Нос судна (варианты)
Изобретение относится к области строительства и эксплуатации транспортных, спасательных, спортивных и других судов. В первом варианте нос судна содержит выступающую вперед подводную часть, имеющую стенку. Подводная часть выполнена в виде горизонтально расположенного крыла, имеющего полость, сообщающуюся с нагнетателем газа. В стенке крыла выполнены отверстия для истечения газа. Крыло прикреплено к низу носа с охватом его сбоков. Во втором варианте крыло расположено в низу носа с охватом его сбоков и выполнено подвижным. Достигается повышение быстроходности речных и морских судов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 10 ил.
Изобретение относится к области строительства и эксплуатации транспортных, спасательных, спортивных и других судов.
Известен нос судна с выступающей вперед подводной частью [1].
Известен также нос судна, содержащий выступающую вперед подводную часть, имеющую стенку [2]. Такой нос имеет преимущества в быстроходности судна в сравнении с судами, имеющими другие очертания носов (обыкновенным с прямым наклонным форштевнем и носом судна с U-образными шпангоутами).
Задачей изобретения является повышение быстроходности судна с обыкновенным носом и носом судна с U-образными шпангоутами.
Техническое решение поставленной задачи достигается тем, что в носу судна, содержащего выступающую вперед подводную часть, имеющую стенку, подводная часть выполнена в виде горизонтально расположенного крыла, имеющего полость, сообщающуюся с нагнетателем газа, причем в стенке крыла выполнены отверстия для истечения газа. Крыло прикреплено к низу носа с охватом его сбоков. Крыло разделено на продольные элементы, полости которых сообщаются с нагнетателем газа через газораспределитель. Крыло установлено с возможностью поворота относительно оси шарнира, неподвижно закрепленного в верхней части носа. Крыло имеет возможность вертикального перемещения.
На фиг.1 представлен "обыкновенный" нос судна, вид сбоку; на фиг.2 и 3 - вид по А-А на подводную часть носа соответственно речного и морского судов; на фиг.4 изображен нос речного судна с навесным крылом; на фиг.5 - вид фиг.4 по В; на фиг.6 показано сечение фиг.3 по С-С; на фиг.7 изображен нос речного судна с подвижным (поворотным) крылом, вид сбоку; на фиг.8 - вид на крыло по D на фиг.7; на фиг.9 показан нос судна с вертикально перемещаемым крылом, вид сбоку; на фиг.10 - вид фиг.9 по Е.
Нос речного судна содержит выступающую вперед подводную часть, выполненную в виде горизонтально расположенного крыла 1, прикрепленного (фиг.1) или прилегающего (фиг.4) к низу носа с охватом его сбоков. Крыло соединено ребром жесткости 2 с форштевнем 3 носа и имеет, по крайней мере, одну полость 4, сообщающуюся трубопроводом 5 с нагнетателем 6 газа (воздуха), причем нагнетатель газа может быть установлен в вертикальном, наклонном или горизонтальном (не показано) положении. При выполнении крыла навесным (фиг.4 и 5) между трубопроводом и крылом, стенка которого может быть прямой, выпуклой или вогнутой, установлен щелевой патрубок 7. В стенке 8 крыла, преимущественно сверху, выполнены круглые отверстия 9 для истечения газа. Отверстия для истечения газа в стенке крыла, постоянно находящегося в воде, могут быть перекрыты мелкой сеткой, исключающей попадание в полость крыла неорганических или органических объектов. Нагнетатель газа может быть расположен в объеме носа судна (фиг.1) или над крылом (выше ватерлинии) с выводом воздухозаборной трубы 10 вверх или вбок. В качестве нагнетателя газа могут быть использованы высокопроизводительные и высоконапорные вентиляторные, турбовентиляторные установки, авиационные двигатели. Всасывающее отверстие 11 воздухозаборной трубы или нагнетателя газа, перекрытое крупной плоской сеткой или сеткой куполообразной формы, может иметь съемный люк (не показан).
Нос морского судна имеет крыло, разделенное на продольные элементы 12 (эллипсовидного, круглого или иного сечения), полости которых сообщаются с нагнетателем газа через газораспределитель 13. Для судов, работающих в условиях постоянных волнений на акватории, продольные элементы могут быть соединены ребрами жесткости с обшивкой носа судна и скреплены между собой перемычками 14 с режущей кромкой.
В объеме носа речного или морского судна с крылом, постоянно находящимся в воде (фиг.1-3), устанавливается переборка, исключающая проникновение воды в корпус судна при случайном повреждении крыла, например при посадке судна на мель, при столкновении и т.п. Для речных судов навесное крыло (фиг.4 и 5) и крыло с временным погружением в воду (фиг.7, 9 и 10) не требуют установки таких переборок. Крыло (фиг.7) может быть установлено с возможностью поворота относительно оси 15 шарнира 16, неподвижно закрепленного в верхней части носа судна. Крыло может быть установлено с возможностью вертикального перемещения. В этом случае (фиг.9 и 10) нос судна имеет неподвижно закрепленные выше ватерлинии штанги 17 с подвижными каретками 18, жестко связанными, например, с нагнетателем.
Все элементы носа судна, постоянно или временно находящиеся в воде, выполнены обтекаемыми.
На речном судне (фиг.1, 4 и 5) при выключенном нагнетателе 6 газа (воздуха) вода через отверстия 9 может поступать в полость 4 крыла 1, а также в трубопровод 5 до уровня ватерлинии. При включении нагнетателя газа наружный воздух всасывается в отверстие 11 и по воздухозаборной трубе 10 или непосредственно поступает в нагнетатель газа, откуда по трубопроводу и щелевому патрубку 7 подается в полость крыла, вытесняя из нее воду, и через отверстия в стенке 8 выходит в акваторию в виде пузырьков газа (воздуха). Давление газа в полости крыла может превышать, например, в 1,5-3 раза (с учетом волнений на акватории) давление столба воды над ним. При этом перед движущимся судном возникает искусственный воздушно-водный "кипящий" слой, обладающий существенно меньшей плотностью и, следовательно, меньшим гидравлическим сопротивлением, чем слой воды. Ребро 2, соединяющее крыло с форштевнем 3 носа, обеспечивает жесткость конструкции.
На морском судне при включении нагнетателя газа воздух по трубопроводу (фиг.3) подается в газораспределитель 13, где распределяется по элементам 12 и через отверстия в их стенках выходит в воду в виде пузырьков газа. Выполнение крыла разделенным на продольные элементы, снабженные ребрами жесткости и скрепленные перемычками 14, обеспечивает прочность конструкции при волнении на акватории.
В случае выполнения крыла речного судна с возможностью его поворота относительно оси 15 шарнира 16 крыло при включении нагнетателя газа из положения (фиг.7) выше ватерлинии автоматически (вследствие аэродинамических сил, возникающих перед всасывающим отверстием) перемещается в подводное положение. При установке крыла с возможностью вертикального перемещения (фиг.9 и 10) каретки 18 передвигаются по штангам 17, опуская крыло в подводное положение или поднимая его выше ватерлинии.
Предложенное техническое решение повышает быстроходность речных и морских судов с обыкновенным носом и носом судна с U-образными шпангоутами.
Источники информации
1. Энциклопедический словарь юного техника. Сост. Б.В.Зубков, С.В.Чумаков. - М.: Педагогика, 1980. - С.397.
2. Политехнический словарь. Гл. ред. И.И.Артоболевский. - М.: Советская Энциклопедия, 1976. - С.319.
1. Hoc судна, содержащий выступающую вперед подводную часть, имеющую стенку, отличающийся тем, что подводная часть выполнена в виде горизонтально расположенного крыла, имеющего полость, сообщающуюся с нагнетателем газа, а в стенке крыла выполнены отверстия для истечения газа, при этом крыло прикреплено к низу носа с охватом его с боков.
2. Hoc судна по п.1, отличающийся тем, что крыло разделено на продольные элементы, полости которых сообщаются с нагнетателем газа через газораспределитель.
3. Hoc судна содержащий выступающую вперед подводную часть, имеющую стенку, отличающийся тем, что подводная часть выполнена в виде горизонтально расположенного крыла, имеющего полость, сообщающуюся с нагнетателем газа, а в стенке крыла выполнены отверстия для истечения газа, при этом крыло расположено внизу носа с охватом его с боков и выполнено подвижным.
4. Hoc судна по п.3, отличающийся тем, что крыло установлено с возможностью поворота относительно оси шарнира, неподвижно закрепленного в верхней части носа.
5. Hoc судна по п.3, отличающийся тем, что крыло имеет возможность вертикального перемещения.
