Устройство повышения эффективности движения погружённых судов

Авторы патента:

B63B1/00 - Суда и прочие плавучие средства; оборудование для судов (транспортные средства на воздушной подушке B60V; устройства для вентиляции, обогрева, охлаждения или кондиционирования на судах B63J 2/00)

Владельцы патента RU 2540357:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к судостроению и касается устройства и особой формы корпуса судна. Устройство повышения эффективности движения погруженных судов содержит корпус в виде полого усеченного конуса. Конус выполнен по размеру ¾ корпуса судна и ориентирован большим сечением в сторону движения. В кормовой части установлен водометный движитель, который закреплен на подвижных соединениях с зазором между стенками корпуса конуса и водометного движителя. Достигается повышение эффективности движения, сокращение динамического воздействия на жидкость и уменьшение шумовых характеристик. 2 ил.

Изобретение относится к судостроению и касается устройства и особой формы корпуса, снижающие гидродинамическое сопротивление водоизмещающих обтекаемых тел, в частности погруженных судов.

Известно, что существующие формы судов обладают особенностью, когда ток жидкости в носовой части изменяет свое направление и уходит вниз под днище; в кормовой части движение тока повторяется в обратном направлении. Жидкость, выведенная из равновесия динамически в носовой части, поднимается вследствие инерции на высоту, затем опускается и далее совершает колебательные движения, давая, таким образом, начало судовым волнам. При увеличении скорости движения тела в жидкости или газе появляются вихри, тормозящие движение: вследствие вязкости в области, прилегающей к поверхности тела, образуется пограничный слой частиц, движущихся с меньшими скоростями. В результате тормозящего действия этого слоя возникает вращение частиц, и движение жидкости в пограничном слое становится вихревым. Если тело не имеет обтекаемой формы, то пограничный слой жидкости отрывается от поверхности тела. За телом возникает течение жидкости, направленное противоположно набегающему потоку. Оторвавшийся пограничный слой, следуя за этим течением, образует вихри, вращающиеся в противоположные стороны. Жидкость, вращающаяся в вихре, движется быстрее жидкости в стационарном потоке. Поэтому с задней стороны обтекаемого тела, где образовались вихри, давление становится меньше, чем с передней. Разность давлений впереди и позади движущегося тела и создает сопротивление движению тела. Сила сопротивления зависит от формы тела. Придание телу специально рассчитанной обтекаемой формы существенно уменьшает силу сопротивления, так как в этом случае жидкость всюду прилегает к его поверхности и позади него не завихрена. Сопротивление зависит от скорости движения тела в жидкости, свойств жидкости, формы тела и его размеров. Важную роль в создании сопротивления играет форма задней стороны движущегося тела. Позади плоского тела возникает пониженное давление, поэтому сопротивление можно уменьшить, предотвратив срыв потока. Для этого телу придают обтекаемую форму. Поток плавно огибает тело и смыкается непосредственно за ним, не создавая области пониженного давления. В качестве движителя применим водометный движитель, который имеет такое первостепенное преимущество, как передача очень большой мощности упора, недоступной гребному винту из-за чрезмерного возрастания его массы и габаритов. Кроме того, водометный движитель, смонтированный внутри корпуса подводного судна, благодаря применению средств звукоизоляции и звукопоглощения позволит снизить шумность. Размещение рабочего колеса насоса в цилиндрической трубе уменьшит неравномерность потока, что, в свою очередь, приведет к снижению степени его гидродинамической неуравновешенности - одной из главных причин вибрации корпуса погруженного судна, оснащенной гребным винтом.

Известно устройство корпуса судна, снижающее гидродинамическое сопротивление водоизмещающих судов (патент RU 2380268 от 19.10.2007 г.), представляющее собой корпус судна, в носовой части которого установлено устройство в форме пространственной решетки, характеризующееся тем, что пространственная решетка имеет каналы, сформированные горизонтальными и вертикальными плоскостями, и облегает на 1/3 длины судна его носовую часть.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является устройство для снижения гидродинамического сопротивления водоизмещающих судов на высоких скоростях (патент RU 22460 от 08.08.2001), удовлетворяющее гидродинамическому свойству полого усеченного конуса, ориентированного малым сечением в сторону движения. При этом насадка, выполненная в виде полого усеченного конуса, устанавливается перед носовой частью судна.

Недостатком этого устройства является то, что жидкость, выведенная из равновесия динамически в носовой части, совершает колебательные движения, давая, таким образом, начало судовым волнам.

Задачей изобретения является создание устройства повышения эффективности движения погруженных судов за счет уменьшения лобового сопротивления, сокращения динамического воздействия на жидкость, как в носовой части судна, так и по всей длине корпуса, и значительное уменьшение шумовых характеристик за счет применения водометного движителя.

Требуемый технический результат достигается тем, что устройство повышения эффективности движения погруженных судов, содержащее корпус в виде полого усеченного конуса, представляющее собой конус, выполненный по размеру ¾ корпуса судна и ориентированный большим сечением в сторону движения, в кормовой части установлен водометный движитель, закрепленный на подвижных соединениях с зазором между стенками корпуса конуса и водометного движителя. Водометный движитель, который представляет собой гребной винт, заключенный в трубу, который всасывает воду через входное отверстие, разгоняет ее и выталкивает наружу через сопло. Сопло может поворачиваться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, обеспечивая поворот и изменение глубины погружения судна.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг.1 представлено устройство повышения эффективности движения погруженных судов, где:

1 - корпус судна;

2 - усеченный конус;

3 - водометный движитель;

4 - крепления движителя к корпусу конуса.

Схема устройства движителя представлена на Фиг.2, где:

2 - усеченный конус;

3 - водометный движитель;

4 - крепления движителя к корпусу конуса;

5 - винт.

Изобретение работает следующим образом: слой воды перед корпусом судна (1) вырезается усеченным конусом (2), и водный поток направляется в межкорпусном пространстве вокруг корпуса судна на водометный движитель (3), представляющий собой, прежде всего, насос, который всасывает воду через входное отверстие, разгоняет ее и выталкивает наружу через сопло, дальше за задний срез конуса, придавая ускорение судну. Движущееся судно вырезает большим сечением конуса слой воды перед судном и направляет ее в межкорпусное пространство. Из-за особенностей формы подводного судна, имеющего веретенообразную форму и сужение корпуса конуса, вода сжимается и поступает на движитель. Избыток забранной конусом воды, не имеющий возможности быть прокаченным через движитель, выталкивается с ускорением через зазор между стенками корпуса конуса и водометного движителя (3), придавая дополнительное ускорение судну, давая возможность забираемой передним срезом воде прокачиваться через межкорпусное пространство.

Водометный движитель, закрепленный к корпусу конуса с помощью креплений (4), может поворачиваться в горизонтальной и вертикальной плоскостях, обеспечивая поворот и изменение глубины погружения судна. При необходимости торможения, остановки или заднего хода судна винт (5) отрабатывает реверс, в результате чего вода поступает в корпус конуса с кормы и создает в носовой части среза конуса ускорение, обратное направлению движения судна.

Устройство повышения эффективности движения погруженных судов, содержащее корпус в виде полого усеченного конуса, отличающееся тем, что конус выполнен по размеру ¾ корпуса судна и ориентирован большим сечением в сторону движения, в кормовой части установлен водометный движитель, закрепленный на подвижных соединениях с зазором между стенками корпуса конуса и водометного движителя.

Изобретение относится к области морского флота, в котором используются суда с малой площадью ватерлинии, имеющие высокую мореходность и скорость с главными силовыми установками на водородном топливе - продукте термической диссоциации водяного пара - водороде и кислороде, при этом для работы установок используется пресная вода, запасенная в емкостях, являющаяся энергоносителем.

Судовой движитель // 2537988

Изобретение относится к судостроению, а именно к судовым движителям мелководных плоскодонных судов. Судовой движитель содержит подводящий под напором воду трубопровод и сопло.

Кормовая оконечность полупогружного крупнотоннажного судна // 2537362

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию обводов полупогружных крупнотоннажных судов, преимущественно крупнотоннажных танкеров, газовозов и контейнеровозов.

Носовая оконечность корпуса судна повышенной ледопроходимости // 2536568

Изобретение относится к области судостроения и касается проектирования обводов корпуса судна повышенной ледопроходимости, имеющего форштевень с бульбом. Предложена носовая оконечность корпуса судна, имеющего в районе мидель-шпангоута днище с малой или нулевой килеватостью и борта, близкие к вертикальным, содержащая бульб, имеющий в своей верхней части прямое или слегка изогнутое ребро, образованное в диаметральной плоскости при соединении правой и левой поверхностей бульба под пространственным углом 30-150°, имеющее наклон вперед до 30° к плоскости ватерлинии и пересекающее плоскости (уровни) самого верхнего и самого нижнего положений расчетной ватерлинии судна в носу для разных вариантов его загрузки.

Рыболовное судно северных морей // 2535382

Изобретение относится к области судостроения и касается проектирования судов неограниченного океанского плавания, способных к автономному и всепогодному ведению рыбных промыслов на большом удалении от портов в штормовых и ледовых широтах дальневосточных морей России и в северо-западной части Тихого океана.

Судно // 2535368

Изобретение относится к области морских грузоперевозок жидких и полужидких грузов. Судно содержит корпус, рулевую рубку с антенной радиолокатора, по меньшей мере, одну палубу, трюм, судовые танки, приспособления для погрузки/разгрузки наливом жидких и полужидких грузов, машинное отделение, гребной винт, руль.

Барокатамаран // 2535116

Изобретение относится к водному транспорту, а именно к спортивно-прогулочным судам, являющимся средством повышения физических возможностей пользователей, их оздоровления, повышения работоспособности.

Устройство для повышения проходимости маломерных судов // 2534637

Изобретение относится к маломерному судостроению, в частности к конструированию средств, повышающих проходимость моторных лодок, и может найти применение в качестве дополнения к ним для преодоления труднопроходимых (заболоченных, покрытых водными растениями) внутренних водоемов.

Носовая часть корпуса быстроходного судна // 2534498

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования однокорпусных и многокорпусных быстроходных судов с высокими мореходными качествами, позволяющими их эксплуатацию в условиях интенсивного волнения.

Судно с воздушной каверной на днище // 2530905

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования водоизмещающих судов с воздушной каверной на днище. Водоизмещающее судно имеет в днище выемку для образования единой воздушной каверны с волновым профилем, начинающуюся с редана в носовой части и ограниченную скегами по бортам и кормовым сводом в виде наклонной пластины.

Редан высокоскоростного судна из полимерных композиционных материалов // 2544030

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции реданов высокоскоростных судов из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Предложен редан высокоскоростного судна, поперечный полый, выполненный из полимерного композиционного материала и содержащий наружную обшивку и амортизирующие элементы в виде по меньшей мере одной пластины (горизонтально расположенной диафрагмы), расположенной в полости редана между обшивками судна и редана, а также соединяющие их вертикальные продольные диафрагмы, высота которых уменьшается к носовой части судна, причем продольные диафрагмы с верхней и нижней сторон амортизирующих элементов смещены относительно друг друга в поперечном направлении. Соединение продольных диафрагм и боковых стенок с обшивкой и амортизирующими элементами производится на клею с использованием опорных элементов из пенопласта, которые приклеиваются к обшивке и амортизирующим элементам и обформовываются одним или несколькими слоями армирующего материала. На боковые стенки и обшивку редана с наружной стороны дополнительно наформовываются приформовочные угольники. Полости редана, расположенные друг над другом в одном или двух симметричных продольных сечениях судна (по отношению к диаметральной плоскости судна), заполняются пенопластом высокой плотности. Предлагаемая конструкция редана высокоскоростного судна позволяет уменьшить действующие на корпусные конструкции нагрузки, вызванные ударами корпуса в районе редана о морские волны, а также снизить сопротивление воды движению судна на волнении. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ изготовления винта спиралевидной формы (вариант русской логики-версия 2) // 2544073

Изобретение относится к кораблестроению и может быть использовано как при изготовлении гребных винтов для различных судов. Для изготовления гребного винта спиралевидной формы выполняют вал винта с возможностью вращения, на поверхности которого последовательно располагают лопасти грибного винта корпуса судна. Вал выполняют в виде двух половин, конец которых шарнирно располагают в активном фиксаторе. Активный фиксатор закрепляют в средней части крышки жесткости с круглой поверхностью с ее нижней стороны и их функционально связывают и машиной для передачи им момента вращения. Противоположные концы двух половин вала шарнирно располагают в пассивном фиксаторе, который закрепляют в верхней части линейной крышки жесткости с круглой поверхностью ее противоположных сторон. Достигается уменьшение скорости вращения ходовых винтов. 3 ил.

Гидроцикл // 2545161

Изобретение относится к области скоростного маломерного судостроения. Гидроцикл содержит корпус, двигатель, муфту сцепления, редукторы, механизмы управления. Корпус выполнен обтекаемым, сигарообразным с передним поперечным реданом и плоским днищем. В верхней части корпуса установлено сиденье водителя, по бокам которого закреплены горизонтальные стабилизаторы с рулями высоты. За стабилизаторами установлен водовоздушный руль. Внутри средней части корпуса выполнен сквозной цилиндрический канал, который открывается на верхнюю поверхность корпуса и заканчивается на плоской поверхности днища позади редана и закрывается сверху и снизу предохранительными решетками. В верхней части сквозного цилиндрического канала установлен осевой нагнетатель воздуха, позади которого размещено спрямляющее устройство. Двигатель размещен в передней части корпуса, через муфту сцепления, поворотный редуктор и внутриканальный редуктор соединен с осевым нагнетателем воздуха. На верхней части корпуса установлена T-образная ручка с возможностью поворота в горизонтальной плоскости и кинематически соединенная с водовоздушным рулем и правыми и левыми рулями высоты и с возможностью раздельного поворота в вертикальной плоскости. Достигается повышение технических характеристик судна. 9 ил.

Катер-катамаран сборно-разборный // 2547670

Изобретение относится к судостроению, а именно к маломерным плавучим судам. Катер-катамаран сборно-разборный содержит два поплавка, сборно-разборный каркас, составные соединительные элементы, соединительный крепеж. Поплавки снабжены рымами, обечайками, стабилизатором поперечной устойчивости, носовым отбойником, нижними и верхними опорными рычагами. Сборно-разборный каркас салона состоит из вертикальных стоек, продольных и поперечных реек. Рейки снабжены втулками и угловыми элементами, которые состоят из кронштейнов, левых и правых фигурных углов, боковых и внутренних углов. Достигается простота конструкции, повышение прочности и надежности каркаса катамарана и высокая маневренность и устойчивость на воде. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Катамаран на воздушной подушке // 2548213

Изобретение относится к судостроению и касается катамаранов на воздушной подушке. Катамаран на воздушной подушке содержит два параллельных корпуса с элементами их соединения, вентиляционную установку с приводом, смонтированную в носовой части катамарана, и каналы подачи воздуха от установки. Оба корпуса изготовлены плоскодонными. Выходные концы каналов направлены к днищу корпуса под острым углом, при этом выходные отверстия каналов выполнены в днище в виде расположенных равномерно по длине днища поперечных щелей или рядов отверстий. Достигается повышение скоростных возможностей и снижение энергетических затрат на режиме движения судна над водой. 4 ил.

Судно с частичной массой глиссирования // 2550783

Изобретение относится к области судостроения, а именно к глиссирующим судам, и может использоваться как пассажирское судно при скоростях движения около и значительно больше 100 км/ч. Судно с частичной массой глиссирования на подводных крыльях состоит из трех модулей. Основной и топливный корпуса выполнены каждый на подводном крыле. Основной корпус с топливным корпусом, как и топливный корпус с глиссирующим буксиром соединены с возможностью вертикального перемещения. Входное и выходное отверстия водометного турбонасоса совпадают при виде спереди. Выходной патрубок в проекции на вертикальную плоскость наклонен к глиссирующей площадке под углом 45 градусов. Турбореактивный двигатель расположен в верхней части транцевой области и снабжен свободной турбиной, механически связанной с водометным турбонасосом. Судно с частичной массой глиссирования с воздушным крылом состоит из двух модулей. Основной корпус с глиссирующей площадкой и воздушное крыло выполнено с возможностью горизонтального перемещения. Судно снабжено устройством механизации крыла. Достигается снижение гидравлического сопротивления, повышение коэффициента гидродинамического качества глиссирующих судов, расширение условий эксплуатации. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Кормовая оконечность судна ледового плавания // 2551638

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкциям кормовых оконечностей судов ледового плавания. Предложена кормовая оконечность судна ледового плавания, содержащая ледорезный выступ, жестко закрепленный на ахтерштевне в диаметральной плоскости судна и расположенный позади пера руля по ходу движения судна. Верхний конец оси поворота пера руля пропущен через ахтерштевень, а нижний размещен на пятке, жестко скрепленной с килем, ось поворота пера руля размещена со стороны ледорезного выступа, который жестко связан вертикальной стойкой с соответствующим концом пятки, образуя вертикальную защитную раму вокруг винто-рулевого комплекса. Задняя по ходу движения судна кромка вертикальной стойки заострена. По обе стороны ахтерштевня под острым углом к горизонтальной плоскости на подводной поверхности корпуса судна жестко закреплены отбойники льда, свободные кромки которых опущены ниже закрепленных кромок, по меньшей мере, на уровень ниже верхней кромки винта. Расстояние от оси поворота пера руля до его задней по ходу движения судна кромки не превышает радиус кривизны, описываемой этой кромкой. Технический результат заключается в повышении управляемости судна при его движении задним ходом и повышении надежности защиты винто-рулевого комплекса, в особенности при перекладке пера руля на любой из бортов судна. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Корпус судна // 2553607

Изобретение относится к области судостроения и касается моделирования преимущественно мелких судов гражданского назначения, например, катеров, моторных лодок, скутеров. Предложен корпус судна, содержащий водонепроницаемую стенку с нанесенной ватерлинией, разделяющей ее на надводную и подводную части, на прямом участке стенки с каждого борта установлено по меньшей мере одно, расположенное наклонно по отношению к ватерлинии, подводное крыло с возможностью его вертикального перемещения из подводного положения в надводное и обратно. Технический результат заключается в повышении ходкости мелких моторных судов. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Тримаран с поворотными аутригерами // 2554729

Изобретение относится к судостроению, а именно к средству водного транспорта с основным корпусом и по меньшей мере одним аутригером. Тримаран содержит по меньшей мере два аутригера с возможностью регулирования по высоте. В положении под основным корпусом непосредственно аутригеры прилегают друг к другу и составляют единый жёсткий корпус. Аутригеры поворотно установлены на основном корпусе и с возможностью поворота независимо друг от друга. На основном корпусе и на аутригере установлены крылья. В основном корпусе или в аутригере предусмотрена выемка, которая принимает крыло. Крыло выполнено телескопически выдвигающимся или откидным. Достигается повышение устойчивости, оптимальных динамических качеств на высоких скоростях, оптимальных гидродинамических характеристик, минимизация повреждений при убранном крыле. 16 з.п. ф-лы, 36 ил.

Судно с лопастными гребными колёсами // 2555072

Изобретение относится к области судостроения, а именно к судам с лопастными гребными колёсами. Корма судна с лопастными гребными колёсами выполнена в виде двух сквозных водопроточных каналов, разделяющих днище на три водоизмещающих секции. На вертикальных стенках водопроточных каналов установлены опоры двух ведущих валов с гребными колёсами, состоящими из двух параллельных друг другу прочных дисков с установленными между ними лопастями, расположенными по нескольким разноудалённым диаметрам. При вращении колёс лопасти двигаются друг за другом группами, переливая воду на более удалённые от вала лопасти, обеспечивая им безударный вход в воду под углом в 45 градусов. При выходе из воды угол наклона лопастей к горизонту обеспечивает им выброс ускоренной воды ниже ватерлинии. Достигается создание судна с движителем, обладающим большим гидравлическим сечением, обеспечивающим безударный вход в воду, отсутствие волны при выходе из воды, создание большого упора судну как при глубокой воде, так и при ограниченной осадке, возможность использования скоростного напора встречного потока воды. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.