Способ снижения гидродинамического сопротивления корпуса судна

 

Изобретение относится к судостроению и касается технологии снижения гидродинамического сопротивления корпусов судов. Способ снижения гидродинамического корпуса судна заключается в образовании в подводной носовой части судна расчетной формы, например бульбообразной. Расчетную форму при этом образуют из цилиндров в выеме передней части, образующая которых соответствует расчетной форме по кромкам цилиндров. Целесообразно выем выполнять сужающимся по мере удаления от носовой части и соединять его канал с поверхностью корпуса судна. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств судна. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к снижению волнового сопротивления корпуса скоростного судна, преимущественно военного назначения, а также снижению трения боковых поверхностей корпуса судна о водную среду. Техническое решение может быть использовано для надводных судов и подводных лодок.

Известно, что судно при любой скорости движения создает волны, на образование которых уходит до 75% мощности судна ("Элементарный учебник физики" под редакцией Ландсберга, том 1, стр. 409-410).

Волны обусловлены формой корпуса и для снижения волнообразования используют бульбообразную форму подводной части у передней оконечности судна. Кроме этого, относительная скорость поверхности корпуса (боковой и передней части) имеет разность скоростей относительного перемещения, которая равна скорости судна, если поверхность соосна направлению движения. Относительная скорость резко возрастает, когда поверхность корпуса расположена перпендикулярно движению или под углом к направлению движения, что и имеет место при бульбообразной форме носовой части. Поверхность корпуса судна образована металлическими листами, которые при любой обработке будут иметь повышенный коэффициент трения с водной массой при максимальной относительной скорости, равной скорости судна.

Целью технического решения является устранение или, по крайней мере, снижения гидродинамического сопротивления.

Технический результат достигается тем, что бульбообразную форму подводной части судна образуют из цилиндров в выеме передней носовой части судна, а передние кромки цилиндров образуют расчетную форму по образующей, при этом выем выполняют сужающимся по мере удаления от носовой части и соединяют сужающуюся часть выема каналами с поверхностью корпуса.

Пояснения к техническому решению: 1. Цилиндрами можно образовать любую расчетную форму по образующей, которая наиболее приемлема для данной скорости и среде перемещения; средой перемещения может быть и воздушная среда, и различные жидкие среды приборов, например расходомеров.

2. Будут наблюдаться следующие физические процессы при взаимодействии набегающего водного потока (далее рассматривается только относительно водной среды, но выводы и сами процессы будут полностью соответствовать перемещению и в воздушной среде).

Будет наблюдаться перетек водной среды с кромки с более высоким уровнем на более низкий уровень по направлению действия набегающего потока водной массы. Образующая при движении будет "гладкой", т.е. не иметь ступенек, т.к. процесс перетекания будет непрерывным. Тогда трение набегающего потока водной массы будет взаимодействовать с водной поверхностью. Это резко снизит трение и, следовательно, гидродинамическое сопротивление движению судна.

Причем скорость стекающего водного потока будет близка к скорости набегающего водного потока, что также приведет к снижению гидродинамического сопротивления. Эта скорость будет наблюдаться и даже на поверхности, которая перпендикулярна движению судна.

3. Выем, в котором размещены цилиндры, образует гидроусилитель и давление на входе каждого канала будет больше, чем на входе в выем. Это обстоятельство позволит получить на выходе из каждого канала скорость большую, чем на входе в выем (цилиндр). Это придаст и реактивную составляющую движению судна и снизит трение, т.к. будет осуществляться взаимодействие между слоями водной среды: неподвижная - окружающая водная среда, подвижная от перетекания водного потока из цилиндров и водного потока из каналов после выема, причем водные потоки будут близки по своей скорости и противоположно направлены, что также приведет к резкому снижению трения и, следовательно, гидродинамического сопротивления. Каналы можно вывести на поверхность корпуса по всей поверхности его, а боковые поверхности можно образовать параллельными плоскостями, т. к. цилиндры полностью компенсируют кромками цилиндров любую наперед заданную форму носовой части судна.

Таким образом, достигаются все поставленные цели, а именно: - образование любой расчетной поверхности носовой части объекта, - снижение трения самой носовой части объекта о среду перемещения, - снижение трения боковых поверхностей объекта за счет вывода среды перемещения на поверхность объекта, - получение дополнительной реактивной силы от среды, которая выходит из каналов.

Формула изобретения

1. Способ снижения гидродинамического сопротивления корпуса судна, включающий образование в подводной носовой части судна расчетной формы, например бульбообразной, отличающийся тем, что расчетную форму образуют из цилиндров в выеме передней части, образующая которых соответствует расчетной форме по кромкам цилиндров.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выем выполняют сужающимся по мере удаления от носовой части и соединяют его канал с поверхностью корпуса судна.