Корпус быстроходного судна

 

Изобретение относится к судостроению и касается создания обводов корпуса быстроходного судна с воздушной каверной в днище. Корпус судна имеет днище с бортовыми скулами и вставкой, расположенной перед срывообразующей кромкой днищевого редана. Корпус также содержит бортовые скеги со срывообразующими кромками. Корпус судна выполнен с зареданной выемкой под его днищем. Выемка ограничена реданом, скегами и нижней кромкой транца. В зареданной выемке между скегами за реданом установлена наклонная килеватая наделка без срывообразующей кромки в ее кормовой части. Наделка переходит со сломом, но без уступа в свод выемки с углом килеватости в носовой части. Этот угол отличается от угла килеватости на редане не более чем на 5^o в большую или меньшую сторону. В кормовой части наделка в районе ее притыкания к своду выемки имеет килеватость, угол которой находится в пределах 0 - 10^o. Длина наделки не превышает величины 0,8 от длины выемки. Высота скегов и высота редана от наделки имеет величину не менее 0,015 от величины расстояния между скулами левого и правого борта в районе начала редана. На носовой части наделки может быть установлен распределитель воздуха, ограниченный носовым реданом и бортовыми скегами. Распределитель имеет килеватое днище и кормовую стенку, снабженные отверстиями. Угол килеватости распределителя отличается от угла килеватости на редане не более чем на 5^o в большую или меньшую сторону. Высота редана от поверхности распределителя равна не менее 0,007 от расстояния между скулами в районе начала редана. Технический результат состоит в повышении эксплуатационных качеств судна. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к проектированию обводов корпуса быстроходного судна с воздушной каверной на днище.

Известны суда и корабли глиссирующего типа, содержащие корпус с бортовыми скулами, под днищем которого выемка для воздушной каверны ограничена поперечным реданом, бортовыми скегами и нижней кромкой транца. Корпус судна перед реданом выполнен с цилиндрической или винтообразной (с малым углом расхождения образующей) вставкой.

Например, обводы корпуса быстроходного судна по патенту Российской Федерации 2047534 В 63 В 1/38, принятого за прототип, формируются, как указано выше, и вставка перед реданом выполнена цилиндрической или с углом расхождения ее образующей, доходящим до 5^o, при этом длина вставки составляет 0,01-0,1 длины корпуса судна, точка пересечения нижней кромки транца с диаметральной плоскостью корпуса судна удалена от его основной плоскости на расстояние, не превышающее по своей величине 1,2 высоты бортовой скулы над основной плоскостью в районе начала днищевого редана..., при этом ширина зареданной выемки в плоскостях шпангоутов, проходящих по днищевому редану и бортовым скегам, не превышает ее величину в плоскости транца.

Однако такое судно имеет недостаточные мореходные качества на волнении, т.к. при оголении редана и последующем погружении корпуса в волну происходит соударение с днищевой выемкой, что вызывает пиковую перегрузку и торможение судна.

Целью предлагаемого изобретения является создание корпуса быстроходного судна с воздушной каверной на днище, имеющего повышенные мореходные качества при обеспечении динамической прочности, усталостной долговечности и простоты конструкции. Указанная цель достигается тем, что: 1. Между скегами за реданом, ограничивающим спереди выемку в днище для воздушной каверны, устанавливается наклонная килеватая наделка, без срывообразующей кромки в ее кормовой части. Угол килеватости наделки переменный по длине, т.е. наделка не цилиндрическая. Угол поперечной килеватости наделки в носовой части β_нн имеет значение, отличающееся от угла килеватости на редане β_р не больше, чем на 5^o в большую или меньшую сторону, а кормовая часть наделки, в месте ее перехода (со сломом, но без уступа) в свод выемки, выполнена с углом поперечной килеватости βкн изменяющимся в диапазоне от 0^o до 10^o. Длина наделки не превышает значения 0,8L_p, где L_p - длина зареданной выемки.

Наличие наделки с приведенными геометрическими параметрами смягчает удары волн в корпус в районе выемки и способствует быстрому восстановлению воздушной каверны, т.к. объем выемки уменьшен самой наделкой.

2. Высота скегов H_c от их нижней срывообразующей кромки до наделки в любом месте по длине имеет величину не менее 0.015 B_c, где B_c - расстояние между бортовыми скулами левого и правого борта в районе начала редана. Это позволяет избежать утечки воздуха из каверны и минимизировать объем выемки для быстрого восстановления воздушной каверны в случае ее замыва водой.

3. Высота редана H_p от его срывообразующей кромки до поверхности наделки также имеет высоту не меньше чем 0,015 от величины расстояния между бортовыми скулами левого и правого борта в районе начала редана.

4. Для обеспечения равномерного распределения подаваемого в каверну воздуха на переднюю часть наделки установлен распределитель воздуха, имеющий сочленение своими передней и боковыми стенками с реданом и бортовыми скегами, а также имеющий кормовую стенку и килеватую днищевую поверхность. Отверстия для подачи воздуха в каверну на распределителе воздуха размещены на днищевой поверхности и на кормовой стенке. В этом случае восстановление каверны после ее замыва волной происходит еще быстрее.

Угол поперечной килеватости βрв распределителя воздуха имеет значение, отличающееся от угла килеватости на редане βр не больше, чем на 5^o в большую или меньшую сторону, и высота редана H_рв от кромки редана по поверхности распределителя воздуха имеет величину не менее 0,007 от величины расстояния между бортовыми скулами левого и правого борта в районе начала редана.

Установка наклонной килеватой наделки и распределителя воздуха с описанными выше характеристиками в передней части выемки в днище для воздушной каверны является отличительным признаком от наиболее близкого аналога - корпуса судна по патенту РФ 2047534 В 63 В 1/38.

Сущность изобретения поясняется фигурами.

На фиг. 1 представлена аксонометрическая проекция корпуса судна в перевернутом положении.

На фиг.2 - продольное сечение корпуса судна.

На фиг. 3 - аксонометрическая проекция корпуса судна с распределителем воздуха в перевернутом положении.

На фиг.4 - продольное сечение корпуса с распределителем воздуха.

Предлагаемый корпус судна содержит бортовые скулы 1, поперечный днищевой редан 2, бортовые скеги 3, кормовой транец 4. Внутри корпуса установлено устройство 5, например вентилятор, для подачи воздуха в зареданную выемку А, ограниченную реданом 2, скегами 3 и нижней кромкой 6 транца 4.Подача воздуха от устройства 5 осуществляется с помощью воздуховодных каналов 7. Днище перед реданом выполнено с цилиндрической или винтообразной с малым углом закрутки вставкой 8. В выемке А между скегами 3 за реданом 2 установлена наклонная килеватая наделка 9 без срывообразующей кромки в ее кормовой части, переходящая со сломом, но без уступа в свод выемки А. Угол поперечной килеватости в носовой части наделки имеет значение βнн, отличающееся от угла килеватости на редане βр не больше чем на 5^o в большую или меньшую сторону. Кормовая часть наделки 9 в месте перехода ее в свод 10 выемки А выполнена с углом поперечной килеватости βкн в диапазоне от 0 до 10^o. Высота скегов H_c от их нижней кромки до наделки 9 и высота H_р редана 2 от кромки 11 до наделки 9 выполнена с размерами не менее величины 0,015 B_с, где B_с - расстояние между бортовыми скулами левого и правого борта в районе начала редана. Длина наделки 9 не превышает значения 0,8L_p, где L_p - длина зареданной выемки А.

На переднюю часть наделки дополнительно может быть установлен распределитель воздуха 12, который выполнен с углом килеватости βрв, отличающимся от угла килеватости на редане βр не более чем на 5^o в большую или меньшую сторону. При этом высота редана H_рв or кромки 11 редана до распределителя воздуха 12 имеет значение не менее 0,007 B_с, где B_с - расстояние между бортовыми скулами левого и правого борта в районе начала редана.

На днищевой поверхности распределителя воздуха 12 выполнены выпускные отверстия 13, а на кормовой стенке - выпускные отверстия 14.

При движении судна на спокойной воде и подаче воздуха через каналы 7 в зареданной выемке А формируется воздушная каверна, имеющая передней границей кромку 11 поперечного редана 2. Боковыми границами каверны являются скеги 3 и она плавно замыкается на свод 10 выемки А перед нижней кромкой 6 транца 4. Сопротивление движению при этом уменьшается.

При движении судна на взволнованной поверхности при оголении вставки 8 и последующем погружении корпуса в волну килеватые и наклонные обводы наделки 9 смягчают удары, т.к. натекание воды на поверхность наделки происходит с меньшими углами атаки.

В следующие моменты движения судна происходит быстрое восстановление воздушной каверны с помощью подаваемого воздуха по каналам 7, т.к. объем выемки А уменьшен наделкой 9. За счет быстрого наполнения каверны уменьшается сопротивление воды движению судна.

В варианте предлагаемого корпуса с применением распределителя воздуха 12 эффект уменьшения ударных перегрузок и сопротивления движению остается, а восстановление воздушной каверны происходит еще быстрее, т.к. поступление воздуха в выемку А обеспечивается дополнительно через отверстия 14 в кормовой стенке распределителя воздуха 12, которая защищена от замыва.

Испытания динамически подобных моделей показали, что у судов с предлагаемой конструкцией корпуса уменьшаются ударные перегрузки и сопротивление воды движению.

Такие суда могут использоваться как для пассажирских, так и грузовых перевозок. Зеленодольское ПКБ разработало технический проект пассажирского судна 05520 "Вега" с предлагаемым корпусом, что подтверждает возможность реализации.

Формула изобретения

1. Корпус быстроходного судна, содержащий днище с бортовыми скулами и вставкой, расположенной перед срывообразующей кромкой днищевого редана, а также бортовые скеги со срывообразующими кромками, причем корпус выполнен с зареданной выемкой под днищем корпуса, ограниченной днищевым реданом, бортовыми скегами и нижней кромкой транца, отличающийся тем, что в зареданной выемке между скегами за реданом установлена наклонная килеватая наделка без срывообразующей кромки в ее кормовой части, переходящая со сломом, но без уступа в свод выемки с углом поперечной килеватости в носовой части, отличающимся от угла килеватости на редане не более чем на 5^o в большую или меньшую сторону, а в кормовой части наделки в районе ее притыкания к своду выемки с килеватостью, изменяющейся в диапазоне 0 - 10^o, при этом длина наделки не превышает величины 0,8 от длины зареданной выемки, а высота скегов и высота редана от наделки имеют величину не менее 0,015 от величины расстояния между бортовыми скулами левого и правого борта в районе начала редана.

2. Корпус быстроходного судна по п.1, отличающийся тем, что на носовой части наделки установлен распределитель воздуха, ограниченный носовым реданом и бортовыми скегами, имеющий килеватое днище и кормовую стенку, которые снабжены отверстиями, при этом угол килеватости распределителя воздуха выполнен отличающимся от угла килеватости на редане не более чем на 5^o в большую или меньшую сторону, а высота редана от кромки редана до поверхности распределителя воздуха имеет величину не менее 0,007 от величины расстояния между бортовыми скулами левого и правого борта в районе начала редана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4