СУДНО С ВОЗДУШНОЙ ПРОСЛОЙКОЙ ПОД ДНИЩЕМ Советский патент 1994 года по МПК B60V1/04 B63B1/38 

Изобретение относится к судостроению и касается конструирования судна с воздушной прослойкой под днищем.

Известно судно с воздушной прослойкой под днищем, содержащее выемку в последнем, которая ограничена носовым реданом, бортовыми килями и кормовой наклонной плоскостью и разделена на отдельные секции продольными килями и расположенными по всей ширине выемки между бортовыми килями поперечными козырьками, причем каждая секция пневматически сообщена с источником воздуха повышенного давления, а бортовые кили, кормовая наклонная плоскость и поперечные козырьки выполнены с нижними кромками.

Однако у такого судна опущенные в воду нижние кромки поперечных козырьков создают значительное сопротивление его движению, ухудшая его эксплуатационные характеристики.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик судна путем снижения гидродинамического сопротивления.

Эта цель достигается тем, что в судно с воздушной прослойкой под днищем, содержащем выемку в последнем, которая ограничена носовым реданом, бортовыми килями и кормовой наклонной плоскостью и разделена на отдельные секции продольными килями и расположенными по всей ширине выемки между бортовыми килями поперечными козырьками, причем каждая секция пневматически сообщена с источником воздуха повышенного давления, а указанные бортовые кили, кормовая наклонная плоскость и поперечные козырьки выполнены с нижними кромками, кормовая наклонная плоскость имеет длину l = 0,16˙ v _c² , а нижние кромки поперечных козырьков, число которых выбрано равным целой части величины 1,56 , не выходят за основную плоскость днища на величину h₁ ≥ h , при этом нижние кромки бортовых килей выходят за эту основную плоскость, а нижние кромки поперечных козырьков и нижняя кромка кормовой наклонной плоскости удалены друг от друга по длине судна в диаметральной плоскости на расстояние l₁ = 0,64˙ v_c^2, причем нижняя кромка поперечного козырька, первого от носового редана, расположена на расстоянии l ₂= 0,4˙ v_c² от последнего где L_в - длина выемки между реданом и нижней кромкой кормовой наклонной плоскости, м;
v_с - эксплуатационная скорость судна, м/с;
h - глубина выемки, м;
h₁ - величина заглубления нижней кромки поперечного козырька в выемку, м.

На фиг. 1 схематически изображено описываемое судно, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, план; на фиг. 3 - то же, поперечное сечение; на фиг. 4 - то же, продольное сечение в районе носового редана с обрывами и укрупненно; на фиг. 5 - то же, продольное сечение судна в районе поперечного козырька с обрывами и укрупненно.

Описываемое судно содержит днище 1 с выемкой, которая ограничена носовым реданом 2, бортовыми килями 3 и кормовой наклонной плоскостью 4. Выемка разделена на отдельные секции 5 продольными килями 6 и расположенными по всей ширине выемки между килями 3 поперечными козырьками 7. Каждая секция 5 пневматически сообщена с источником 8 воздуха повышенного давления. Редан 2, кили 3, плоскость 4 и козырьки выполнены с нижними кромками. Плоскость 4 имеет длину l = 0,16˙ v _c^2.Нижние кромки козырьков 7, число которых выбрано равным целой части величины 1,56, не выходят за основную плоскость днища 1 на величину h₁ ≥ h. При этом нижние кромки килей 3 выходят за эту основную плоскость, а нижние кромки козырьков 7 и нижняя кромка плоскости 4 удалены друг от друга по длине судна в диаметральной плоскости на расстояние l₁ = 0,64˙ v_c². Нижняя кромка козырька 7, первого от редана 2, расположена на расстоянии l₂ = 0,4˙ v_c² от последнего, причем в указанных формулах L_в определяет длину выемки между реданом и нижней кромкой плоскости 4, м; v_с - эксплуатационная скорость судна, м/с; h - глубина выемки, м; h₁ - величина заглубления нижней кромки козырька 7 в выемку, м. Источник 8 сообщен с секциями 5 посредством трубопроводов 9, выходные отверстия "а" которых расположены над козырьками 7 и реданом 2. Кроме того, выходные отверстия "а" могут быть и только над реданами 2.

При движении судна воздух от источника 8 воздуха по системе трубопроводов 9 подается в каждую секцию 5 выемки к редану 2 и поперечным козырькам 7.

Подаваемый воздух удерживается в зоне пониженного давления жидкости, возникающей за реданом 2 и козырьками 7, в результате чего внутри каждой секции 5 образуется система отдельных, следующих друг за другом воздушных прослоек.

За счет подаваемого воздуха длины отдельных воздушных прослоек с течением времени постепенно возрастают, достигая своих предельных значений, равных при эксплуатационной скорости хода расстояниям между нижними кромками козырьков 7. При достижении хвостовыми частями воздушных прослоек нижних кромок козырьков 7 происходит их объединение в единую воздушную прослойку с волновым профилем. В этот момент давление воздуха в единой прослойке возрастает, вследствие чего амплитуда волнового профиля уменьшается и поверхность прослойки (поверхность раздела воздух-вода) отходит от козырьков 7, которые с водой более не соприкасаются.

Если воздух от источника 8 подается только к редану 2, воздушные прослойки за козырьками 7 образуются за счет воздуха, уносимого из первой, созданной за реданом 2 прослойки, который затем удерживается в зонах пониженного давления жидкости, возникающих за козырьками 7. Дальнейший процесс развития воздушных прослоек и их объединения в единую воздушную прослойку с волновым профилем протекает аналогично описанному выше.

В случае, когда требуемый для создания и поддержания единой воздушной прослойки режим движения судна по каким-либо причинам не может быть реализован (например, когда судно не может достичь эксплуатационной скорости хода или когда значения углов крена и дифферента судна превышают допустимые пределы), внутри секций 5 образуются отдельные воздушные прослойки, что позволяет сохранить некоторый выигрыш в величине гидродинамического сопротивления судна.

Снижение гидродинамического сопротивления судна приводит к снижению потребляемой мощности, а значит и расхода топлива двигателей при его неизменной скорости хода, что свидетельствует об улучшении эксплуатационных характеристик судна.

(56) Патент США N 3595191, кл. В 63 В 1/38, 1971.

СУДНО С ВОЗДУШНОЙ ПРОСЛОЙКОЙ ПОД ДНИЩЕМ, содержащее выемку в последнем, которая ограничена носовым реданом, бортовыми килями и кормовой наклонной плоскостью и разделена на отдельные секции продольными килями и расположенными по всей ширине выемки между бортовыми килями поперечными козырьками, причем каждая секция пневматически сообщена с источником воздуха повышенного давления, а указанные бортовые кили, кормовая наклонная плоскость и поперечные козырьки выполнены с нижними кромками, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик судна путем снижения гидродинамического сопротивления, кормовая наклонная плоскость имеет длину l = 0,16˙v_с², а нижние кромки поперечных козырьков, число которых выбрано равным целой части величины 1,56 не выходят за основную плоскость днища на величину h₁ ≥ h , при этом нижние кромки бортовых килей выходят за эту основную плоскость, а нижние кромки поперечных козырьков и нижняя кромка кормовой наклонной плоскости удалены друг от друга по длине судна в диаметральной плоскости на расстояние l₁ = 0,44˙v_с² причем нижняя кромка поперечного козырька, первого от носового редана, расположена на расстоянии l₂ = 0,4˙v_с² от последнего,
где L_в - длина выемки между реданом и нижней кромкой кормовой наклонной плоскости, м;
V_с - эксплуатационная скорость судна, м/с;
h - глубина выемки, м;
h₁ - величина заглубления нижней кромки поперечного козырька в выемку, м.