Судно со значительной полнотой обводов повышенной эффективности, безопасности и мореходности Российский патент 2024 года по МПК B63B1/06 B63B35/14 

Изобретение относится к области судостроения, касается вопроса создания судов со значительной полнотой обводов, повышенной мореходностью, безопасностью и эффективностью эксплуатации.

Известно судно смешанного «река-море» плавания, имеющее судовые обводы корпуса с цилиндрической вставкой и расположенный в корме движительно-рулевой комплекс, коэффициент полноты корпуса судна увеличен до величины 0,93 путем выполнения носовой оконечности «псевдобульбовой» формы и увеличения длины цилиндрической вставки с образованием кормовой оконечности в виде двух полутоннелей для обеспечения подтока жидкости к движительно-рулевому комплексу, который выполнен из двух полноповоротных винто-рулевых колонок, установленных в упомянутых полутоннелях (Патент РФ на полезную модель №137254 от 10.02.2014 г.) - прототип.

Технической проблемой известного судна смешанного «река-море» плавания является его пониженные мореходность, безопасность и эффективность эксплуатации в условиях морского волнения из-за развитого бортового слеминга (значительные по интенсивности удары волн в носовой оконечности), что снижает ходкость, местную и общую прочность корпуса судна, а также увеличивает дополнительное волновое сопротивление, что в совокупности приводит к снижению его скорости движения на волнении и, как следствие, увеличению расхода топлива и времени доставки груза.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение его мореходности, безопасности и эффективности эксплуатации в условиях морского волнения путем сохранения его ходкости, общей и местной прочности корпуса, скорости движения на волнении, снижения расхода топлива и сокращения времени доставки груза, за счет предотвращения бортового слеминга и снижения дополнительного волнового сопротивления.

Технический результат достигается тем, что у судна, содержащего корпус, выполненный с носовой оконечностью, образованной форштевнем, с соединяющимися на нем поверхностями бортов, сопряженными с поверхностью бульбообразной формы по изобретению форштевень имеет угол наклона к вертикали до 45 градусов в корму в диаметральной плоскости на участке S, составляющем до 0,1 длины судна и протяженность поверхностей бортов по высоте Н равной до 1,7 осадки в грузу, а угол примыкания ватерлиний к диаметральной плоскости в надводной части носовой оконечности, составляет от 30 до 90 градусов.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлен боковой вид судна со значительной полнотой обводов повышенной эффективности, безопасности и мореходности, на фиг. 2 - фрагмент корпуса судна со значительной полнотой обводов повышенной эффективности, безопасности и мореходности в виде его носовой оконечности (вид сбоку) и на фиг. 3 - сечение по ватерлиниям в надводной части носовой оконечности корпуса судна со значительной полнотой обводов повышенной эффективности, безопасности и мореходности.

Судно со значительной полнотой обводов повышенной эффективности, безопасности и мореходности содержит корпус 1 (фиг. 1), который выполнен с носовой оконечностью (фиг. 2) образованной форштевнем 3 (фиг. 1) с соединяющимися на нем поверхностями 2 (фиг. 1) бортов, сопряженными с поверхностью 4 (фиг. 1) бульбообразной формы. Форштевень 3 имеет угол наклона к вертикали (фиг. 1) до 45 градусов в корму в диаметральной 5 (фиг. 3) плоскости на участке S (фиг. 2), составляющем до 0,1 длины судна и протяженность поверхностей 2 бортов по высоте Н (фиг. 2) равной до 1,7 осадки в грузу. Угол примыкания ватерлиний 6 (фиг. З) к диаметральной 5 плоскости в надводной части носовой оконечности, составляет от 30 до 90 градусов.

Суда со значительным коэффициентом общей полноты корпуса, который может быть, достигнут, в том числе благодаря увеличению длины цилиндрической вставки и значительной полноте обводов оконечностей имеют приемлемое гидродинамическое сопротивление для эксплуатации на тихой воде, в связи с незначительными скоростями движения. В силу значительного коэффициента общей полноты эти суда имеют в носовой, надводной части либо вертикальный форштевень, либо форштевень с наклоном вперед по направлению движения при значительных площадях бортов носовой оконечности, по форме ватерлиний близкой к цилиндрической. При эксплуатации такого судна на морском волнении возникает значительный бортовой слеминг, который приводит к возникновению значительных местных гидродинамических нагрузок и общих нагрузок в виде дополнительных изгибающих моментов, которые могут суммироваться с изгибающими моментами на тихой воде и волновыми изгибающими моментами, что увеличивает интенсивность нагрузок на корпусные конструкции, повышая риск получения местных повреждений конструкций и потери общей прочности, таким образом, снижая безопасность эксплуатации судна, а также увеличивает дополнительное волновое сопротивление, приводящее к естественной потере скорости движения судна и ухудшению ходкости на волнении. Во избежание повреждений корпусных конструкций и потери общей прочности, судоводители намеренно снижают скорость движения в условиях волнения в соответствии с хорошей морской практикой, это дополнительно приводит к увеличению расхода топлива и времени доставки груза соответственно, а в результате, к снижению эффективности эксплуатации судна.

Выполнение форштевня с углом наклона к вертикали до 45 градусов в корму в диаметральной плоскости на участке S, составляющим до 0,1 длины судна в пределах поверхности бортов с протяженностью по высоте Н, равной до 1,7 осадки в грузу и углами примыкания ватерлиний к диаметральной плоскости в надводной части носовой оконечности, составляющих от 30 градусов до 90 градусов, в совокупности обеспечивает безударный вход корпуса судна в волну путем рассекания волны форштевнем, с плавным характером обтекания масс воды по поверхностям бортов носовой оконечности, что в результате обеспечивает предотвращение бортового слеминга, снижение действующих на корпус гидродинамических нагрузок, снижение дополнительного волнового сопротивления и, как следствие, сохранение ходкости, скорости движения судна, а также снижение расхода топлива и сокращение времени доставки груза.

Эксплуатация предлагаемого судна со значительной полнотой обводов повышенной эффективности, безопасности и мореходности осуществляется следующим образом.

При движении судна в условиях морского волнения, носовая оконечность корпуса 1, включающая форштевень 3 с соединяющимися на нем поверхностями 2 бортов, сопряженными с поверхностью 4 бульбообразной формы, имеющий наклон к вертикали до 45 градусов в корму в диаметральной 5 плоскости и выполненными в надводной части с ватерлиниями 6, угол примыкания которых к диаметральной 5 плоскости носовой оконечности, составляет от 30 до 90 градусов взаимодействует с волной и безударно рассекает ее с наименьшим сопротивлением, после чего рассеченная форштевнем 3 волна плавно обтекает поверхности бортов 2, в направлении кормы, благодаря чему, обеспечивается оптимальное взаимодействие носовой оконечности судна с волной, снижение ударных гидродинамических нагрузок, воздействующих на корпус судна, повышение безопасности его эксплуатации, сохранение ходкости, скорости движения судна, а также снижение дополнительного волнового сопротивления, чем достигается снижение расхода топлива и сокращение времени доставки груза.

Предлагаемое судно со значительной полнотой обводов повышенной эффективности, безопасности и мореходности обеспечивает повышенную эффективность, мореходность и безопасность его эксплуатации в условиях морского волнения благодаря сохранению его ходкости и скорости движения на волнении, снижению расхода топлива, сокращению времени доставки груза, а также сохранению его местной и общей прочности за счет предотвращения бортового слеминга и снижения дополнительного волнового сопротивления, что выгодно отличает его от прототипа.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к судам со значительной полнотой обводов. Судно содержит корпус, выполненный с носовой оконечностью, образованной форштевнем, с соединяющимися на нем поверхностями бортов, сопряженными с поверхностью бульбообразной формы. Форштевень имеет угол наклона к вертикали до 45 градусов в корму в диаметральной плоскости на участке S, составляющем до 0,1 длины судна, и протяженность поверхностей бортов по высоте Н, равной до 1,7 осадки в грузу, а угол примыкания ватерлиний к диаметральной плоскости в надводной части носовой оконечности составляет от 30 до 90 градусов. Достигается повышение мореходности, безопасности и эффективности эксплуатации судна в условиях морского волнения. 3 ил.

Судно, содержащее корпус, выполненный с носовой оконечностью, образованной форштевнем, с соединяющимися на нем поверхностями бортов, сопряженными с поверхностью бульбообразной формы, отличающееся тем, что форштевень имеет угол наклона к вертикали до 45 градусов в корму в диаметральной плоскости на участке S, составляющем до 0,1 длины судна, и протяженность поверхностей бортов по высоте Н, равной до 1,7 осадки в грузу, а угол примыкания ватерлиний к диаметральной плоскости в надводной части носовой оконечности составляет от 30 до 90 градусов.