Устройство для постановки судна на грунт Российский патент 2024 года по МПК B63B3/24 

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано, например, для постановки судна на грунт с последующим осушением с целью осуществления грузовых операций на необорудованных берегах.

Постановка судов на грунт с последующим осушением получила распространение при проведении грузовых операций на необорудованных берегах. Это характерно для устьев рек и районов морей с большими перепадами уровня моря при приливах и отливах. Такие операции являются традиционным способом доставки и вывоза грузов, характерного для небольших населенных пунктов в прибрежных северных районах и на Дальнем Востоке России, где отсутствует развитая береговая инфраструктура. При проведении погрузки-разгрузки непосредственно на грунте корпус может получить повреждения от контакта с грунтом.

Известно устройство для защиты днища судна при его постановке на грунт, содержащее опорные элементы, расположенные симметрично относительно диаметральной плоскости судна и жестко закрепленные на обшивке днища (см. патент РФ № 206393, МПК B63B 3/24, B63B 3/14, дата публикации 08.09.2021 г.).

В качестве ближайшего аналога (прототипа) принято устройство для постановки судна на грунт, содержащее опорные балки и обшивку днища судна, в которой выполнены ниши (см. патент РФ № 2559062, МПК B63B 3/22, B63B 3/24 B63B 3/26, дата публикации 10.08.2015).

Недостатками аналогов являются:

- расположение ребер жесткости (которые дополнительно фиксируют опорные элементы к обшивке днища) по длине судна, в его поперечных плоскостях, жестко привязано к расположению несущих конструкций днища судна;

- жесткое соединение опорных элементов с обшивкой днища подразумевает фиксированную величину зазора между обшивкой днища и нижними поверхностями опорных элементов, на которые опирается судно при постановке на грунт;

- нижние поверхности опорных элементов, на которые опирается судно при постановке на грунт, лежат в общей плоскости, что требует практически плоской, близкой к горизонтальной поверхности дна водоема в месте постановки на грунт, т.е. предполагается первичное предварительное и далее периодическое выравнивание дна водоема в месте стоянки.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка устройства для постановки судна на грунт, которое позволяет сгладить недостатки аналогов и обеспечивает возможность эксплуатации судна во время «сухой» разгрузки на необорудованном берегу.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в расширении области применения за счет следующих факторов:

- конструкция устройства подходит для судов с различными системами набора днища;

- обеспечена возможность изменения условий опирания судна на грунт за счет изменения расположения опорных балок.

Поставленная задача решается тем, что устройство для постановки судна на грунт, содержащее опорные балки и обшивку днища судна, в которой выполнены ниши, отличается тем, что ниши ориентированы симметрично относительно диаметральной плоскости судна и каждая из них выполнена с возможностью размещения в ней соответствующей опорной балки, при котором их центральные продольные оси лежат в плоскости судна, параллельной плоскости мидель-шпангоута, кроме того, внутри корпуса, перпендикулярно основной плоскости судна размещены пары стоек, выполненные с возможностью линейного возвратно-поступательного перемещения с помощью соответствующих приводов, установленных симметрично относительно диаметральной плоскости судна, при этом все приводы и зоны линейного перемещения стоек изолированы от внутренних непроницаемых помещений корпуса, а центральные продольные оси у каждой пары стоек и центральные продольные оси соответствующих ниши и опорной балки лежат в плоскости судна, параллельной плоскости мидель-шпангоута, кроме того, свободные концы стоек пропущены через верхние стенки ниш и шарнирно соединены с соответствующими опорными балками, при этом ось каждого шарнира выполнена цилиндрической формы, ориентирована параллельно диаметральной плоскости судна, лежит в плоскости, параллельной основной плоскости судна, причем максимальный размер поперечного сечения сквозного отверстия втулки больше диаметра пропущенной через него оси шарнира.

Кроме того, ниши в обшивке днища выполнены на всю ширину днища.

Кроме того, размеры и форма ниши соответствуют размерам и форме размещаемой в ней опорной балки.

Кроме того, поперечное сечение опорной балки выполнено симметричной формы.

Кроме того, при размещении опорной балки в соответствующей нише нижняя поверхность указанной опорной балки с обшивкой днища образуют единый профиль корпуса судна.

Кроме того, стойки установлены у бортов судна и шарнирно соединены с концами опорных балок.

Кроме того, у каждой оси шарнира ее ось симметрии пересекает центральную продольную ось соответствующей стойки.

Кроме того, контур поперечного сечения сквозного отверстия втулки выполнен в виде параллельных отрезков, расстояние между которыми соответствует диаметру пропущенной через сквозное отверстие оси шарнира и концы которых соединены дугами, радиус которых соответствует радиусу пропущенной через сквозное отверстие оси шарнира.

Сопоставительный анализ признаков заявляемого изобретения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения обеспечивают решение следующих функциональных задач.

Ориентация ниш обуславливает и ориентацию размещенных в ней опорных балок.

Возможность размещения в каждой нише опорной балки при соответствии их размеров и форм и таким образом, чтобы нижняя поверхность указанной опорной балки с обшивкой днища судна образовали единый профиль корпуса судна, обеспечивает эффективную обтекаемость корпуса судна при его движении.

Ориентация ниш, опорных балок и стоек относительно друг друга и корпуса судна обуславливает более равномерную передачу нагрузок от судна через стойки и опорные балки на грунт при обеспечении корректной работы шарниров.

Возможность линейного возвратно-поступательного перемещения стоек в сочетании с шарнирным соединением (описанной конструкции и ориентации) их свободных концов (пропущенных через верхние стенки соответствующих ниш) с соответствующими опорными балками позволяет за счет изменения свободной длины пары стоек автономно менять положение каждой опорной балки и как следствие условия ее прилегания к грунту.

Изоляция приводов и зон линейного перемещения стоек от внутренних непроницаемых помещений корпуса обеспечивает непотопляемость корпуса судна.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые чертежи:

на фиг.1 изображен упрощенный поперечный разрез судна с заявляемым устройством по плоскости, проходящей через центральные продольные оси стоек:

а – когда судно на плаву;

б – в процессе постановки судна на грунт;

на фиг.2 изображен боковой вид судна с заявляемым устройством:

а – когда судно на плаву;

б – в процессе постановки судна на грунт;

на фиг.3 приведен пример расположения опорных балок на неровной поверхности дна водоема, штриховыми линиями обозначено положение центральных продольных осей опорных балок, при котором они ориентированы параллельно центральным продольным осям ниш;

на фиг.4 схематично показан узел шарнирного соединения стойки и опорной балки:

а – вид в плоскости, параллельной плоскости мидель-шпангоута (ПМШ);

б – сечение по центральной продольной оси стойки плоскостью, параллельной диаметральной плоскости (ДП).

На чертежах показаны опорные балки 1, обшивка 2 днища судна с нишами 3, центральные продольные оси 4 и 5 опорных балок 1 и ниш 3 соответственно, корпус 6 судна, стойки 7, приводы 8, зоны 9 линейного перемещения стоек 7, центральные продольные оси 10 стоек 7, шарниры 11 и их оси 12, сквозные отверстия 13 во втулках 14 шарниров 11, грунт 15 дна водоема.

На чертежах дополнительно обозначены:

ДП – диаметральная плоскость судна;

ПМШ – плоскость мидель-шпангоута;

ОП – основная плоскость судна;

G – направление ускорения свободного падения;

А, Б – обозначения для указания направления перемещения стоек;

L – свободная длина стоек;

В_max – максимальный размер поперечного сечения сквозного отверстия втулки.

Судно содержит корпус 6 и обшивку 2 днища, в которой выполнены ниши 3 на всю ширину днища.

Ниши 3 ориентированы симметрично относительно диаметральной плоскости судна (ДП, ориентирована в осях х и z) и каждая из них выполнена с возможностью размещения в ней соответствующей опорной балки 1 с поперечным сечением симметричной формы (при соответствии их размеров и форм).

При размещении опорной балки 1 в соответствующей нише 3 нижняя поверхность указанной опорной балки 1 с обшивкой 2 днища образуют единый профиль корпуса 6 судна (см. фиг.1а и 2а), а центральные продольные оси 5 и 4 ниш 3 и опорных балок 1 ориентированы вдоль оси у и лежат в плоскости судна, параллельной плоскости мидель-шпангоута (ПМШ, ориентирована в осях у и z).

Внутри корпуса 6 перпендикулярно основной плоскости судна (ОП, ориентирована в осях х и у) размещены пары стоек 7, выполненные с возможностью линейного возвратно-поступательного перемещения (вдоль оси z в направлении от А к Б и от Б к А) с помощью соответствующих приводов 8, установленных симметрично относительно ДП, при этом все приводы 8 и зоны 9 линейного перемещения стоек 7 изолированы от внутренних непроницаемых помещений корпуса (на чертежах не показаны).

В случае установки стоек 7 у бортов судна их шарнирно соединяют с концами соответствующих опорных балок 1.

Центральные продольные оси 10 у каждой пары стоек 7 и центральные продольные оси 5 и 4 соответствующих ниши 3 и опорной балки 1 лежат в плоскости судна, параллельной ПМШ.

Свободные концы стоек 7 пропущены через верхние стенки ниш 3 и соединены с соответствующими опорными балками 1 посредством шарниров 11.

Ось 12 каждого шарнира 11 выполнена цилиндрической формы, ориентирована параллельно ДП, лежит в плоскости, параллельной ОП и пропущена через сквозное отверстие 13 соответствующей втулки 14, а ее ось симметрии (на чертежах не обозначена) пересекает центральную продольную ось 10 соответствующей стойки 7.

Контур поперечного сечения сквозного отверстия 13 втулки 14 выполнен в виде параллельных отрезков, расстояние между которыми соответствует диаметру пропущенной через сквозное отверстие 13 оси 12 шарнира 11 и концы которых соединены дугами, радиус которых соответствует радиусу пропущенной через сквозное отверстие 13 оси 12 шарнира 11, а максимальный размер В_max поперечного сечения сквозного отверстия 13 втулки 14 больше диаметра пропущенной через него 12 шарнира 11.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Когда судно находится на плаву, все опорные балки 1 размещены в соответствующих нишах 3 с образованием единого профиля корпуса 6 судна, свободная длина L стоек 7 имеет минимальное значение и для каждой пары стоек 7 оси симметрии (на чертежах не обозначены) осей 12 шарниров 11 лежат в общей плоскости, параллельной ОП (см. фиг.1а и 2а).

Для постановки на грунт судно фиксируют якорями над местом установки.

Далее стойки 7 с помощью приводов 8 выдвигают в направлении от А к Б до тех пор, пока нижние поверхности опорных балок 1 по всей их длине не коснутся (непрерывно или точечно) грунта 15 дна водоема (см. фиг.1б и 2б).

При перепаде высот между концами опорной балки 1 сопряженные с ней стойки 7 выдвигают на различную длину L (см. фиг.1а), а поворот опорной балки 1 относительно стоек 7 обеспечивают шарнирами 11 (см. фиг.1а, 3 и 4).

Для снятия судна с грунта стойки 7 с помощью приводов 8 задвигают в направлении от Б к А до тех пор, пока все опорные балки 1 не будут размещены в соответствующих нишах 3 с образованием единого профиля корпуса 6 судна.

Количество и прочность стоек и опорных балок, а также их расположение по длине судна рассчитывают по общепринятым методикам таким образом, чтобы они могли выдержать вес нагруженного судна.

Характеристики шарниров, включая размеры поперечных сечений сквозных отверстий во втулках, определяют известным образом для каждой пары стоек с учетом диапазонов их свободных длин и соответствующих углов поворота сопряженной с ними опорной балки.

Учитывая вышесказанное можно сделать вывод, что заявляемое устройство обеспечивает возможность установки судна на грунт в заданном положении – горизонтально или с определенными креном и дифферентом без предварительного выравнивания дна водоема.

Изобретение относится к судостроению. Устройство для постановки судна на грунт содержит опорные балки и обшивку днища судна с нишами. Ниши ориентированы симметрично относительно диаметральной плоскости судна и выполнены с возможностью размещения в них соответствующей опорной балки, при котором их центральные продольные оси лежат в плоскости судна, параллельной плоскости мидель-шпангоута. Внутри корпуса, перпендикулярно основной плоскости судна размещены пары стоек с возможностью линейного возвратно-поступательного перемещения с помощью приводов, симметрично установленных относительно диаметральной плоскости судна. Все приводы и зоны линейного перемещения стоек изолированы от внутренних непроницаемых помещений корпуса. Свободные концы стоек пропущены через верхние стенки ниш и шарнирно соединены с опорными балками. Ось каждого шарнира выполнена цилиндрической, ориентирована параллельно диаметральной плоскости судна и лежит в плоскости, параллельной основной плоскости судна. Максимальный размер поперечного сечения сквозного отверстия втулки больше диаметра пропущенной через него оси шарнира. Достигается возможность применения устройства для судов с различными системами набора днища, обеспечение возможности изменения условий опирания судна на грунт. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для постановки судна на грунт, содержащее опорные балки и обшивку днища судна, в которой выполнены ниши, отличающееся тем, что ниши ориентированы симметрично относительно диаметральной плоскости судна и каждая из них выполнена с возможностью размещения в ней соответствующей опорной балки, при котором их центральные продольные оси лежат в плоскости судна, параллельной плоскости мидель-шпангоута, кроме того, внутри корпуса, перпендикулярно основной плоскости судна размещены пары стоек, выполненные с возможностью линейного возвратно-поступательного перемещения с помощью соответствующих приводов, установленных симметрично относительно диаметральной плоскости судна, при этом все приводы и зоны линейного перемещения стоек изолированы от внутренних непроницаемых помещений корпуса, а центральные продольные оси у каждой пары стоек и центральные продольные оси соответствующих ниши и опорной балки лежат в плоскости судна, параллельной плоскости мидель-шпангоута, кроме того, свободные концы стоек пропущены через верхние стенки ниш и шарнирно соединены с соответствующими опорными балками, при этом ось каждого шарнира выполнена цилиндрической формы, ориентирована параллельно диаметральной плоскости судна, лежит в плоскости, параллельной основной плоскости судна, причем максимальный размер поперечного сечения сквозного отверстия втулки больше диаметра пропущенной через него оси шарнира.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ниши в обшивке днища выполнены на всю ширину днища.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что размеры и форма ниши соответствуют размерам и форме размещаемой в ней опорной балки.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поперечное сечение опорной балки выполнено симметричной формы.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при размещении опорной балки в соответствующей нише нижняя поверхность указанной опорной балки с обшивкой днища образуют единый профиль корпуса судна.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стойки установлены у бортов судна и шарнирно соединены с концами опорных балок.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что у каждой оси шарнира ее ось симметрии пересекает центральную продольную ось соответствующей стойки.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контур поперечного сечения сквозного отверстия втулки выполнен в виде параллельных отрезков, расстояние между которыми соответствует диаметру пропущенной через сквозное отверстие оси шарнира и концы которых соединены дугами, радиус которых соответствует радиусу пропущенной через сквозное отверстие оси шарнира.