Стабилизатор положения судна

 

Использование: в судостроении. Сущность изобретения: стабилизатор положения судна содержит выдвижную балку 2, выполненную поворотной, трос 3, который закреплен на стабилизирующем элементе, выполненном в виде шара 4 или парашюта 5. Шар и парашют имеют соответствующую кольцевую камеру, которая заполняется водой под давлением через шланг от насоса. Шар 4 имеет сетку. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к стабилизаторам положения судна.

Известен стабилизатор положения судна, содержащий стабилизирующие элементы, закрепленные на тросах, причем каждый из упомянутых тросов связан с приводом и взаимодействует с выдвижной балкой.

Данный стабилизатор принят за наиболее близкий аналог изобретения. Недостатком известного стабилизатора является то, что он не обеспечивает достаточную эффективность стабилизации судна.

Изобретение направлено на увеличение эффективности стабилизации судна.

Технический результат достигается тем, что в стабилизаторе положения судна, преимущественно без хода, содержащем стабилизирующие элементы, закрепленные на тросах, причем каждый из тросов связан с приводом и взаимодействует с выдвижной балкой, стабилизирующий элемент выполнен в виде гибкой оболочки, снабженной по меньшей мере одной кольцевой камерой, выполненной с возможностью ее заполнения водой под давлением. Кроме того, стабилизирующий элемент выполнен по форме парашюта с закрепленной по его периметру упомянутой кольцевой камерой. Кроме того, стабилизирующий элемент выполнен в форме шара, заполняемого водой, с закрепленной на нем упомянутой кольцевой камерой.

На фиг. 1 изображено расположение стабилизирующих элементов при нахождении судна без хода и при его движении; на фиг.2 вид на судно с торца; на фиг. 3 стабилизирующий элемент, выполненный в форме шара; на фиг.4 стабилизирующий элемент, выполненный по форме парашюта.

Стабилизатор положения судна содержит лебедку 1, выдвижную балку 2, которая выполнена поворотной. Трос 3 закреплен на стабилизирующем элементе, который может выполняться в виде шара 4 или парашюта 5. Шар и парашют имеют кольцевую камеру 6, которая заполняется водой под давлением через шланг 7 от насоса 8. Шланг имеет отвод с вентилем 9. Может быть эквивалентное техническое решение, когда шланг после заполнения камеры 6 пережимается на тросе 3 с одновременным креплением к нему, а остальная часть шланга отсоединяется. Шар 4 может иметь просто отверстие 10, но может быть и управляемый дистанционно вентиль. Шар 4 имеет сетку 11.

Действует стабилизатор следующим образом.

При возникновении необходимости устранить качку поворачивают балку 2 и опускают свернутый стабилизирующий элемент 4 или 5 в воду на малую глубину, чтобы при наблюдении развернуть его в рабочее положение. Далее включают насос 8 и по шлангу 7 заполняют камеру 6. Парашют сразу принимает рабочее положение и может быть опущен на рабочую глубину тросом 3 лебедки 1. Шланг 7 может быть пережат и отсоединен выше пережима. При заполнении камер 6, которых две и расположены они взаимно перпендикулярно, внутри шара 4 создается вакуум и через отверстие 10 вода начинает заполнять его внутреннюю полость. Если стабилизацию осуществляют при движении, то управляемый вентиль обязателен на отверстии 10. Шланг 7 также пережимается и отсоединяется. Стабилизирующие элементы опускаются на рабочую глубину. Рабочей глубиной считается следующая.

Известно, что при шторме волнением охватываются только поверхностные слои массы воды, а на глубине масса воды не имеет вообще никакой подвижки. Допустим, на глубине около 100 м вода не имеет вертикальных перемещений, какой бы не была высота волны на поверхности водоема. Силовая схема представляет поплавок судно и якорное устройство в виде стабилизирующего элемента, причем с саморегулируемым усилием: чем сильнее подъемная сила, воздействующая на поплавок-судно, тем больше величина сопротивления перемещению элемента. Следует учитывать два обстоятельства.

1. Усилие стабилизации возникает при подъеме элемента крепления на судне, т. е. при подъеме балки 2, которая закреплена на судне. При опускании балки с тросом и стабилизирующим элементом 4 или 5 судно, а именно место закрепления троса не испытывает никакого внешнего воздействия.

2. Каждый стабилизирующий элемент 5 или 4 локально воздействует на место его закрепления на судне с помощью троса 3.

На фиг. 1,2 показано симметричное закрепление четырех стабилизирующих элементов по краям судна, причем условно показаны разные выполнения стабилизирующих элементов: на носу в виде шара 4, на корме в виде парашюта 5. Таким образом, при подъеме любой точки крепления вверх стабилизирующий элемент будет стремиться удержать ее с усилием, которое пропорционально квадрату скорости и площади сечения в направлении нормали, которая всегда будет совпадать с направлением троса 3. Однако, стабилизирующее воздействие при использовании шара 4 будет больше, так как кроме указанных факторов силовых, будет еще воздействие от массы воды, которая заключена в полости шара 4. Этот силовой фактор пропорционален ускорению. Все сказанное относится к неподвижному судну, когда оно в результате аварии теряет возможность двигаться и управлять своим положением. Этот случай наиболее сложный и опасный, когда никакие другие стабилизирующие устройства совершенно не оказывают стабилизирующего воздействия. Именно в таком положении возникает высокая вероятность переворота судна со всеми втекающими последствиями, когда судно развернуто вдоль волны и амплитуда бортовой качки ограничивается только благодаря смещению центра тяжести ниже спокойной поверхности воды. Однако при волне 10-15 м центр тяжести оказывается выше поверхности воды для большинства судов и его удержание от переворота носит случайный характер в особенности при совпадении бортовой волны с таким же направлением порыва ветра, что именно так и бывает. При установке стабилизирующих элементов 4 или 5 переворот невозможен. При движении судна трос 3 со стабилизирующими элементами отклоняется от вертикального положения, как показано на фиг.1, за счет возникновения горизонтальной составляющей от динамического воздействия на указанный элемент водной среды. При движении стабилизирующее воздействие возникает как при подъеме, так и при опускании той части судна, где крепится трос 3. Механика стабилизации будет точно такой, как при неподвижном судне, так как в данном случае закономерно может быть применен принцип суперпозиции, т.е. независимого воздействия факторов. Предлагаемый стабилизатор обладает еще одним ценным свойством, он способен активно воздействовать на водную среду даже при неподвижном судне, так как частота воздействия волны очень мала, то для резкого увеличения стабилизирующего воздействия можно периодически включать лебедку 1 и выбирать трос со стабилизирующим элементом 4 и 5. Так как скорость в формуле динамического взаимодействия имеет вторую степень, то возможно заданное усилие стабилизации создать с учетом подъема судна волной. Если параметры возмущающего воздействия водной среды ввести в бортовой компьютер (скорость ветра, амплитуда волны, их направление относительно судна), то такие дополнительные воздействия путем выборки троса и его выдачи при опускании элемента судна можно осуществлять в автоматическом режиме.

Формула изобретения

1. СТАБИЛИЗАТОР ПОЛОЖЕНИЯ СУДНА преимущественно без хода, содержащий стабилизирующие элементы, закрепленные на тросах, причем каждый из упомянутых тросов связан с приводом и взаимодействует с выдвижной балкой, отличающийся тем, что стабилизирующий элемент выполнен в виде гибкой оболочки, снабженной по меньшей мере одной кольцевой камерой, выполненной с возможностью ее заполнения водой под давлением.

2. Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что стабилизирующий элемент выполнен по форме парашюта с закрепленной по его периметру упомянутой кольцевой камерой.

3. Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что стабилизирующий элемент выполнен в форме шара, заполняемого водой, с закрепленной на нем упомянутой кольцевой камерой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4