Судно Советский патент 1993 года по МПК B63H19/02 

Изобретение относится к судостроению, конкретно к судам, оснащенным устройствами, испол ьзующи-ми энергию; морских волн для повышения тяговых характеристик судна. Такие устройства часто называют волновыми движителями крыльевого типа..

Известен волновой движитель, содержащий небалансирное носовое и балансир- ное кормовое крылья, жестко установленные на валах, связанные между собой разноплечными тягами.

Известен волновой движитель, содержащий стойку-держатель, жестко связанную с днищем судна и расположенную под ним, и рабочий орган, выполненный в виде горизонтально расположенного крыла, соединенного с нижней частью стойки с возможностью осуществления угловых колебаний.

Известно судно, снабженное волновыми движителями в виде крыльевых элементов, соединенных с корпусом судна и установленных попарно по его бортам в количестве не менее трех пар. Недостатком

такого движителя является его низкая эффективность из-за неоптимального расстоя- ния между смежными крыльевыми элементами на каждом борту и отстояния их от конструктивной ватерлинии,

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств судна.

Поставленная цель достигается тем, что у судна, содержащего корпус, снабженный крыльевыми волновыми движителями, установленными попарно по его бортам в количестве не менее трех пар, каждый крыльевой движитель установлен ниже конструктивной ватерлинии - на расстоянии от нее (2,0-2,5}Ь, где b - длина хорды крыла движителя, при этом расстояние между смежными крыльями на каждом борту определено из соотношения (8-10)Ь.

Расположение крыльевых движителей на 2,0-2,5 длины хорды крыла ниже конструктивной ватерлинии (КВЛ) является опти- мальным с точки зрения получения наибольшей тяги при движении судна на волнении. Та, известно, что с увеличением заглубления крыла растет до некоторого

(Л

v|

О

ел

Јь х|

значения его коэффициент подъемной силы (Су). Вместе с тем, с увеличением заглубления падает скорость орбитального движения частиц волны, и как следствие, происходит падение тяги крыла. Следовательно, существует определенное заглубление, которое является оптимальным, Оптимальное относительное заглубление крыла определяется абсциссой точки пере- сечения кривых Cy(t.b) и Vqp6(t/b),.H3o6paженных на фиг, 1 в безразмерном виде. Из рассмотрения фиг. 1 видно, что оптимальное заглубление крыла составляет 2,2 длины хорды крыла. С учетом изменения в некоторых пределах осадки судна при различных условиях плавания, целесообразно принимать расположение крыльев на 2,0- 2,5 длины хорды крыла ниже КВЛ. Известно, что при уменьшении расстояния между двумя крыльями происходит падение коэффициента подъемной силы (Су) заднего крыла. Из фиг. 2 видно, что при изменении относительного расстояния между крыльями в пределах 8-10 длин хорды (). Это падение составляет примерно 3%, а при изменении в пределах (5-8) h/b - более 10%, т.е. дальнейшее сближение крыльев становится нецелесообразным. Вместе с тем, хотя при снижение Су происходит более монотонно, отдалять крылья друг от друга становится невыгодным в связи со снижением суммарной эффективности крыльевой системы, поскольку уменьшится количество крыльев в пределах длины судна. Таким образом, оптимальное расстояние между смежными крыльями следует определять из соотношения (8-10)Ь. На фиг. 3 приведены схемы размещения волнового движителя на судне и крыльевого устройства. Здесья - отстояние крыла от КВЛ, I - длина крыла, b - его хорда, h - расстояние между крыльями; 1 - борт судна, 2 - гидро0

5

0

5

0

5

0

цилиндр для выдвижения и уборки крыла заподлицо с бортом, 3 - баллер, 4- крыло, 5 - шайба, На фиг. 4 изображены треугольник скоростей и система сил, действующих на крыло волнового движителя: Y - подъемная сила, R- результирующая гидродинамическая сила, Т - сила, умеряющая. качку (боковая сила), X - сила сопротивления крыла, Р - упор (тяга) крыла, if)- угол дифферента судна, а-угол атаки крыла, V0- скорость движения судна, VB - скорость от волнения и качки, W - результирующая скорость потока/

На фиг. 5 приведены результаты испытаний модели (,04 м, ,47 м, ,14 м) судна-крнтейнеровоза на встречном регулярном волнении в форме зависимости безразмерного дополнительного сопротивления модели ДЯ/у rL от числа Фруда Vg L при ,99. Испытания проводились для трех вариантов состояния корпуса: кривая 1 - голый корпус, 2 - корпус с жестко закрепленными на баллере крыльями, 3 - корпус с упруго закрепленными крыльями, Здесь: у-удельный вес воды, г - высота волны, А - длина волны; L, В, Т - длина, ширина и осадка модели.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Применение предложенного устройства, состоящего из 8-и пар крыльевых волновых движителей, для контейнеровоза со Следующими характеристиками: V 15380 м3, ,8 м, ,6 м, м, ,72, ,61. ;

По результатам расчетов, основанных на экспериментальных исследованиях и теоретических проработках, показано, что годовая экономия топлива при использовании заявленного изобретения составляет 9- 10%,

Формула изобретен и я

Судно, .Содержащее корпус, снабжен ный крыльевыми волновыми движителями,

установленными попарно по его бортам в

количестве не менее трех пар, отличающеес я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств, каждый крыльевой движитель установлен ниже конструктивной ватерлинии на расстоянии от нее (2-2,5) В, где В - длина хорды крыла двигателя, при этом расстояние между смежными крыльями на каждом борту определено из соотношения (8-10)В.

Фиг.4