Корпус с кормовыми стабилизаторами для быстроходного судна
Изобретение относится к судостроению и касается постройки корпусов быстроходных судов. Судно имеет основной центральный плавучий корпус и два боковых плавучих корпуса меньшей длины. Боковые корпуса расположены со смещением к кормовой части центрального корпуса и соединены с ним связями. Боковые корпуса имеют подводные кормовые стабилизаторы или подводные крылья. Подводные части всех трех корпусов всегда погружены в воду независимо от скорости хода. Коэффициент полноты водоизмещения трех подводных частей корпусов лежит в пределах от 0,25 до 0,35 с отношением их длины к ширине по ватерлинии в пределах от 12 до 20 и отношением длины центральной подводной части к длине боковых подводных частей в пределах от 2,5 до 4,5. Связи выполнены обтекаемыми в форме крыльев с образованием двух сопел с опорным эффектом между боковыми внутренними поверностями надводных частей центрального корпуса и боковых корпусов и поверхностью жидкости, по которой движется этот корпус судна. При другом варианте выполнения корпуса коэффициент полноты водоизмещения подводной части центрального корпуса лежит в пределах от 0,32 до 0,34 с отношением ее длины к ширине по ватерлинии в пределах от 15 до 18 при длине центрального корпуса в пределах от 50 до 150 м, а коэффициент полноты водоизмещения пододных частей боковых корпусов - в пределах от 0,26 до 0,28 с отношением их длины к ширине по ватерлинии в пределах от 13 до 17. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении экплуатационных качеств многокорпусных быстроходных судов. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.
Область техники
Изобретение относится к корпусу для быстроходного судна, снабженному кормовыми стабилизаторами.
Изобретение предназначено для применения в области судостроени, в частности при изготовлении судовых корпусов.
Изобретение направлено главным образом на создание быстроходных судов гражданского и военного назначения, имеющих скорость хода до 38 узлов и даже до 54 узлов и выше, длину более 50 м и приспособленных для перевозки, в частности, пассажиров и автомобилей.
Уровень техники
На протяжении тысячелетий судостроение добилось значительного прогресса в отношении оснащения судов энергетическими средствами передвижения для повышения их скорости и дальности плавания. Начиная от мускульной энергии в эпоху древнего Египта, прогресс шел по этапам использования энергии ветра, затем энергии пара и нефтепродуктов и в последнее время - атомной энергии. Однако в ходе этой революции источников движущей силы корпусная часть практически не развивалась. Однокорпусные суда всегда пользовались предпочтением вследствие их простоты, меньшего веса и более стабильной плавучести, как статической, так и динамической, хотя их устойчивость далека от совершенства, по крайней мере, в отношении комфорта.
В последние годы появилось множество принципиально новых проектов и разработок, ориентированных на отказ от монокорпуса в целях повышения скорости и устойчивости для удовлетворения потребностей как военного, так и транспортного флота. С целью более успешной конкуренции с воздушным транспортом компании морского судоходства стремятся сократить, по меньшей мере, вдвое продолжительность трансокеанских рейсов, учитывая тот факт, что морское судно может перевозить намного больше пассажиров, чем самый крупный авиалайнер. Тем не менее, очевидно, что многие очень крупные суда, скорее всего, еще долго будут оставаться однокорпусными, особенно в тех случаях, когда комфорт и быстроходность не являются главными факторами, как это имеет место, например, при перевозке нефти.
Для достижения высоких скоростей, то есть скоростей свыше 30 узлов, были разработаны различные типы корпусов, в том числе с использованием только гидростатической подъемной силы, как в однокорпусных судах, но также и с увеличением числа корпусов и созданием, в частности, катамаранов и тримаранов. Другие типы корпусов создают гидродинамическую подъемную силу путем применения подводных крыльев, которые на определенной скорости поднимают корпус над водой. Разработаны также принципиально новые корпуса с использованием аэростатики, такие как суда на воздушной подушке.
Данное изобретение использует в комплексе эти принципы создания подъемной силы исходя из концепции корпуса по типу тримарана. Проектирование и практическая реализация судов с тремя корпусами ограничиваются в настоящее время областью прогулочных судов и в особенности парусных судов для скоростных гонок. Однако при эксплуатации таких судов расположенный с наветренной стороны плавучий корпус практически не участвует в процессе движения, а судно опирается на центральный и подветренный плавучие корпуса. Тримаран другого принципа был разработан для гоночных судов с механической тягой, созданных, однако, не для целей грузовых и пассажирских перевозок. Судно такого типа описано в австралийской патентной заявке №521518. Судно по заявке представляет собой тримаран, который содержит три гидролыжи, которые дают ему возможность перемещаться по трем опорным поверхностям, расположенным треугольником, с одной опорой спереди и двумя сзади и полностью поднимают судно над водой. Однако такое решение не может быть перенесено на тяжелое транспортное судно для перевозки пассажиров или автомобилей.
В области торгового транспорта количество реализованных проектов невелико, хотя известны патентные заявки Франции №№2671775 и 2675460 на имя одного заявителя, 
Nouvelle des Ateliers et Chantiers du Havre. В заявках описаны суда с несколькими плавучими корпусами, однако не было построено ни одного такого судна, несомненно, из-за проблем устойчивости и высокой стоимости. По существу в описаниях представлен корпус с центральной плавучей частью и надстройкой обычной конструкции и тонкими боковыми поплавками. Однако такое судно может развивать максимальную скорость не выше 40 узлов. Кроме того, эти плавучие корпуса довольно тяжелы, а их полезные надстройки и общие центры тяжести расположены слишком высоко над водой.
Из патента США №5178085 А, МПК В 63 В 1/12, опублик. 12.01.1993, известен корпус быстроходного судна, содержащий центральный плавучий корпус и два боковых плавучих корпуса меньшей длины. В этом известном корпусе, который может рассматриваться в качестве ближайшего аналога изобретения, боковые плавучие корпуса расположены со смещением к кормовой части центрального плавучего корпуса и соединены с ним связями, форма которых не оптимизирована в отношении мореходных качеств судна. Боковые корпуса, длина каждого из которых составляет 44-54% от длины центрального корпуса, выполнены с возможностью перемещения вдоль оси судна, что существенно усложняет его конструкцию.
Во всех случаях за исключением избыточной затраты мощности на создание тяги, что неэкономично и делает судно некомфортным из-за сильной вибрации, ни одно быстроходное судно при обычных условиях судоходства не развивает скорости больше 35 узлов, так как она ограничивается гидродинамическим сопротивлением движению, возрастающим на скоростях выше 30-35 узлов пропорционально кубу скорости.
Сущность изобретения
Таким образом, поставленная задача состоит в том, чтобы создать суда для перевозки пассажиров и грузов типа автомобилей, имеющие длину, по меньшей мере, 50 м и способные развивать скорость выше 40 узлов независимо от метеорологических условий. В вариантах судов, оптимизированных в отношении быстроходности, должна достигаться скорость 50-60 узлов. При этом судно с корпусом по изобретению должно обладать приемлемой, с точки зрения его конкретного применения, устойчивостью в отношении килевой и бортовой качки, в особенности в вариантах выполнения, предназначенных для пассажиров с целью создания комфортных условий плавания. Другие конкретные варианты осуществления изобретения могут быть оптимизированы в отношении простоты в изготовлении, жесткости и/или прочности.
Решение поставленных задач достигается, в основном, за счет создания корпуса судна, содержащего центральный плавучий корпус и два более коротких боковых плавучих корпуса, которые расположены со смещением к кормовой части центрального корпуса, соединены с ним связями и оснащены подводными стабилизаторами. Подводные части всех трех плавучих корпусов всегда частично погружены в воду независимо от скорости хода судна и метеорологических условий и за счет этого образуют обладающий водоизмещением корпус новой концепции. Новый корпус характеризуется следующими параметрами: коэффициент полноты водоизмещения трех подводных частей плавучих корпусов лежит в пределах от 0,25 до 0,35 и отношение длины центральной подводной части к длине боковых подводных частей в пределах от 2,5 до 4,5. При этом связи, соединяющие боковые плавучие корпуса с центральным плавучим корпусом, выполнены обтекаемыми в форме крыльев с образованием двух сопел с опорным эффектом между боковыми внутренними поверхностями надводных частей центрального плавучего корпуса и боковых плавучих корпусов и поверхностью жидкости, по которой движется корпус быстроходного судна по изобретению.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления изобретения предлагается корпус быстроходного судна, содержащий основной центральный плавучий корпус и два боковых плавучих корпуса меньшей длины, которые расположены у кормовой части центрального плавучего корпуса, соединены с ним связями и содержат подводные стабилизаторы или подводные крылья, причем подводные части указанных трех плавучих корпусов всегда погружены в воду независимо от скорости хода. Данный вариант изобретения характеризуется тем, что коэффициент полноты водоизмещения подводной части центрального плавучего корпуса лежит в пределах от 0,32 до 0,34 с отношением ее длины к ширине по ватерлинии в пределах от 15 до 18 при длине центрального плавучего корпуса в пределах от 50 до 150 м. Коэффициент полноты водоизмещения подводных частей боковых плавучих корпусов в данном варианте лежит в пределах от 0,26 до 0,28 с отношением их длины к ширине по ватерлинии в пределах от 13 до 17.
В предпочтительных вариантах изобретения центральные продольные плоскости подводных частей боковых плавучих корпусов расположены по одну и другую стороны от центральной продольной плоскости центрального плавучего корпуса на расстоянии, составляющем от 10 до 15% длины подводной части центрального плавучего корпуса.
Эта базовая конфигурация корпуса, которая будет подробно описана далее, содержит очень длинный центральный плавучий корпус, создает весьма низкое сопротивление движению и хорошо ведет себя на зыби, характерной для внутренних и полузакрытых морей типа Средиземного моря или Ла-Манша. Поперечная устойчивость обеспечивается задними боковыми плавучими корпусами, которые придают корпусу характер тримарана, хотя по существу его можно назвать скорее "псевдотримараном". Эти задние боковые плавучие корпуса, параметры которых будут приведены далее, придают судну специфическую особенность низкой частоты бортовой качки в противоположность поведению катамарана. К тому же бортовая качка сдерживается с помощью стабилизаторов или "подводных крыльев", которые в предпочтительном варианте выполнены подвижными (т.е. с возможностью наклона) и работают в перестраивающемся режиме с постоянным разворотом на положительный угол установки крыла, то есть с созданием постоянно действующей подъемной силы, направленной вверх. Эти стабилизаторы, или подводные крылья, создают также гидродинамический подъемный эффект, который способствует снижению осадки кормовой части центрального плавучего корпуса на скоростях выше определенной величины.
Кроме того, для обеспечения хорошей поперечной устойчивости при умеренной общей ширине плавучего корпуса с сохранением минимального гидравлического сопротивления и единой жесткой конструкции корпуса такого псевдотримарана, эти небольшие боковые плавучие корпуса с низкой осадкой имеют значительное сужение к форштевням с образованием V-образной конфигурации и слегка притоплены к кормовой части. Эти особенности придают свойства легкого разрезания водной поверхности и очень плавного хода с почти автоматической самостабилизацией положения при высокой скорости.
Килевая качка снижается до минимума за счет конфигурации центрального плавучего корпуса, который также имеет узкий V-образный форштевень с небольшим углом относительно киля и обеспечивает легкое разрезание водной поверхности, придавая корпусу свойства "волнореза". При этом боковые плавучие корпуса за счет своего смещения к корме способствуют быстрому подавлению килевой качки в условиях зыби.
В завершение этой базовой конфигурации корпуса, которая будет подробно описана далее со ссылками на чертежи, и для решения поставленной задачи связи между плавучими корпусами выполнены обтекаемыми в форме крыльев. В результате между боковыми внутренними поверхностями надводных частей центрального плавучего корпуса и боковых плавучих корпусов и поверхностью жидкости, по которой движется данный тримаран, образуются два сопла, создающих опорный эффект. Эти крылья, образованные связями, имеют относительно небольшой размах, но значительную хорду, которая при движении судна расположена над водой на высоте от половины до одной четверти средней хорды. Благодаря указанному выбору параметров связей (крыльев) обеспечивается опорный эффект, т.е. обеспечивается аэродинамическая подъемная сила, создаваемая статическим давлением за счет замедления воздуха при проходе по соплам, образованным связями между плавучими корпусами и водной поверхностью. Это статическое давление растет при повышении скорости. Расчетная оценка показала, что для подъемной площади каждого крыла около 220 м2 при скорости от 40 до 50 узлов указанный эффект создает подъемную силу от 50 до 60 т при изогнутом обтекаемом профиле связей по типу известного Готтингенского профиля, такого как профиль G652 (арочный). Сочетание этой "суперподъемной" или дополнительной подъемной силы с подъемной силой, которая создается подводными стабилизаторами или так называемыми "подводными крыльями" на боковых плавучих корпусах и составляет величину порядка 60 т при площади каждого стабилизатора порядка 6 м 2 и скорости хода в диапазоне 40-50 узлов, дает снижение нагрузки порядка 20% массы судна водоизмещением 550 т с указанными параметрами, то есть длиной около 100 м при его половинной расчетной загрузке.
Поставленная задача решается также за счет следующих характерных особенностей, дополняющих указанные выше и дающих дополнительные преимущества.
- Для обеспечения достаточной тяговой силы для достижения скоростей хода, по меньшей мере, от 40 до 50 узлов продвижение судна обеспечивается, по меньшей мере, одним реактивным водометным движителем с выпуском на корме центрального плавучего корпуса. Предпочтительно в кормовой части центрального плавучего корпуса имеется два движителя, причем в дополнение к ним предусматривается еще одно реактивное водометное устройство или "водомет", расположенный в кормовой части каждого бокового плавучего корпуса. Таким образом, в целом используются 4 движителя. Предпочтительно выходные сопла этих водометных движителей могут быть ориентированы в диапазоне углов порядка 12° вверх и вниз от горизонтали для дополнения указанного выше эффекта воздействия подводных стабилизаторов и связей обтекаемой формы на подавление бортовой и килевой качки. Осуществляемое с этой целью смещение указанных сопел и стабилизаторов управляется сервосистемой от центральной инерционной установки. Водоприемники водометных движителей предпочтительно расположены вблизи миделя подводной части соответствующего плавучего корпуса.
- Для достижения и поддерживания высоких скоростей хода с учетом того, что на скоростях выше 40 узлов надводная часть оказывает повышенное сопротивление движению, надводные части судна, то есть надстройка и надводная часть корпуса, имеют оптимальные аэродинамические формы. Так, носовые части плавучих корпусов предпочтительно выполнены округлыми наподобие фюзеляжей самолетов, надводные части не имеют никаких выступов и перепадов с тем, чтобы снизить до минимума коэффициент ветрового сопротивления. Кроме того, центральный плавучий корпус оснащен вертикальным хвостовым оперением, которое имеет подвижный закрылок и выполняет функцию естественного стабилизатора, создавая легкий подпор с подветренной стороны. Равновесие устанавливается также между опорной силой, создаваемой этим хвостовым стабилизатором и регулируемой посредством его подвижного рулевого закрылка, и поверхностью носовой надводной части центрального плавучего корпуса.
- Для того чтобы придавать судну на скоростях хода выше 45 узлов горизонтальный дифферент и максимальную длину ватерлинии с обеспечением минимального потребления энергии, корпус судна в соответствии с изобретением имеет в неподвижном состоянии небольшой отрицательный дифферент на форштевень. Следует отметить, что обычные известные суда при движении всегда развивают дифферент на корму при подходе к пороговой скорости 45 узлов и в таком положении взлета не могут перейти эту пороговую скорость. В решении корпуса в соответствии с изобретением сочетание опоры, создаваемой боковыми задними плавучими корпусами, подводными стабилизаторами и создающими подъемную силу крыльями связей, не допускают этого смещения кормы вниз и установки корпуса в положение взлета и даже способствуют подъему кормы и поддержанию горизонтального положения судна при достижении пороговой скорости 45 узлов, создавая возможность превышения этого порога.
В результате создан принципиально новый корпус с подводными стабилизаторами по типу псевдотримарана, позволяющий решить проблемы высокоскоростного хода и обладающий отмеченными выше преимуществами. Данное решение корпуса позволяет повысить скорость хода до указанных величин и превзойти обычные для современных судов скорости хода в диапазоне 30-35 узлов, частично понизить гидродинамическое сопротивление и за счет этого обеспечить возможность хода на скоростях порядка 50-60 узлов (100-115 км/ч) при затратах мощности в разумных пределах (25740 кВт для судна указанных далее размеров). Благодаря специальной конфигурации корпуса на скоростях хода, начиная от 35 узлов, происходит до некоторой степени автоматическая стабилизация положения корпуса, позволяющая повысить скорость на величину примерно от 15 до 25 узлов с относительно небольшим увеличением потребляемой мощности; во всяком случае, сопротивление движению корпуса не возрастает пропорционально кубу скорости за пределами 30-35 узлов.
Кроме того, образующий псевдотримаран корпус по данному изобретению позволяет при значительной вместимости судна ограничить высоту его надводной части по сравнению с известными тримаранами (как это видно на чертежах). Так, при длине центрального плавучего корпуса в 100 м и больше общая высота надводной части не превышает 10 м при расположении связей над водой на высоте от 3 до 6 м и общей ширине судна от 30 до 35 м.
Такой плавучий корпус позволяет перевозить пассажиров в комфортных условиях, эквивалентных условиям полета в самолете, а также перевозить автомобили и/или загруженные контейнеры в грузовом отсеке центрального плавучего корпуса, который загружается с кормы, запирается с помощью ворот известной конструкции и может быть очень простым по своей планировке. Следует отметить, что только надводная часть центрального плавучего корпуса оборудована для перевозки пассажиров и груза, а подводная часть разделена на герметичные отсеки, большая часть которых заполнена пенопластом с закрытыми ячейками и обеспечивает непотопляемость судна.
Кроме того, конструкция центрального плавучего корпуса может иметь увеличенные размеры и при этом за счет своей двухконусной формы обеспечивать высокую жесткость поперечного сечения без воздействия знакопеременных напряжений, что позволяет прогнозировать срок службы корпуса, по меньшей мере, 25 лет. Двухконусная форма характеризуется максимальным размером миделевого сечения и уменьшением сечения к носовому и кормовому концам. Без ущерба для общего водоизмещения толщина обшивки может втрое превышать предусмотренную нормативными документами величину; это увеличение толщины необходимо из-за высокой развиваемой скорости и возможно благодаря особой конструкции корпуса, обладающего меньшей поверхностью обшивки.
Несмотря на свой необычный и совершенно новый внешний вид, судно очень просто в изготовлении и может быть построено с применением комбинации различных материалов и легко деформируемого материала обшивки. Суда длиной от 50 до 115 м могут быть изготовлены из алюминия, а суда длиной от 120 до 150 м - из стали или сплавов.
Перечень фигур чертежей
Далее изобретение будет описано более подробно на примере выполнения, который не носит ограничительного характера. В рамках сферы действия изобретения возможны модификации выполнения, в частности различные изменения в отношении формы надстройки и внутренней оснастки. Описание дано со ссылками на чертежи, на которых:
фиг.1 изображает на виде сверху корпус по типу тримарана в соответствии с изобретением;
фиг.2 изображает на виде сбоку конфигурации корпуса по фиг.1;
фиг.3 изображает на виде сзади корпус по фиг.1;
фиг.4А-4В изображают частичные разрезы по линиям IVA-IVA и IVB-IVB на фиг.6;
фиг.5 изображает на виде сверху три уровня палубы, показанные на фиг.6;
фиг.6 - продольный разрез центрального плавучего корпуса по линии VI, VI' на фиг.4А-4В;
фиг.7 изображает в частичном горизонтальном разрезе поперечные связи, соединяющие плавучие корпуса;
фиг.8 изображает в частичном продольном разрезе центральный плавучий корпус с различными отсеками, создающими резерв плавучести.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
На чертежах представлен корпус быстроходного судна, представляющий собой псевдотримаран. Корпус содержит центральный плавучий корпус 1 и два более коротких боковых плавучих корпуса 2, которые расположены вблизи кормовой части центрального корпуса 1 и соединены с ним поперечными связями 5. Подводные части трех плавучих корпусов 1, 2 остаются погруженными в воду независимо от скорости хода и метеорологических условий. Они обеспечивают движение судна по поверхности 71 воды, при котором палубы пассажирского и/или грузового судна остаются примерно в горизонтальном положении. С этой целью, помимо прочих средств, подводные части боковых плавучих корпусов 2 оснащены подводными управляемыми стабилизаторами или "подводными крыльями" 3, которые в своем среднем положении расположены под углом 
, равным примерно 450, к средней вертикальной плоскости YY' каждого бокового плавучего корпуса и обращены внутрь к центральному плавучему корпусу 1. Стабилизатор предпочтительно установлен с возможностью наклона под боковым плавучим корпусом и может наклоняться в пределах между 40 и 500. Стабилизаторы или "подводные крылья" 3 могут иметь, например, так называемый профиль Ватона, который был предложен Ватоном и реализован на судне Charles HEIDIEK IV (1994 г.).
Указанные три плавучих корпуса 1, 2 всегда остаются погруженными в воду, по меньшей мере, частично, независимо от скорости хода судна и благодаря различным средствам и своей специфической форме в соответствии с изобретением обеспечивают сохранение близкого к горизонтальному положения судна. Центральный плавучий корпус предназначен для размещения пассажиров на палубах от 131 до 133 и автомобилей на других палубах 132, как это показано на фиг.4-6. Возможны другие варианты размещения в зависимости от назначения судна и размеров центрального плавучего корпуса. Различные иллюминаторы 14 предусмотрены, по меньшей мере, на уровнях палуб 13 для пассажиров. Капитанская рубка 12 возвышается над системой плавучих корпусов и предпочтительно расположена на надводной части центрального плавучего корпуса 12, немного впереди форштевней боковых плавучих корпусов 2.
Центральный плавучий корпус 1 может быть оснащен двумя боковыми килями 8, укрепленными на корме в его подводной части 11, и задним рулем 9. Под палубами 13 центральный плавучий корпус 1 содержит двойное днище 18, а сзади - машинное отделение 17, в котором размещены группы ходовых средств, в данном исполнении представленные реактивными водометными движителями 10, сопла которых расположены в задней части корпуса.
Для создания резерва плавучести на случай повреждения плавучего корпуса и затопления водой определенного объема корпуса, включая весь объем двойного дна, все неиспользуемые отсеки плавучего корпуса могут быть заполнены обладающей плавучестью пенной массой в количестве, достаточном для компенсации суммарного веса судна в нагруженном состоянии. Такими отсеками являются носовой отсек 19, кормовой отсек 20, отсеки 21 между палубами 13 в остальной части корпуса, а также соединительные связи 5 и боковые плавучие корпуса 2, как показано заливкой на фиг.7 и 8.
Въезд для автомобилей на различные палубы 132 осуществляется через задние ворота 15 известного типа, а доступ для пассажиров, по меньшей мере, через одни боковые двери 16, расположенные на центральном плавучем корпусе 1, предпочтительно спереди от форштевней боковых плавучих корпусов 2. Реактивная водометная движительная система обеспечивается четырьмя движителями 10, из которых один расположен на каждом боковом плавучем корпусе 2 и два - на центральном плавучем корпусе 1. Водоприемники 11 забора воды движителей расположены вблизи середины подводной части (миделя) соответствующего корпуса с тем, чтобы избежать возмущения потока к корме соответствующего корпуса. Таким образом, водоприемники 11 предпочтительно расположены на расстоянии от 10 до 15% длины подводной части данного плавучего корпуса со смещением вперед или назад от точки, где происходит отделение ламинарного потока от корпуса, а длина водоприемника составляет от 10 до 15% длины этого пограничного ламинарного потока.
Кроме того, для облегчения маневрирования судна в порту центральный плавучий корпус 1 может быть оснащен выдвижными носовыми движителями, не показанными на чертежах.
Параметры водоизмещения системы плавучих корпусов и соотношение их параметров в соответствии с изобретением характеризуются следующими величинами. В центральном плавучем корпусе 1 отношение объема подводной части 11 к объему параллелепипеда, в который она вписывается, то есть коэффициент полноты водоизмещения, составляет величину от 0,32 до 0,34. Соотношение длины Lpp между перпендикулярами, проведенными через нос и корму плавучего корпуса, и его наибольшей ширины по ватерлинии составляет от 15 до 18, причем длина подводной части по ватерлинии может лежать в пределах от 50 до 150 м. Таким образом, при длине Lpp, равной 100 м, наибольшая ширина по ватерлинии может составлять 6 м.
Для плавучих корпусов 2 коэффициент полноты водоизмещения предпочтительно составляет от 0,26 до 0,28, а соотношение между длиной и шириной по ватерлинии в соответствии с определением, данным для центрального плавучего корпуса, составляет от 13 до 17. Отношение длины центрального плавучего корпуса 1 к длине бокового плавучего корпуса 2 лежит в пределах от 2,5 до 4,5, предпочтительно от 2,85 до 4.
Корма бокового плавучего корпуса 2 смещена вперед от кормы центрального плавучего корпуса 1 на расстояние d, составляющее от 5 до 20% величины Lpp подводной части центрального плавучего корпуса.
Центральные продольные плоскости YY" подводных частей боковых плавучих корпусов 2 расположены на расстоянии D от центральной продольной плоскости XX' центрального плавучего корпуса 1. Расстояние D составляет от 10 до 15% величины L pp.
В предпочтительном варианте величина d лежит в пределах 10-15% длины Lpp, а величина D - в пределах 12-14% Lpp.
Приведенные данные и их диапазоны действительны для всех значений длины Lpp в пределах от 50 до 150 м.
Для тех же параметров плавучих корпусов площадь хвостового оперения 4 такова, что ее отношение к поперечной площади надводной части 12 центрального плавучего корпуса 1 составляет от 0,07 до 0,09, а отношение площади подводных стабилизаторов или "подводных крыльев" 3 к площади подводной части бокового плавучего корпуса 2 составляет от 0,025 до 0,030.
Поворотная установка подводных стабилизаторов 3 и водометных движителей 10 производится электрической системой стабилизации положения судна, связанной с центральной инерционной установкой, и осуществляется, например, посредством исполнительной гидравлической системы. Имеется также резервная аварийная пневматическая система для установки, по меньшей мере, водометных движителей 10 в горизонтальную позицию в чрезвычайных ситуациях. Указанная двойная перекрестная система стабилизации посредством стабилизаторов и сопел со связью с центральной инерционной установкой обеспечивает максимальные комфортные условия за счет устранения паразитных поперечных смещений, при этом такая система почти нейтральна в отношении энергоемкости.
Далее указан порядок величин водоизмещения судна, которое может быть построено при осуществлении изобретения.
Для корпуса длиной Lpp=62 м:
водоизмещение порожнего судна - 190 т, с полным грузом - 240 т.
Для корпуса длиной Lpp=100 м:
водоизмещение порожнего судна - 485 т, с полным грузом - 680 т.
Для корпуса длиной Lpp=130 м:
водоизмещение порожнего судна - 800 т, с полным грузом - 1200 т.
Формула изобретения
1. Корпус быстроходного судна, содержащий основной центральный плавучий корпус (1) и два боковых плавучих корпуса (2) меньшей длины, которые расположены со смещением к кормовой части центрального плавучего корпуса (1), соединены с ним связями (5) и содержат подводные стабилизаторы или подводные крылья (3), причем подводные части указанных трех плавучих корпусов (1, 2) всегда погружены в воду независимо от скорости хода, отличающийся тем, что коэффициент полноты водоизмещения трех подводных частей корпусов лежит в пределах от 0,25 до 0,35 с отношением их длины к ширине по ватерлинии в пределах от 12 до 20 и отношением длины центральной подводной части к длине боковых подводных частей в пределах от 2,5 до 4,5, а связи (5) выполнены обтекаемыми в форме крыльев с образованием двух сопел (6) с опорным эффектом между боковыми внутренними поверхностями надводных частей центрального плавучего корпуса (1) и боковых плавучих корпусов (2) и поверхностью (71 ) жидкости, по которой движется данный корпус быстроходного судна.
2. Корпус по п.1, отличающийся тем, что центральные продольные плоскости YY' подводных частей боковых плавучих корпусов (2) расположены по одну и другую стороны от центральной продольной плоскости XX' центрального плавучего корпуса (1) на расстоянии D, составляющем от 10 до 15% длины Lpp подводной части центрального плавучего корпуса.
3. Корпус по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанные подводные стабилизаторы или подводные крылья (3) выполнены с возможностью их наклона при развороте на положительный угол установки крыла.
4. Корпус по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что он содержит вертикальное хвостовое оперение (4).
5. Корпус по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что содержит движитель в виде по меньшей мере одного водометного движителя (10) с выпуском на корме центрального плавучего корпуса (1).
6. Корпус по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере четыре водометных движителя (10), из которых два расположены на центральном плавучем корпусе (1) и по одному - на каждом боковом плавучем корпусе (2).
7. Корпус по п.5 или 6, отличающийся тем, что водоприемники (11) каждого водометного движителя (10) расположены вблизи миделя подводной части соответствующего плавучего корпуса.
8. Корпус быстроходного судна, содержащий основной центральный плавучий корпус (1) и два боковых плавучих корпуса (2) меньшей длины, которые расположены со смещением к кормовой части центрального плавучего корпуса (1), соединены с ним связями (5) и содержат подводные стабилизаторы или подводные крылья (3), причем подводные части указанных трех плавучих корпусов (1, 2) всегда погружены в воду независимо от скорости хода, отличающийся тем, что коэффициент полноты водоизмещения подводной части центрального плавучего корпуса (1) лежит в пределах от 0,32 до 0,34 с отношением ее длины к ширине по ватерлинии в пределах от 15 до 18 при длине центрального плавучего корпуса (1) в пределах от 50 до 150 м, причем коэффициент полноты водоизмещения подводных частей боковых плавучих корпусов (2) лежит в пределах от 0,26 до 0,28 с отношением их длины к ширине по ватерлинии в пределах от 13 до 17.
9. Корпус по п.8, отличающийся тем, что центральные продольные плоскости YY' подводных частей боковых плавучих корпусов (2) расположены по одну и другую стороны от его центральной продольной плоскости XX' центрального плавучего корпуса (1) на расстоянии D, составляющем от 10 до 15% длины Lpp подводной части центрального плавучего корпуса (1).
10. Корпус по п.8 или 9, отличающийся тем, что указанные подводные стабилизаторы или подводные крылья (3) выполнены с возможностью их наклона и приспособлены для разворота, соответствующего углу установки крыла, который всегда является положительным.
11. Корпус по одному из пп.8-10, отличающийся тем, что он содержит вертикальное хвостовое оперение (4).
12. Корпус по одному из пп.8-11, отличающийся тем, что содержит движитель в виде по меньшей мере одного водометного движителя (10) с выпуском на корме центрального плавучего корпуса (1).
13. Корпус по одному из пп.8-11, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере четыре водометных движителя (10), из которых два расположены на центральном плавучем корпусе (1) и по одному - на каждом боковом плавучем корпусе (2).
14. Корпус по п.12 или 13, отличающийся тем, что водоприемники (11) каждого водометного движителя (10) расположены вблизи миделя подводной части соответствующего плавучего корпуса.
РИСУНКИ
