ДВУХБУЛЬБОВАЯ НОСОВАЯ ОКОНЕЧНОСТБ СУДНА Советский патент 1973 года по МПК B63B1/40 

1

Изобретение относится к прикладной гидродинамике, а именно « корпусам надводных водоизмещающих судов, и предназначено для уменьшения сопротивления воды движению судов при эксплуатации в различных состояниях загрузки путем применения носовых бульбов. Форму и размеры бульбов выбирают так, чтобы Обеспечить уменьшение сопротивления в одном из состояний загрузки: при полной нагрузке или при наименьшей эксплуатационной осадке (в балласте).

Известна носовая бульбовая оконечность, состояш;ая из основного обычного бульба, выбранного из условия преимушественного сниженИЯ сопротивления при ходе в балласте, и дополнительного верхнего бульба, усиливаюш.его действие основного бульба в полном грузу. Однако увеличение объема нижнего бульба для повышения его эффективности в полном грузу приводит к ухудшению его действия при ходе в балласте и к потере скорости хода на режимах неполного использования мощности судового двигателя (т. е. на эксплуатационных скоростях хода). Кроме того, эффективность этой конструкции при осадке в полном грузу недостаточна, так как размеры и OipneHтация верхнего дополнительного бульба не являются оптимальными и не обеспечивают необходимой нейтрализации носовых волн.

Цель изобретения- повышение эффективности при минимальной (Гмин) и максимальной (7макс) осадках судна в широком диапазоне скоростей хода и коэффициентов общей полноты (6 0,60-0,80).

Эта цель достигается тем, что верхняя бульбовая наделка расположена между ватерлиниями при Гмакс и Гмпн и плавно лереходит в рецесс, сопрягаемый с нижней бульбовой наделкой, расположенной между основной линией и ватерлинией, соответствующей приблизительно 0,5 Гмин.

Для повышения жесткости конструкции судна в передней части рецесса в диаме-лральной

плоскости установлены нижняя и верхняя бульбовые наделки, связанные профилированной стойкой.

На фиг. 1 показано сечение нулевого шпангоута теоретического чертежа носовой оконечности судна; на фиг. 2-диаметраль теоретического чертежа носовой оконечности; на фиг. 3 - полуширота носовой оконечности.

Нулевой шпангоут верхней наделки 1 (см. фиг. 1) состоит из двух элементов клиновидной формы, имеющих общее основание 2. Вершина верхнего клина 3 располагается в интервале hi от грузовой ватерлинии (ГВЛ) до максимального подъема h носовой волны, который определяется по формуле ,4 ,

где L - длина корпуса между перпендикулярами. Боковые кромки верхнего клина 3 наклонены к диаметральной плоскости (ДП) под углом 15-20°. Максимальная ширина верхней части наделки у, (отрезок между точками 4 и 5) находится под ГВЛ на расстоянии hz,5 которое для предпочтительного варианта определяется по формуле ,96-0,4; где б- коэффициент общей полноты судна между перпендикулярами. Величина у, для предпочтительного варианта определяется по формулеЮ у,1, 0,6-0,9(%). Нижний клин 6 замыкается на ба51ластной вате|рлинии в точке 7. Рассмотренная скелетная форма вписывается в лекальный контур 2-5-7 с плавным завершеJlt;i CitlOn.Dljn iVWn 1 V |J Л-t-Jt IlilCl.UiJ.JJliYi OU. LViJ-lV, нием кромок в точках 2 и 8. Высота нулевого 5 шпангоута нижней наделки 9 (отрезок 10-11) составляет 0,4-0,6 величины осадки в балласте (Тб) (или наименьшей эксплуатационной осадки) Максимальная ордината нижней части наделки у, (отрезок 12-13) для предпо- 20 чтительного варианта определяется по форму„,, , -0,6-0,8%. Отстояние максимальной ординаты уп от основной плоскости (отрезок 11-12) составляет 0,2-0,4) Гг.25 Верхняя даделка 1 в продольном направлеНИИ (см. фиг. 2) ориентирована вдоль наклонной линии, составляющей с горизонтом угол V, пропорциональный коэффициенту общей полноты судна 6, согласно формуле для пред- зо почтительного варианта V 455-21. При этом наклонная линия проходит через точку 4 на уровне ватерлинии, содержащей максимальную ординату верхней части наделки. Носовая и кормовая точки 14 и 15 диаметральной про- 35 екции верхней части наделки находятся от нулевого шпангоута на расстояниях 1 и 4 соответственно. Величина /i выбирается предельно допустимой по конструктивным и эксплуатационным соображениям и для предпочтитель- 40 ного варианта не превышает 4%L. Величина /2 зависит от полноты судна и величины 1 и для предпочтительного варианта определяется по формуле /2 (13-15,56)/. На границе с областью рецесса 16 контур 45 верхней части наделки плавно пе(реходит в контур рецесса, образуя лекальную кривую 14--17, причем точка 17 лежит на ватерлинии, отстояние которой от основной плоскости составляет (0,7-0,8) Т 650 Верхняя «ромка нижней наделки плавно переходит в контур выреза рецесса 16, образуя лекальную кривую 18-17. Продольная ось нижней наделки 9 параллельна основной плоскости. Нижняя кромка нижней части наделки 55 19 может быть опущена ниже основной плоскости и для предпочтительного варианта лежит в этой плоскости. Вынос нижней части наделки за форштевень исходной формы обводов /3 (отрезок 18- 60 20) не превышает величины выноса верхней части наделки. Верхняя и нижняя часть объема наделки соединены прочными связями в виде кницы 21 или профилированной стойки 22.65 Ватерлинии предлагаемой формы обводов (см. фиг. 3) состоят из эллиптической носовой части 23 и линии 24 сопряжения, которая плавно переходит в исходный корпус в точке 25. Снижение солротивления судна при движении в полном лрузу достигается благодаря тому, что верхняя наделка нейтрализует вклад ватерлиний, расположенных выше ватерлинии в балласте, в образование носовой системы поперечных волн. При этом, учитывая экспоненциальный характер убывания волновых возмушений по осадке, вкладом нижних ватеррлиний можно практически пренебречь, , «« бенно при умеренных скоростях судна (,25). Следовательно, наделка, располо «нная вблизи свободной поверхности вдоль осадка, по эффективности практически уступает известным наделкам, объем которых рагаределен вдоль всей осадки. Наклон Р ориентирует ее под углом атаки к набегающему потоку, способствуя увеличению области разрежения. Благодаря удается уменьшить объем и продольные размеры наделки. При движении судна в балластных условиях загрузки часть эффекта снижения сопротивления обеспечивается верхней наделкой, так как волновые возмущения в пределах подъема носовой волны в балласте, распределяясь вдоль контура наделки, образуют очень незначительную равнодействующую в горизонтальном направлении. Кроме того, нижняя кромка верхней наделки, разделяя набегающий поток, устраняет причину турбулентного разрушения волн на форштевне, уменьшая вертикальную составляющую вызванных скоростей в набегающем потоке. ЭтОлМу влиянию сопутствует уменьшение сопротивления формы. Нижняя наделка оказывает дополнительное спрямляющее действие на линии тока, которое составляет до 50% общего выигрыша, обеспечиваемого при наименьшей эксплуатационной осадке. В таблице приведены величины относительного изменения скорости в полном грузу в балласте, полученные по результатам испытаний моделей судна, имеющего 6 0,74. Среднее увеличение скорости хода при плавании судна в различных состояниях загрузки (,187-0,198). Носовая оконечность судна представлена в вух вариантах исполнения: наделка в полом объеме и верхняя часть наделки. По равнению с исходным безбульбовым варианом формы обводов корпуса вариант обводов О предлагаемому изобретению имеет существенное нреимущество в рассматриваемых крайних условиях загрузки. Кроме того, к преимуществам наделки относятся: относительно небольшие размеры и вес, применимость для проектируемых и для модернизируемых судов, отсутствие помех для спуска и подъема якорей.

Предмет изобретения

I. Двухбульбовая носовая оконечность судна, содержащая нижнюю бульбовую наделку, уменьшающую волнообразование лри балластном режиме плавания и верхнюю бульбовую наделку, которая в сочетании с нижней бульбовой наделкой уменьщает волнообразование при плавании судна в груженом состоянии.

отличающаяся тем, что, с целью повыщения эффективности при минимальной (Гмип) и максимальной (Гмако) осадках судна в широком диапазоне скоростей хода и коэффициентов общей .полноты 6 0,60-0,80), верхняя бульбовая наделка расположена между ватерлиниями при Гмакс и Гмпн И плавно переходит в рецесс, сопрягаемый с нижней бульбовой наделкой, расположенной между основной линией и ватерлинией, соответствующей .приблизительно 0,5 Гмип.

2. Оконечность судна по п. 1, отличаю щая с я тем, что, с целью повыщения ее жесткости, нижняя и верхняя бульбовые наделки связаны профилированной стойкой, расположенной в передней части рецесса в диаметральной плоскости судна.

ЛЛ

Фи.

ГВЦ

шп

Фиг.З