Судно на подводных крыльях

 

Использование: изобретение относится к судостроению и может быть использовано при проектировании судов на подводных крыльях. Сущность изобретения состоит в том, что судно на подводных крыльях содержит корпус с подъемным крыльевым устройством, включающим в себя разрезное кормовое подводное крыло со стойками, а также оси поворота для каждой половины разрезного кормового крыла, закрепленные на корпусе для разворота каждой половины разрезного кормового крыли при ее подъеме вдоль судна, а носовое подводное крыло выполнено сплошным с концевыми участками по размаху, каждая половина разрезного кормового крыла выполнена в виде скользящего крыла с отрицательной продольной стреловидностью и положительной поперечной V - образностью, а количество его стоек равно двум. Кроме того, концевые участки носового крыла выполнены с отрицательным углом продольной стреловидности и с положительным углом поперечной V - образности, а носовое крыло соединено с корпусом более чем одной стойкой. 1 з.п.ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при проектировании судов на подводных крыльях.

Известно судно на подводных крыльях, содержащее корпус с подъемным крыльевым устройством, включающим в себя разрезное кормовое подводное крыло со стойками, а также оси поворота для каждой половины разрезного кормового крыла, закрепленные на корпусе для подъема каждой половины разрезного кормового крыла, а носовое подводное крыло выполнено сплошным с концевыми участками по размаху /Г.П. Злобин и др. Суда на подводных крыльях и воздушной подушке. Л. Судостроение, 1976, с.103-104, рис. 48/.

Однако такое судно обладает пониженным эксплуатационными качествами из-за увеличения габаритов крыльевого устройства по ширине.

Технический результат от внедрения этого изобретения состоит в повышении эксплуатационных качеств судна на подводных крыльях путем сокращения габаритов его крыльевого устройства по ширине.

Этот технический результат достигается тем, что судно на подводных крыльях содержит корпус с подъемным крыльевым устройством, включающим в себя разрезное кормовое подводное крыло со стойками, а также оси поворота для каждой половины разрезного кормового крыла, закрепленные на корпусе для разворота каждой половины разрезного кормового крыла при ее подъеме вдоль судна, а носовое подводное крыло выполнено сплошным с концевыми участками по размаху, каждая половина разрезного кормового крыла выполнена в виде скользящего крыла с отрицательной продольной стреловидностью и положительной поперечной V образностью, а количество его стоек равно двум.

Кроме того, концевые участки носового крыла выполнены с отрицательным углом продольной стреловидности и с положительным углом поперечной V - образности, а носовое крыло соединено с корпусом более, чем одной стойкой.

На фиг. 1 показана боковая проекция судна на подводных крыльях в месте установки разрезного кормового подводного крыла в рабочем положении; на фиг. 2-тот же боковой вид судна при поднятом в верхнее положение кормовом крыле; на фиг.3 вид сверху на судно на подводных крыльях в месте установки разрезного кормового подводного крыла при его рабочем положении; на фиг. 4 тот же вид при поднятом в верхнее положение разрезном кормовом подводном крыле; на фиг. 5 приведен вид с кормы на судно на подводных крыльях с разрезным кормовым подводным крылом при его рабочем положении; на фиг. 6 тот же вид с кормы на судно при поднятом в верхнее положение разрезном кормовом подводном крыле; на фиг. 7 кормовое подводное крыло, в аксонометрической проекции; на фиг. 8 боковой вид судна на подводных крыльях в месте установки носового подводного крыла в рабочем положении; на фиг. 9 тот же боковой вид судна, но при поднятом в верхнее положение носовом подводном крыле; на фиг. 10 вид снизу на судно в месте установки носового подводного крыла при его рабочем положении; на фиг. 11 тот же вид судна, но при поднятом в верхнее положение носовом подводном крыле; на фиг. 12 вид с носа на судно при рабочем положении носового подводного крыла; на фиг. 13 тот же вид с носа на судно при поднятом в верхнее положение носовом подводном крыле.

К кормовой части корпуса 1 описываемого судна с транцем 2 посредством днищевой стойки 3 и бортовой стойки 4 присоединена одна половина разрезного кормового подводного крыла и плоскостью 5, пересекающей поверхность воды под углом поперечной V образности β_к и относящей от диаметральной плоскости /ДП/ на расстояние L/2, как это видно из фиг. 5. Носовая кромка плоскости 5 имеет внутреннюю точку "а" и наружную точку "в" такие, что проведенная через них условная прямая линия не встречается больше с точками носовой кромки этой плоскости 5, а проекции этой условной линии на основную плоскость /ОП/ располагается по отношению к перпендикуляру к диаметральной плоскости под углом продольной стреловидности χ_к имеющим отрицательное значение, как это показано на фиг. 3. Днищевая стойка 3 и бортовая стойка 4 посредством соосных втулок 6 и 7 шарнирно соединены с кронштейнами 8 и 9, закрепленными на корпусе 1 судна на подводных крыльях. Шарнирные соединения втулок 6 и 7 с кронштейнами 8 и 9 допускают свободу вращения половины разрезного подводного крыла вокруг оси, расположенной под острым углом к диаметральной плоскости. В результате такового поворота условная прямая линия между точками "а" и "в", которая при рабочем положении крыла на фигурах имеет обозначение a_pb_p, займет верхнее положение a_bb_g.

Если корпус 1 препятствует бортовой стойке 4 занять оптимальное положение, в его обводах выполняется специальная ниша 10, как это изображено на фиг.1, 2, 3, 4, и 7.

К носовой части корпуса судна с форштевнем 11 и кринолином 12 посредством килевой стойки 13 и других бортовых стоек 14 присоединена плоскость носового крыла 15, бортовые участки по концам размаха которой пересекают поверхность воды под углом поперечной V образности β_н как это показано на фиг. 12, а в проекции на основную плоскость располагаются под углом продольной стреловидности по носовой кроме χ_н имеющим отрицательное значение, как это видно из фиг. 10. Килевая стойка 13 в верхней части может быть жестко связана с бортовыми стойками 14 посредством кронштейнов 16, как этом видно из фиг. 8 13. Верхние участки бортовых стоек 14 шарнирно связаны с кронштейном 17, конструктивно закрепленном на форштевне 11 таким образом, что носовое крыло имеет свободу вращения вокруг оси, расположенной перпендикулярно к диаметральной плоскости судна.

В рабочем и верхнем положениях кормовые крылья и носовое крыло фиксируются одним из известных устройств /не показано/. Их подъем и опускание выполняется за счет какого-либо силового привода /не показан/.

При проектировании кормового подъемного крыльевого устройства задается рабочее положение скользящего подводного крыла с отрицательным углом продольной стреловидности χ_к и отстоянием от диаметральной плоскости L/2.

Такая геометрия подводного крыла оправдана с позиций гидродинамики, т.к. зависимость изменения производной коэффициента подъемной силы по погружению C^h_у в функции от глубины h_o погружения для крыла, пересекающего поверхность воды, с отрицательной стреловидностью является лучшей из рассмотренных в отношении удовлетворения требованиям эксплуатации судна на подводных крыльях. Такое крыло характеризуется также устойчивым обтеканием в широком диапазоне углов атаки и погружений. Поэтому для элементов крыльевых устройств, пересекающих поверхность воды и обеспечивающих продольную стабилизацию и остойчивость судна, как более рациональная может быть рекомендована отрицательная стреловидность. Затем определяется область приемлемых положений крыла в верхнем положении. Варьируя углом отрицательной продольной стреловидности, отстоянием крыла от диаметральной плоскости и положением поднятого крыла, с учетом рационального расположения стоек, определяется положение оси поворота подводного крыла. Для этого можно условную прямую линию "ab" рассматривать как прямолинейную образующую однополостного гиперболоида вращения, при котором рабочие и верхние положения два из всех возможных. Очевидно, что ось поворота подъемного крыльевого устройства совпадает с продольной осью этого гиперболоида вращения. Она совпадает с линией пересечения плоскостей, проходящих через середины a_pa_b и b_pb_b перпендикулярно к ним.

В этом случае относительно осей, жестко связанных с судном, задаются координаты точек: и, обозначая получают каноническое уравнение осевой линии. Его можно представить выражением: Может также быть решена и обратная задача, т.е. определено верхнее положение подводного крыла по его рабочему положению и оптимальному положению оси поворота. При использовании предлагаемого кормового подъемного крыльевого устройства угол между осью поворота и диаметральной плоскостью судна не может быть ограничен снизу величиной 30^oC.

Например, у изображенного на фиг. 7 судна при угле продольной стреловидности крыла χ -31 угол между осью поворота и диаметральной плоскостью составляет 28,5. Возможность оптимизации в этом случае расширяется также за счет того, что ось поворота располагается не обязательно в плоскости палубы, как у ближайшего аналога, а может пересекать ее под необходимым углом, как это показано на фиг. 1, 2, 5, 6. В этом случае, располагая кронштейн для опоры днищевой стойки за транцем судна, можно найти такое положение кронштейна бортовой стойки на корпусе, при котором обеспечивается оптимальное относительное удлинение подводного крыла, а также устранить неизбежные нагрузки в стойке и механизме поворота вблизи оси поворота за счет увеличения расстояния между опорами днищевой и кормовой стоек.

Применительно к носовому подъемному крыльевому устройству используется возможность обеспечения оптимального сочетания обводов носовой части корпуса 1 судна и распределения углов обратной продольной стреловидности по размаху плоскости 15 для расположения ее в необходимой близости к носовой части корпуса 1 при верхнем положении крыла, как это показано на фиг. 9, 11 и 13.

При швартовке, для защиты носового крыла может быть использован кринолин 12, называемый также носовым транцем, как это видно из тех же фиг.9, 11 и 13. Размеры кринолина в этом случае близки к общепринятым и заметно не влияют на габариты судна.

Ось поворота носового подъемного крыльевого устройства располагается перпендикулярно диаметральной плоскости судна. Килевая стойка 13 может иметь свою шарнирную опору, а может быть конструктивно связана с верхними частями бортовых стоек посредством кронштейнов 16, как это представлено на фиг.8 13. Эти верхние части шарнирно связаны с кронштейном 17, выполняемым на форштевне 11 корпуса 1 так, чтобы в верхнем положении носовое крыло занимало оптимальное положение.

Формула изобретения

1. Судно на подводных крыльях, содержащее корпус с подъемным крыльевым устройством, включающим в себя разрезное кормовое подводное крыло со стойками, а также оси поворота для каждой половины разрезного кормового крыла, закрепленные на корпусе для разворота каждой половины разрезного кормового крыла при ее подъеме вдоль судна, а носовое подводное крыло выполнено сплошным с концевыми участками по размаху, отличающееся тем, что каждая половина разрезного кормового крыла выполнена в виде скользящего крыла с отрицательной продольной стреловидностью и положительной поперечной V-образностью, а количество его стоек равно двум.

2. Судно по п.1, отличающееся тем, что концевые участки носового крыла выполнены с отрицательным углом продольной стреловидности и с положительным углом поперечной V-образности, а носовое крыло соединено с корпусом более, чем одной стойкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12

RH4A - Выдача дубликата патента Российской Федерации на изобретение

Дата выдачи дубликата: 25.04.2008

Наименование лица, которому выдан дубликат:Пудлик Богдан Васильевич (RU), Митаев Игорь Анатольевич (RU)

Извещение опубликовано: 10.06.2008        БИ: 16/2008

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.09.2009

Извещение опубликовано: 10.09.2009        БИ: 25/2009