополнительных конструкций, не входящих в конструкцию судна.

В соответствии с третьим аспектом изобретения представлено погружное тело в форме по меньшей мере частично полой трубы, для уменьшения качки морского судна, содержащее по меньшей мере один балластный резервуар и по меньшей мере одно ребро, выступающее с возможностью увеличения сопротивления движению погружного тела сквозь воду.

В предпочтительном варианте выполнения тело содержит группу балластных резервуаров, каждый из которых может балластироваться отдельно (с отдельной загрузкой балласта).

В одном варианте выполнения труба имеет круглое поперечное сечение.

В другом варианте выполнения труба имеет прямоугольное поперечное сечение, например квадратное поперечное сечение. В другом варианте выполнения труба имеет треугольное поперечное сечение.

Один или оба конца трубы могут быть в основном конической формы. Этим облегчается транспортировка труб посредством буксировки. В другом варианте выполнения один или оба конца трубы могут быть закруглены или иметь форму полусферы, либо иметь любую иную форму, облегчающую транспортировку труб посредством буксировки.

По меньшей мере одно ребро установлено с возможностью поворота относительно трубы и затруднения движения погружного тела в воде в одном направлении в большей степени, чем другом направлении.

В соответствии с четвертым аспектом изобретения представлен способ уменьшения качки плавучего судна, в котором подвешивают по меньшей мере два по меньшей мере частично полых тела ниже ватерлинии и с в основном противоположных бортов судна.

В предпочтительном варианте осуществления способа дополнительно осуществляют балластировку каждого тела.

Следует иметь в виду, что в приведенном описании, где признак описан в отношении одной особенности изобретения, он может также быть использован в связи с другой особенностью изобретения. Таким образом, например, способ в соответствии с четвертым аспектом изобретения может быть использован в отношении судна, имеющего любую форму в соответствии с первым аспектом изобретения.

Далее приводится описание варианта выполнения изобретения со ссылками на приложенные чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет вид сверху судна, включающего устройство стабилизации в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.2 представляет вид сбоку судна, показанного на Фиг.1;

Фиг.3 представляет вид спереди судна, показанного на Фиг.1 и 2;

Фиг.4 представляет вид сверху судна, конфигурация устройства

стабилизации которого соответствует первому варианту;

Фиг.5 представляет вид сбоку судна, показанного на Фиг.4;

Фиг.6 представляет вид сверху судна, конфигурация устройства стабилизации которого соответствует второму варианту;

Фиг.7 представляет вид сбоку судна, показанного на Фиг.6;

Фиг.8 представляет вид сверху стабилизирующей трубы;

Фиг.9 представляет вид сбоку трубы, показанной на Фиг.8;

Фиг.10 представляет вид поперечного сечения стабилизирующей трубы, имеющей альтернативную конструкцию;

Фиг.11 представляет вид поперечного сечения стабилизирующей трубы, соответствующей второму альтернативному варианту;

Фиг.12 представляет вид поперечного сечения стабилизирующей трубы, которая соответствует третьему альтернативному варианту; и

Фиг.13 представляет диаграмму, иллюстрирующую влияние конфигурации устройства стабилизации на величину и период бортовой качки.

Осуществление изобретения

На Фиг.1, 2 и 3 показано судно 2, имеющее корму 4, нос 6, левый борт 8, правый борт 10 и палубу 12. К судну подвешены четыре трубы 14, две трубы рядом с левым бортом 8 и две трубы рядом с правым бортом 10. Одна труба 14а с левого борта расположена рядом с носом судна. Одна труба 14b с левого борта расположена рядом с кормой судна. Одна труба 14с с правого борта расположена рядом с носом судна. Одна труба 14d с правого борта расположена рядом с кормой судна. Каждая труба 14 подвешена к судну двумя цепями 16. Цепи 16 с противоположных труб 14а, 14с и 14b, 14d соединены вблизи середины палубы 12. Как показано на чертежах, продольные оси труб расположены горизонтально.

Подкладки 18, расположенные на краю, между палубой 12 и левым бортом 8, и палубой 12 и правым бортом 10, служат опорой цепей 16. Благодаря этому цепи 16 не касаются бортов судна даже при некоторой бортовой качке судна.

Каждая труба имеет в основном цилиндрическую форму. Каждая труба содержит группу балластных резервуаров (не показаны), которые могут по отдельности балластироваться или дебалластироваться, что позволяет управлять массой труб 14 в воде. Каждая труба 14 также имеет два горизонтальных ребра (стабилизатора) 22. Горизонтальные ребра 22 препятствуют быстрому движению труб 14 в вертикальном направлении. При бортовой качке судна левый борт 8 и правый борт 10 по очереди поднимаются и опускаются. Когда левый борт 8 поднимается, трубы 14а и 14b с левого борта увлекаются вверх, и масса труб и выступающие ребра препятствуют этому движению вверх. В частности, требуемое направленное вверх ускорение труб ограничивается инерцией труб, а трубы и ребра также оказывают сопротивление быстрому движению в воде. Аналогично, когда поднимается правый борт 10, трубы 14с и 14d правого борта также должны двигаться вверх, а масса труб и выступающие ребра препятствуют этому движению вверх. Тем самым уменьшается бортовая качка судна 2; уменьшается размах бортовой качки, а период качки увеличивается, то есть уменьшается частота.

Трубы, цепи и подкладки могут быть прикреплены к судну в порту или в море.

Диаметр и длина каждой трубы может быть разной в зависимости от конкретного применения. Материал, используемый в конструкции трубы, также может быть различным и выбирается в зависимости от требуемой массы каждой трубы. Масса каждой трубы влияет на ускорение движения труб в воде. Количество балластных резервуаров в каждой трубе также может быть различным, и конструкция труб предусматривает их балластировку на палубе для того, чтобы трубы можно было легко буксировать в воде для упрощения их транспортировки. Поперечное сечение труб также может быть различным (см. Фиг.10-12). У труб могут быть конические концы для упрощения их транспортирования. Длина цепей также может быть различной. Размеры и форма ребер может быть различной, а ребра могут поворачиваться относительно трубы так, что при вертикальном движении трубы вверх ребра выступали в горизонтальной плоскости, чтобы затруднить движение вверх, а при вертикальном движении трубы вниз ребра поворачивались вовнутрь с тем, чтобы не препятствовать движению вниз. Размеры и форма ребер влияют на скорость движения труб в воде.

В одном варианте выполнения трубы имеют длину 40 м, диаметр 5 м и конические концы. Каждая труба весит 200 т и включает десять изолированных балластных резервуаров. У каждой трубы имеется два выступающих на 75 см ребра, которые проходят вдоль всей длины трубы и конических наконечников. Трубы могут быть подвешены на глубине 25 м ниже ватерлинии.

На Фиг.4 и 5 показана альтернативная конфигурация для труб на судне. Эта конфигурация известна как ассиметричная конфигурация. В этом случае две трубы 14 подвешены рядом с левым бортом 8, а одна труба подвешена рядом с правым бортом 10. Одна труба 14а левого борта расположена вблизи носа судна, а другая труба 14b левого борта расположена вблизи кормы судна. Труба 14с правого борта расположена посередине судна. Конечно, в альтернативном варианте, две трубы могут быть помещены у правого борта и только одна труба - у левого борта.

На Фиг.6 и 7 представлена альтернативная конфигурация расположения труб на судне. Такая конфигурация известна под названием "висячая лестница". В этом случае две трубы 14 подвешены рядом с левым бортом 8, и две трубы подвешены рядом с правым бортом 10. Одна труба 14а левого борта расположена вблизи носа судна, а другая труба 14b левого борта расположена вблизи кормы судна. Обе трубы правого борта расположены вблизи середины судна, причем вторая труба 14d правого борта подвешена под первой трубой 14с правого борта. Конечно, две трубы могут быть расположены вблизи середины судна по левому борту, одна труба правого борта у кормы и одна труба правого борта - у носа.

Также можно представить и альтернативные варианты расположения, которые подробно не иллюстрируются, например конфигурация с двойной "лестницей", когда две трубы расположены вблизи середины судна по левому борту, а две трубы - вблизи середины судна по правому борту.

На Фиг.8 и 9 показаны трубы 14 более подробно. Каждая труба 14 имеет два горизонтальных ребра 22, выступающих из трубы 14. Каждая труба 14 также имеет такелажные точки 24, схематически изображенные на Фиг.8 и 9. На трубе 14, показанной на Фиг.9, имеется четыре такелажных точки 24, две на верхней стороне трубы и две на нижней стороне. Две такелажных точки 24 на верхней стороне обеспечивают прикрепление цепей 16 для подвешивания труб к судну. Две такелажных точки 24 на нижней стороне нужны только, когда труба используется для создания конфигурации с "лестницей", как показано на Фиг.6 и 7. Во многих случаях, однако, бывает полезно, чтобы все трубы имели по четыре такелажные точки 24, с тем, чтобы трубы имели одинаковую конструкцию, и любая труба могла быть использована в любой роли.

На Фиг.10 и 11 показана труба 14 с квадратным поперечным сечением. При таком поперечном сечении труба обладает повышенным сопротивлением движению в воде. На Фиг.10 горизонтальные ребра выступают от стороны квадратных труб. На Фиг.11 горизонтальные ребра выступают от основания квадратных труб.

На Фиг.12 показана труба 14 с треугольным поперечным сечением. При таком поперечном сечении труба обладает повышенным сопротивлением при движении вертикально вверх, и сниженным сопротивлением при движении вертикально вниз. При бортовой качке судна левый борт и правый борт поочередно поднимаются и опускаются. Когда левый борт опускается, трубы с левого борта должны двигаться вниз сквозь воду. Желательно поэтому, чтобы сопротивление движению вниз было как можно меньше. И наоборот, когда левый борт поднимается, трубы с левого борта должны сопротивляться движению вверх в воде. Поэтому сопротивление движению вверх должно быть как можно более сильным.

Можно представить себе использование труб с другими поперечными сечениями, и влияние других поперечных сечений на скорость и ускорение труб в воде при качке судна будет иным.

Желательно, чтобы при выборе размера и формы труб учитывалась возможность использования труб для других применений. Кроме того, следует помнить о необходимости хранения труб. Например, на морских нефтяных и газовых промыслах, трубы могут складироваться горизонтально на палубе стационарной платформы, на судне или на берегу. В другом варианте выполнения неиспользуемые трубы могут храниться в море. Трубы, например, могут быть сложены на дне, желательно с установленным над ними предупреждающим буем, либо несколько труб могут быть повернуты в стоячее положение, связаны друг с другом и поставлены на плаву на якорь, частично выступая над поверхностью, а частично находясь под водой.

В оценке влияния устройства стабилизации на бортовую качку судна следует учитывать два фактора: частоту бортовой качки и амплитуду бортовой качки. Собственная частота бортовой качки зависит от массы системы, и поэтому, поскольку масса труб увеличивается, собственный период бортовой качки судна увеличивается. Амплитуда бортовой качки зависит от сил демпфирования, приложенных к системе, и по мере роста демпфирующей силы амплитуда будет падать, то есть амплитуда зависит от геометрии труб. Таким образом, при увеличении диаметра труб и размера ребер амплитуда бортовой качки судна уменьшается.

Как показано на Фиг.13, влияние устройства стабилизации может быть очень заметным. На Фиг.13 представлена амплитуда бортовой качки в функции периода воздействующего волнового движения. По оси Х показан период в секундах, а по оси Y - показатель амплитудной реакции в град./м. Верхняя кривая соответствует контрольному случаю, когда на судне не используется какое-либо устройство стабилизации. Видно, что собственный период судна составляет около 10 с. Средняя кривая относится к промежуточному случаю, когда судно оборудовано устройством стабилизации, в котором используются трубы диаметром 3 м, а ребра выступают на 500 мм. Видно, что собственный период судна составляет около 11 с. Нижняя кривая относится к случаю, когда судно оборудовано устройством стабилизации с трубами диаметром 5 м и ребрами, выступающими на 500 мм. Видно, что собственный период судна приближается к 12 с.

Таким образом, из данных Фиг.13 ясно видно, что устройство стабилизации снижает амплитуду бортовой качки судна (то есть снижается максимальное значение кривых) и увеличивает период бортовой качки судна (то есть максимальное значение кривых сдвигается вправо по оси X).

Приведенное описание является упрощенным и, как уже упоминалось, существуют и другие переменные факторы, которые оказывают влияние на амплитуду и период бортовой качки, например форма поперечного сечения труб и размер и форма ребер.

Хотя здесь были описаны некоторые конкретные варианты выполнения изобретения, следует иметь в виду, что возможны его различные вариации. В частности, если трубы 14 не используются для стабилизации судна, они могут быть применены для решения других задач. Например, труба может находиться на плаву с горизонтальным положением ее продольной оси, и использоваться в качестве причального буя. В альтернативном варианте труба может использоваться как плавучий резервуар для транспортировки конструкции и может также быть использована, после соответствующей балластировки, для подъема конструкции с морского дна, либо погружения конструкции на дно.

Изобретение относится к устройству и способу уменьшения качки судна. Судно (2) содержит первый узел стабилизатора и второй узел стабилизатора. Каждый узел стабилизатора (14) содержит по меньшей мере одно частично полое погружное тело и средства подвешивания (16) погружного тела на судно с расположением его полностью ниже ватерлинии. Узлы стабилизатора подвешиваются с противоположных сторон судна. Средство подвешивания первого узла стабилизатора связано со средством подвешивания второго узла стабилизатора. Погружное тело выполнено в форме частично полой трубы. Погружное тело содержит по меньшей мере один балластный резервуар и по меньшей мере одно ребро (22). Ребро выступает из погружного тела с возможностью увеличения сопротивления движению погружного тела сквозь воду. Достигается снижение амплитуды бортовой качки судна и увеличивается период бортовой качки судна. 6 н. и 42 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Судно, включающее первый и второй узлы стабилизатора, каждый из которых содержит по меньшей мере одно погружное тело, выполненное по меньшей мере частично полым и содержащее по меньшей мере один балластный резервуар, и средства подвешивания каждого погружного тела на судно с расположением его полностью ниже ватерлинии, причем первый и второй узлы стабилизатора подвешены в основном с противоположных сторон судна, при этом средство подвешивания первого узла стабилизатора связано со средством подвешивания второго узла стабилизатора.

2. Судно по п.1, в котором первый узел стабилизатора содержит первое и второе погружные тела, первые средства подвешивания первого тела на судно и вторые средства подвешивания второго тела на первое тело.

3. Судно по п.1, в котором второй узел стабилизатора содержит первое и второе погружные тела, первые средства подвешивания первого тела на судно и вторые средства подвешивания второго тела на первое тело.

4. Судно по п.1, которое дополнительно содержит третий узел стабилизатора, включающий в себя по меньшей мере одно погружное тело, выполненное по меньшей мере частично полым, и средства подвешивания погружного тела на судно.

5. Судно по п.4, в котором первый узел стабилизатора подвешен в зоне носа судна с одного борта, третий узел стабилизатора подвешен в зоне кормы судна с указанного одного борта, а второй узел стабилизатора подвешен в средней части судна с другого борта судна.

6. Судно по п.4 или 5, в котором третий узел стабилизатора включает первое и второе погружные тела, первые средства подвешивания первого погружного тела на судно и вторые средства подвешивания второго тела на первое тело.

7. Судно по п.4, которое дополнительно содержит четвертый узел стабилизатора, включающий по меньшей мере одно погружное тело, выполненное по меньшей мере частично полым, и средства подвешивания погружного тела на судно.

8. Судно по п.7, в котором первый узел стабилизатора подвешен в зоне носа судна с одного борта, второй узел стабилизатора подвешен в зоне носа судна с другого борта, третий узел стабилизатора подвешен в зоне кормы судна с указанного одного борта, и четвертый узел стабилизатора подвешен в зоне кормы судна с другого борта.

9. Судно по п.1, в котором средства подвешивания погружного тела имеют высокую прочность на растяжение.

10. Судно по п.9, в котором средства подвешивания погружного тела имеют прочность на растяжение, превосходящую более чем в сто раз прочность на сжатие.

11. Судно по п.1, в котором каждое погружное тело имеет вытянутую форму и площадь поперечного сечения более 4 м².

12. Судно по п.1, в котором каждое погружное тело содержит по меньшей мере одну закрытую или закрываемую камеру с суммарным объемом более 50 м³.

13. Судно по п.1, в котором каждое погружное тело содержит группу балластных резервуаров с отдельной загрузкой балласта.

14. Судно по п.1, в котором каждый узел стабилизатора дополнительно содержит по меньшей мере одно ребро, выступающее из погружного тела.

15. Судно по п.14, в котором по меньшей мере одно ребро установлено с возможностью поворота относительно погружного тела и противодействия движению погружного тела в воде вверх в большей степени, чем вниз.

16. Судно по п.1, в котором каждое погружное тело имеет в основном форму призмы.

17. Судно по п.1, в котором каждое погружное тело имеет округлое или круглое поперечное сечение.

18. Судно по п.1, в котором каждое погружное тело имеет прямоугольное поперечное сечение.

19. Судно по п.1, в котором каждое погружное тело имеет квадратное поперечное сечение.

20. Судно по п.1, в котором каждое погружное тело имеет треугольное поперечное сечение.

21. Судно по п.1, которое дополнительно содержит по меньшей мере одну подкладку, прикрепленную к судну в качестве опоры средств подвешивания погружного тела.

22. Судно по п.1, в котором средства подвешивания погружного тела установлены с возможностью передачи от них к судну только вертикальных нагрузок.

23. Устройство для уменьшения качки судна, включающее первый и второй узлы стабилизатора, каждый из которых содержит по меньшей мере одно погружное тело, выполненное по меньшей мере частично полым, и содержащее по меньшей мере один балластный резервуар и средства подвешивания каждого погружного тела на судно с расположением ниже ватерлинии, причем первый и второй узлы стабилизатора выполнены с возможностью расположения в основном на противоположных частях судна, а средство подвешивания первого узла стабилизатора связано со средством подвешивания второго узла стабилизатора.

24. Устройство по п.23, в котором каждое погружное тело имеет вытянутую форму и площадь поперечного сечения более 4 м².

25. Устройство по п.23, в котором каждое погружное тело содержит по меньшей мере одну закрытую или закрываемую камеру с суммарным объемом более 50 м³.

26. Устройство по п.23, в котором каждое погружное тело содержит группу балластных резервуаров с отдельной загрузкой балласта.

27. Устройство по п.25 или 26, в котором каждый узел стабилизатора дополнительно содержит по меньшей мере одно ребро, выступающее из погружного тела.

28. Устройство по п.27, в котором по меньшей мере одно ребро установлено с возможностью поворота относительно погружного тела и противодействия движению погружного тела в воде в одном направлении в большей степени, чем другом.

29. Устройство по п.23, в котором каждое погружное тело имеет в основном форму призмы.

30. Устройство по п.23, в котором каждое погружное тело имеет круглое поперечное сечение.

31. Устройство по п.23, в котором каждое погружное тело имеет прямоугольное поперечное сечение.

32. Устройство по п.23, отличающееся тем, что каждое погружное тело имеет квадратное поперечное сечение.

33. Устройство по п.23, отличающееся тем, что каждое погружное тело имеет треугольное поперечное сечение.

34. Устройство по п.23, которое дополнительно содержит закрепляемые на судне подкладки, обеспечивающие опору средствам подвешивания погружного тела.

35. Судно, которое содержит устройство по любому из пп.25-34.

36. Погружное тело для уменьшения качки плавучего судна, выполненное в форме по меньшей мере частично полой трубы и содержащее по меньшей мере один балластный резервуар и по меньшей мере одно ребро, выступающее с возможностью увеличения сопротивления движению погружного тела сквозь воду.

37. Погружное тело по п.36, которое имеет вытянутую форму и площадь поперечного сечения более 4 м².

38. Погружное тело по п.36, которое содержит по меньшей мере одну закрытую или закрываемую камеру, с суммарным объемом более 50 м³.

39. Погружное тело по п.36, которое содержит группу балластных резервуаров с отдельной загрузкой балласта.

40. Погружное тело по п.36, в котором труба имеет округлое или круглое поперечное сечение.

41. Погружное тело по п.36, в котором труба имеет прямоугольное поперечное сечение.

42. Погружное тело по п.41, в котором труба имеет квадратное поперечное сечение.

43. Погружное тело по п.36, в котором труба имеет треугольное поперечное сечение.

44. Погружное тело по п.36, в котором по меньшей мере один конец трубы имеет в основном коническую форму.

45. Погружное тело по п.36, в котором по меньшей мере одно ребро установлено с возможностью поворота относительно трубы и противодействия движению погружного тела в воде в одном направлении в большей степени, чем другом направлении.

46. Устройство стабилизации, которое содержит погружное тело по любому из пп.36-45.

47. Способ уменьшения качки плавучего судна, включающий подвешивание ниже ватерлинии и в основном с противоположных бортов судна первого и второго узлов стабилизатора, каждый из которых выполняют по меньшей мере с одним частично полым телом и по меньшей мере с одним балластным резервуаром, причем подвешивание первого и второго узлов стабилизатора осуществляют посредством средств подвешивания, при этом средство подвешивания первого узла стабилизатора соединяют с средством подвешивания второго узла стабилизатора.

48. Способ по п.47, в котором уменьшают качку судна по любому из пп.1-22 или 35.