Судно
Изобретение относится к судостроению, а именно к многокорпусным судам. Катамаран состоит из двух плавучих корпусов в форме вытянутых цилиндров с конусообразными передним и задним концами, палубы, движителя и рулевого устройства. Связь между корпусами содержит расположенные горизонтально поперечные стержни, соединенные концами с корпусами в их надводной части, и килевую продольную балку, которая соединена с корпусами наклонными стержнями в подводной части корпусов. Упомянутые элементы связи в совокупности с корпусами образуют ферму, имеющую форму трехгранной призмы, к основаниям которой примыкают заостренные участки в виде треугольных пирамид с вершинами на концах килевой балки. Величина угла, под которым пересекаются грани призмы, примыкающие к килевой балке, составляет 40-70 градусов. Отношение ширины между осями корпусов к их длине составляет 0,5-1,5, а отношение длины корпусов к длине килевой балки составляет 0,3-0,9. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик судна, за счет повышения грузоподъемности и улучшения ходовых характеристик. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к многокорпусным плавучим судам, а именно к судам с двумя плавучими корпусами, соединенными между собой связями, и может быть использовано для перевозки по воде людей и грузов.
Из описания к патенту US 5540169, кл. В 63 В 1/00, опубл. 30.07.96 [1], известно судно, содержащее два плавучих корпуса (пантона), соединенные плоской палубой с ограждениями и сиденьями для пассажиров. Пантоны имеют криволинейную поверхность подводной части и заостренные концы. Каждый из пантонов выполнен из секций, имеющих оболочку из термопластичной пластмассы, и имеет прикрепленный к нему сверху элемент жесткости в форме швеллера. Судно [1] не может быть использовано для перевозки тяжелых грузов, т.к. плоская палуба не обладает большой жесткостью и вследствие этого не исключен значительный ее прогиб под действием груза.
Из описания WO 9819905, кл. В 63 В 1/10, опубл. 14.05.98 [2], известно двухкорпусное судно, корпуса которого соединены перемычкой в виде палубы и трюмных помещений. Такое судно в нагруженном состоянии опускается перемычкой ниже поверхности воды, вследствие чего возникает дополнительное сопротивление водной среды при его движении.
Из описания ЕР 855338, кл. В 63 В 7/02, опубл. 29.07.98 [3], известна система попарно расположенных корпусных модулей с выемками для крепления соединительных модулей с водонепроницаемыми отсеками. Такой вид связи между корпусами вследствие погружения перемычки в воду, также как и в конструкции [2], отрицательно влияет на ходовые качества судна, т.к. перемычка, погруженная в воду, является тормозом при движении.
Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является известное из описания к патенту RU 2069635, кл. В 63 В 1/10, опубл. 27.11.96 [4] судно, содержащее два соединенные между собой корпуса с криволинейной поверхностью подводной части, спрофилированной по форме дуг окружности, и установленные на них палубу, движитель и рулевое устройство (прототип).
В качестве связи, соединяющей корпуса судна [4], служит мостик и сетки, заменяющие для экипажа палубу. Такая связь вследствие недостаточной ее прочности на изгиб не способствуют увеличению грузоподъемности судна, в результате оно используется только как спортивное в круизно-гоночном плавании.
Настоящее изобретение направлено на устранение отмеченных недостатков изобретения [4].
Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является улучшение эксплуатационных характеристик судна за счет повышения грузоподъемности и улучшения ходовых характеристик.
Указанный технический результат достигается в известном судне, содержащем два соединенные между собой корпуса с криволинейной поверхностью подводной части, спрофилированной по форме дуг окружности, и установленные на них палубу, движитель и рулевое устройство, отличительной особенностью которого является то, что оба корпуса выполнены в форме вытянутых цилиндров с конусообразными передним и задним концами, связь между корпусами состоит из расположенных горизонтально поперечных стержней, соединенных концами с обоими корпусами в их надводной части, килевой балки, расположенной под корпусами параллельно их осям, которая соединена с подводными частями обоих корпусов наклонными к горизонту стержнями, попарно расположенными в плоскостях, перпендикулярных килевой балке, а также наклонными к горизонту парными стержнями, соединяющими передний и задний концы килевой балки с соответствующими концевыми частями обоих корпусов, расположенными ниже грузовой ватерлинии, упомянутые элементы связи в совокупности с корпусами судна образуют ферму, имеющую форму трехгранной призмы, ребрами которой являются геометрические оси обоих корпусов и геометрическая ось килевой балки, к основаниям призмы примыкают заостренные участки фермы в виде треугольных пирамид с вершинами, находящимися на концах килевой балки, при этом величина угла, под которым пересекаются грани призмы, примыкающие к килевой балке, составляет от 40 до 70 градусов, отношение расстояния между осями корпусов к длине корпусов составляет от 0,5 до 1,5, а отношение длин корпусов к длине килевой балки составляет от 0,3 до 0,9.
Указанный технический результат достигается также в частном случае, когда ферма, связывающая корпус судна, дополнительно содержит вертикальные стойки, каждая из которых соединяет килевую балку с одним из поперечных горизонтальных стержней.
Указанный технический результат может быть достигнут в случае, если судно дополнительно снабжено мачтами, каждая из которых является продолжением стойки, соединяющей килевую балку с одним из поперечных горизонтальных стержней.
Частным случаем выполнения изобретения, приводящим к достижению ожидаемого технического результата, является вариант, в котором килевая балка судна выполнена с гидроизолированной полостью, связанной посредством труб с надпалубным пространством.
Желаемый положительный результат может быть достигнут в случаях, когда судно в качестве движителя имеет парусное вооружение и дополнительно снабжено гребным винтом с электроприводом, питающимся от аккумуляторных батарей.
Положительный результат может быть также получен в случае, если материал парусов снабжен солнечными элементами, связанными с аккумуляторными батареями.
Достижение желаемого положительного результата обеспечивается в случае, когда в качестве материала корпусов и их связей использована армированная пластмасса.
Желаемый технический результат может быть также достигнут, если отношение расстояния от грузовой ватерлинии до низа корпусов к диаметру окружности поперечного сечения корпусов составляет от 0,2 до 0,35.
Частным случаем выполнения устройства является также вариант, в котором стержни, соединяющие килевую балку с корпусами, имеют каплевидное или эллиптическое поперечное сечение.
Существо изобретения поясняется следующими чертежами.
Фиг.1. Схема судна.
Фиг.2. То же, вид сверху.
Фиг.3. То же, вид сбоку.
Фиг.4. Поперечный разрез корпуса, вид по А-А на фиг.2, увеличено.
Фиг.5. Поперечные сечения стержней, связывающих килевую балку с корпусами: а) эллипсовидное сечение, б) каплевидное сечение - увеличено.
Как показано на фиг.1-4, судно содержит два корпуса 1, которые соединены между собой связями. Подводная часть корпусов имеет криволинейную поверхность, спрофилированную по форме дуг окружности. Оба корпуса выполнены в форме вытянутых цилиндров с конусообразными передним и задним концами. Над корпусами расположена палуба 2. Судно имеет движитель (на схемах движитель условно не показан) и рулевое устройство 3. В состав элементов, образующих связь между корпусами, входят горизонтально расположенные стержни 4, соединенные концами с корпусами 1 в их надводной части. Под корпусами 1 параллельно их осям и на равных расстояниях от каждого из них расположена продольная килевая балка 5. Балка 5 соединена с подводными частями корпусов посредством наклонных к горизонту стержней 6, которые попарно расположены в плоскостях, перпендикулярных этой балке. Кроме того, к концам килевой балки 5 прикреплены парные стержни 7, соединяющие ее с расположенными ниже грузовой ватерлинии концевыми частями обоих корпусов 1. Перечисленные элементы связей 4-7 в совокупности с корпусами 1 образуют ферму, имеющую форму трехгранной призмы. За ребра призмы можно условно принять геометрические оси обоих корпусов 1 судна и геометрическую ось килевой балки 5. К основаниям призмы примыкают заостренные участки фермы, которые имеют форму треугольных пирамид с вершинами, находящимися на концах килевой балки 5.
Как вариант, предлагается установка вертикальных стоек 8, каждая из которых соединяет килевую балку 5 с одним из стержней 4. Продолжением одной или нескольких стоек 8 могут являться мачты 9 судна.
Величина угла α, под которым пересекаются грани призмы, примыкающие к килевой балке 5, составляет 40-70 градусов. Отношение расстояния В между осями корпусов к длине L корпусов составляет от 0,5 до 1,5, а отношение длин L корпусов 1 к длине килевой балки К составляет от 0,3 до 0,9. Отношение расстояния Н от грузовой ватерлинии до низа корпуса к его диаметру D составляет от 0,20 до 0,35 (см. фиг.4). Стержни 6 и 7 могут быть выполнены легко обтекаемой формы. В этом частном случае их поперечные сечения имеют вид эллипса или вид капли (см. фиг.5).
Судно (катамаран) эксплуатируется следующим образом.
Члены команды судна, перевозимые пассажиры и грузы размещаются в специальных помещениях, установленных на палубе. В частном случае жидкости могут закачиваться в полость, расположенную внутри килевой балки.
Пользуясь парусами, движение осуществляют за счет силы ветра. Возможно, особенно в безветренную погоду, использование в качестве движителя гребного винта с электроприводом, который питается от аккумуляторных батарей. Подзарядку аккумуляторных батарей осуществляют от солнечных элементов, установленных в материале парусов. В случае применения гибких парусов солнечные элементы в виде гибких полос прикреплены к парусине и в процессе эксплуатации могут свертываться вместе с парусами.
Изменение курса судна и маневрирование осуществляют с помощью традиционных приемов, используя рулевое управление 3 и паруса. При этом, благодаря заостренной форме кормовой части, возможно длительное движение судна задним ходом.
Снабжение судна дополнительным движителем в виде гребного винта с электроприводом, питаемым от аккумуляторных батарей, в сочетании с солнечными элементами для подзарядки аккумуляторов, позволяет не загружать на судно запас топлива для движителя, что содает резерв для увеличения грузоподъемности.
Применение в качестве конструкционного материала армированной пластмассы, например, пластмассы с углеродными волокнами, также позволяет облегчить конструкцию судна и за счет этого дополнительно увеличить его грузоподъемность.
Вертикальные стойки, соединяющие килевую балку с поперечными горизонтальными стержнями, служат надежным основанием парусных мачт, благодаря чему мачты могут надежно переносить сильный порывистый ветер.
Сравнительно небольшая осадка улучшает ходовые качества судна и повышает его маневренность.
Положительно влияют на ходовые качества форма и размерные пропорции, выбранные для перемычки между корпусами, и форма самих корпусов. Кроме того, улучшает ходовые качества судна выполнение стержней 6 и 7 легко обтекаемыми (т.е. с эллипсовидным или каплевидным поперечным сечением).
Наличие перечисленных положительных качеств подтверждает достижение указанного технического результата при реализации данного изобретения.
1. Судно, содержащее два соединенных между собой корпуса с криволинейной поверхностью подводной части, спрофилированной по форме дуг окружности, и установленные на них палубу, движитель и рулевое устройство, отличающееся тем, что оба корпуса выполнены в форме вытянутых цилиндров с конусообразными передними и задними концами, связь между корпусами состоит из расположенных горизонтально поперечных стержней, соединенных концами с обоими корпусами в их надводной части, килевой балки, расположенной под корпусами параллельно их осям, которая соединена с подводными частями обоих корпусов наклонными к горизонту стержнями, попарно расположенными в плоскостях, перпендикулярных килевой балке, а также наклонными к горизонту парными стержнями, соединяющими передний и задний концы килевой балки с соответствующими концевыми частями обоих корпусов, расположенными ниже грузовой ватерлинии, упомянутые элементы связи в совокупности с корпусами судна образуют ферму, имеющую форму трехгранной призмы, ребрами которой являются геометрические оси обоих корпусов и геометрическая ось килевой балки, к основаниям призмы примыкают заостренные участки фермы в виде треугольных пирамид с вершинами, находящимися на концах килевой балки, при этом величина угла, под которым пересекаются грани призмы, примыкающие к килевой балке, составляет от 40 до 70°, отношение расстояния между осями корпусов к длине корпусов составляет от 0,5 до 1,5, а отношение длины корпусов к длине килевой балки составляет от 0,3 до 0,9.
2. Судно по п.1, отличающееся тем, что ферма, связывающая корпуса, дополнительно содержит вертикальные стойки, каждая из которых соединяет килевую балку с одним из поперечных горизонтальных стержней.
3. Судно по пп.1 и 2, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено мачтами, каждая из которых является продолжением стойки, соединяющей килевую балку с одним из поперечных горизонтальных стержней.
4. Судно по пп.1-3, отличающееся тем, что килевая балка выполнена с гидроизолированной полостью, связанной посредством труб с надпалубным пространством.
5. Судно по пп.1-4, отличающееся тем, что в качестве движителя оно имеет парусное вооружение.
6. Судно по пп.1-5, отличающееся тем, что в качестве движителя оно дополнительно снабжено гребным винтом с электроприводом, питающимся от аккумуляторных батарей.
7. Судно по пп.1-6, отличающееся тем, что материал парусов снабжен солнечными элементами, связанными с аккумуляторными батареями.
8. Судно по пп.1-7, отличающееся тем, что в качестве материала корпусов и их связей использована армированная пластмасса.
9. Судно по пп.1-8, отличающееся тем, что отношение расстояния от грузовой ватерлинии до низа корпусов к диаметру окружности их поперечного сечения составляет от 0,2 до 0,35.
10. Судно по пп.1-9, отличающееся тем, что стержни, соединяющие килевую балку с корпусами, имеют каплевидное или эллиптическое поперечное сечение.
