Быстроходное судно

 

Использование: изобретение относится к области судостроения, в частности, к быстроходным судам, и направлено на повышение пропульсивного качества судов с воздушной каверной на днище. Сущность заключается в том, что в быстроходном судне, содержащем устройство для создания воздушной подушки или каверны гребной винт с обтекателем для предотвращения попадания воздуха в диск гребного винта, установленным вдоль оси вращения этого винта и имеющим клиновидный кормовой участок ватерлинии, упомянутый обтекатель выполнен четырехугольным по форме в сечение его диаметральной плоскостью. Кормовая кромка этого сечения наклонена к основной плоскости под большим углом, чем его носовая кромка, причем у этой кромки участок ватерлинии обтекателя выполнен клиновидным и плавно сопряжен с клиновидным кормовым участком этой ватерлинии обтекателя. При этом обтекатель в кормовой части выполнен с цилиндрическим расширением вдоль линии вала гребного винта и охватывает кормовую часть этого вала, причем перед ступицей гребного винта имеет ширину поперечного сечения, равную диаметру ступицы гребного винта. Кроме того, кормовая часть обтекателя выполнена подвижной относительно оси поворота этой части обтекателя, лежащей в диаметральной плоскости, при этом упомянутая ось поворота ориентирована вертикально или с наклоном к основной плоскости. 2 з. п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области судостроения и предназначено для использования на быстроходных судах с воздушной каверной на днище или с воздушной подушкой.

Известно быстроходное судно, содержащее устройство для создания воздушной подушки или каверны и гребной винт с обтекателем для предотвращения попадания воздуха в диск гребного винта, установленным вдоль оси вращения этого винта и имеющим клиновидный кормовой участок ватерлинии. (см. Белавин Н.И. Экранопланы, Л. Судостроение, 1977, с. 109).

Однако оно обладает недостаточными прупульсивными качествами.

Целью настоящего изобретения является повышение пропульсивных качеств судов с воздушной каверной или подушкой путем выбора рациональной формы обтекателей гребных винтов.

Поставленная цель достигается тем, что обтекатель выполнен четырехугольным по форме в сечении его диаметральной плоскостью, причем кормовая кромка этого сечения наклонена к основной плоскости под большим углом, чем его носовая кромка, участок ватерлинии обтекателя у которой выполнен клиновидным и плавно сопряжен с клиновидным кормовым участком этой ватерлинии обтекателя.

Кроме того, обтекатель в кормовой части может выполнен с цилиндрическим расширением вдоль линии вала гребного винта, охватывающим кормовую часть этого вала и имеющим перед ступицей гребного винта ширину поперечного сечения равную диаметру ступицы гребного винта.

Кроме того, обтекатель может быть выполнен с подвижной кормовой частью относительно лежащей в диаметральной плоскости оси поворота этой части, причем эта ось ориентирована вертикально или с наклоном к основной плоскости.

На фиг. 1 показан боковой вид кормового участка днища быстроходного судна с каверной и обтекающем гребного винта; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вид днища быстроходного судна с каверной и гребными валами; на фиг. 4 то же, с голым корпусом; на фиг. 5 то же, с предлагаемыми обтекателями гребных винтов; на фиг. 6 вид с кормы на быстроходное судно; на фиг. 7 то же при подвижной кормовой части обтекателя.

Быстроходное судно содержит днище 1 и устройство (на чертеже не показано) для создания воздушной подушки или каверны 2 щели 1 с обтекателем 3 для предотвращения попадания воздуха в диск гребного винта 4 обтекатель 3 имеет носовой 4 и кормовой 5 клинообразные части, а также цилиндрическое расширение 6 в районе выхода вала к ступице гребного винта 4. Гребной вал 7 проходит частично внутри обтекателя и через действуд 8. Кормовая часть 5 обтекателя 3 может быть подвижной и устанавливаться внизу колонки 9 подвесного мотора 10. Геометрический эффект обтекателей 3 показан на фиг. 3, 4 и 5.

На фиг. 3 видно, как уменьшается площадь воздушной каверны 2, по сравнению с площадью каверны на голом корпусе (фиг. 4), когда гребные валы не оборудованы обтекателями.

На фиг. 5 показано, что площадь воздушной каверны 2 практически не отличается от ее площади на голом корпусе.

Обтекатель 3 имеет четырехугольную форму на виде сбоку (фиг. 1) при этом кормовая кромка части 5 обтекателя наклонена к основной плоскости (ОП) под большим углом, чем носовая кромка у части 4. Тело обтекателя 3 в горизонтальных плоскостях характерно наличием клиновидными ватерлиниями сопряжения частей 4 и 5 обтекателя. Угол раствора и размеры носового клина части 4 выбираются, исходя из расчетной скорости судна и диаметра гребного вала 7. Ось поворота подвижной части 5 обтекателя 3 вертикальна или наклонена к основной плоскости, а ширина поперечного сечения расширение 6 (перед ступицей гребного винта равна диаметру этой ступицы.

Цилиндрическое расширение 6 обтекателя выбирается в соответствии с диаметром и наклоном гребного вала 4 и пространственной формой обтекателя 3.

Быстроходное судно эксплуатируется следующим образом. Под днищем 1 создается например, каверна 2, а работа гребных винтов 4 обеспечивает скорость движения быстроходного судна.

Предлагаемое устройство обтекателей 3 с расширениями 6 обеспечивает минимальное уменьшение площади воздушной каверны, которое очень велико, когда поверхность воздушной каверны пересекается выступающими частями традиционной формы, поскольку эти выступающие части сильно изменяют поле давлений в потоке. В отличие от кронштейнов гребных валов (фиг. 2), обтекатели 3 предлагаемой формы поля давлений не изменяют, т.к. рассчитываются из условия равенства давления внутри воздушной каверны 2 и на поверхности обтекателей 3, что создает условия, необходимые для сохранения эффекта снижения сопротивления от воздушной каверны 2. Кроме того, за обтекателями возникает, как и на голом корпусе, зона повышенного давления, свободная от воздуха из каверны 2, поэтому гребные винты 4, расположенные в этой зоне, работают без попадания в их диски воздуха.

Формула изобретения

1. Быстроходное судно, содержащее устройство для создания воздушной подушки или каверны и гребной винт с обтекателем для предотвращения попадания воздуха в диск гребного винта, установленным вдоль оси вращения этого винта и имеющим клиновидный кормовой участок ветерлинии, отличающееся тем, что обтекатель выполнен четырехугольным по форме в сечении его диаметральной плоскостью, причем кормовая кромка этого сечения наклонена к основной плоскости под большим углом, чем его носовая кромка, участок ветерлинии обтекателя у которой выполнен клиновидным и плавно сопряжен с клиновидным кормовым участком этой ватерлинии обтекателя.

2. Судно по п.1, отличающееся тем, что обтекатель в кормовой части выполнен с цилиндрическим расширением вдоль линии вала гребного винта, охватывающим кормовую часть этого вала и имеющим перед ступицей гребного винта ширину поперечного сечения, равную диаметру ступицы гребного винта.

3. Судно по п.1, отличающееся тем, что обтекатель выполнен с подвижной кормовой частью относительно лежащей в диаметральной плоскости от оси поворота этой части, причем эта ось ориентирована вертикально или с наклоном к основной плоскости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7