Судно с малой площадью ватерлинии

Авторы патента:

B63B1/10 - 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 2601464:

Лялин Александр Поликарпович (RU)

Изобретение относится к области судостроения, преимущественно к высокоскоростному морскому флоту, как к военному, так и к гражданскому. Судно с малой площадью ватерлинии содержит два корпуса: надводный и подводный, которые соединены вертикальными стойками, а также двигательные установки и воздушные компрессоры, которые расположены в подводном корпусе. Подводный корпус в поперечном сечении выполнен прямоугольным, с плоской горизонтальной верхней поверхностью, с плоскими вертикальными боковыми поверхностями и нижней поверхностью. Нижняя поверхность в продольном сечении подводного корпуса имеет форму хорошо обтекаемого тела с подачей сжатого воздуха под нижнюю поверхность подводного корпуса. Достигается простота конструкции, снижение трения и волнового сопротивления. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области судостроения, преимущественно высокоскоростного морского и может быть использовано как в гражданском флоте (вар. круизные лайнеры), так и в военном (вар. авианосцы).

Известны суда с малой площадью ватерлинии (см. материал из Википедии «Корабли и суда с малой площадью ватерлинии»), содержащие надводный и подводные корпуса (как правило, два - катамаранная схема), соединенные вертикальными стойками обтекаемой формы. При этом двигательные установки могут располагаться как в надводном, так и в подводных корпусах судна.

И хотя в мире уже построено более 50 судов по такой схеме (S.W.A.T.H.), широкому их распространению препятствует ряд недостатков. Подводные корпуса близки по форме к корпусам подводных лодок и потому сложны в изготовлении. Кроме того, круглое сечение корпусов затрудняет размещение в них судового оборудования, в частности двигательных установок. Использование подводных корпусов круглого сечения и особенно двух увеличивает смоченную поверхность, а значит, и трение, в сравнении с обычными надводными судами равного водоизмещения. Чтобы снизить до минимума волновое сопротивление, что является одним из главных достоинств судов данной схемы, подводные корпуса погружают на значительную глубину, что затрудняет заход в мелководные порты.

Целью изобретения является устранение перечисленных выше недостатков при сохранении всех достоинств данной схемы.

Технический результат достигается тем, что в судне с малой площадью ватерлинии, содержащем два корпуса: надводный и подводный, соединенных вертикальными стойками, с двигательной установкой размещенной в подводном корпусе, по изобретению последний выполнен прямоугольным в поперечном сечении с горизонтальной верхней поверхностью, плоскими вертикальными боковыми и нижней, имеющей в продольном сечении корпуса форму хорошо обтекаемого тела. Для снижения трения под нижнюю поверхность подводного корпуса подается сжатый воздух. Для предотвращения утечки воздуха, вертикально расположенные боковые поверхности подводного корпуса снабжаются скегами. При этом сжатый воздух подается в передней части подводного корпуса и по всей его ширине. Для повышения равномерности распределения слоя сжатого воздуха по всей нижней поверхности подводного корпуса имеются продольные ребра, высота которых превышает толщину слоя воздуха заключенного между ними.

На фиг. 1 изображено судно с уменьшенной площадью ватерлинии (далее СУПВ.) в продольном разрезе. На фиг. 2 СУПВ. Вид А. На фиг. 3 приводится упрощенное сравнение величин смоченных поверхностей обычных подводных корпусов круглого сечения (F₁) и прямоугольного со смоченными поверхностями а+б+в (F₂) равного водоизмещения (10000 т для прямоугольного подводного корпуса и 2×5000 т для двух подводных корпусов круглого сечения. На фиг. 4 схематично показано образование надводного «горба» за носовой частью обычного подводного корпуса круглого сечения при малой глубине погружения и его отсутствие у подводного корпуса предлагаемой формы.

СУПВ. содержит надводный корпус Η и подводный корпус Π соединенные между собой вертикальными обтекаемыми стойками 1. Подводный корпус Π образован плоской горизонтальной верхней поверхностью 2, двумя вертикальными боковыми поверхностями 3 со скегами 4 и нижней поверхностью 5, имеющей профиль хорошо обтекаемого тел с продольными ребрами 6. В подводном корпусе Π размещаются двигатели 7 с движителями 8 (вар. гребные винты).

СУПВ. действует следующим образом. Для стартового разгона до крейсерской скорости используются дополнительные двигатели (вар. газотурбинные), после чего с помощью компрессоров (не показаны) под нижнюю поверхность 5 в передней части подводного корпуса Π начинает нагнетаться сжатый воздух, что приводит к значительному уменьшению сопротивления движению и дополнительные двигатели отключаются.

Соотношение смоченных площадей подводных корпусов двух судов равного водоизмещения (вар. 10000 т) - обычного, катамаранного типа с корпусами круглого сечения и предлагаемого с одиночным подводным корпусом прямоугольного сечения с подачей сжатого воздуха под нижнюю поверхность (см. фиг. 3), свидетельствует о почти двукратном снижении потерь на трение (F₁=25130 м²×2 и F₂=30000 м²), что при почти полном отсутствии волнового сопротивления (главное достоинство схемы S.W.A.T.H.) обеспечивает значительный прирост скорости движения при той же мощности двигателей.

Различается и гидродинамическое воздействие разной формы подводных корпусов на водную среду при высокоскоростном движении (см. фиг. 4). Подводный корпус круглого сечения вследствие поперечной симметрии, своей носовой частью «расталкивает» воду равномерно во все стороны, что при малой глубине погружения создает «горб» на поверхности воды - источник волнового сопротивления. И во избежание этого подводные корпуса круглого сечения погружаются довольно глубоко в воду, повышая этим осадку судна. Предлагаемая прямоугольная форма подводного корпуса судна с плоской горизонтальной верхней поверхностью при высокоскоростном движении «выталкивает» воду вследствие ее инерционности вниз и не создает «горба», даже при движении в поверхностных слоях воды.

И предлагаемая прямоугольная форма подводного корпуса не только несравнимо проще, а значит, и дешевле в изготовлении, но и гораздо удобнее в использовании внутреннего пространства, чем круглые корпуса.

1. Судно с малой площадью ватерлинии, содержащее два корпуса: надводный и подводный, соединенные вертикальными стойками, двигательные установки и воздушные компрессоры, расположенные в подводном корпусе, отличающееся тем, что подводный корпус выполнен прямоугольным в поперечном сечении, с плоской горизонтальной верхней поверхностью, с плоскими вертикальными боковыми поверхностями и нижней поверхностью, в продольном сечении подводного корпуса имеющей форму хорошо обтекаемого тела, с подачей сжатого воздуха под нижнюю поверхность подводного корпуса.

2. Судно по п.1, отличающееся тем, что плоские вертикально расположенные боковые поверхности подводного корпуса снабжены скегами, исключающими отток воздуха из под нижней его поверхности.

3. Судно по п.1, отличающееся тем, что сжатый воздух под нижнюю поверхность подводного корпуса подается в передней его части и по всей его ширине.

4. Судно по п.1, отличающееся тем, что снаружи по всей длине нижней поверхности подводного корпуса имеется несколько продольных, равномерно распределенных ребер.

5. Судно по п.4, отличающееся тем, что продольные ребра имеют высоту, превышающую толщину слоя воздуха под нижней поверхностью подводного корпуса.

Похожие патенты:

Высокоскоростной катамаран // 2600263

Изобретение относится к области судостроения, преимущественно речного, и может быть использовано для создания высокоскоростных пассажирских судов. Судно-катамаран содержит два корпуса, связанных между собой соединительным мостом.

Гидродинамический канализирующий насадок для регулирования потока на носу судна // 2597430

Изобретение относится к области судостроения и касается гидродинамических характеристик судна. Предложен гидродинамический канализирующий насадок, установленный на носу судна и состоящий из горизонтальной стенки (1) и двух боковых стенок (2 и 3), благодаря которым поток через канал приобретает характеристики, существенно отличающиеся от характеристик потока вне канала, и тем самым снижается волнообразование, потери на трение и, соответственно, расход топлива, необходимый для движения судна в обычных условиях.

Судовое устройство // 2596383

Изобретение относится к судовым устройствам. Судовое устройство (1) содержит плавающий буй (3), подводную полезную нагрузку (5) с электрическими средствами и электронными устройствами, источник энергии (7) и причальный трос (9).

Подводное плавающее устройство // 2592956

Изобретение относится к подводному плавающему устройству (1), включающему вставку (4), содержащую термопластический материал и полую трубу (7), пену (5) из термопластического материала, по меньшей мере частично, закрывающего вставку (4), наружную обшивку (6), содержащую термопластический материал, который сформирован инжекцией под давлением по пене и находится в контакте с водой во время использования.

Гидроаэродинамический движитель, принцип аэроглиссирования на воде // 2592755

Изобретение относится к области водного транспорта. Гидроаэродинамический движитель состоит из конструкции судна, включающий в себя носовой обтекатель с реданом, бортовые и килевые продольные ножи, между которыми располагаются днищевые направляющие крылья, где рабочим телом является нагнетаемый воздух, выбрасываемый через направляющие крылья в воду под днищем судна.

Быстроходное судно с реданом на днище // 2585688

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции быстроходных судов. Быстроходное судно с реданом на днище снабжено наряду с основными движителями вспомогательным движителем.

Ледокольное судно // 2585393

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса создания ледокольных судов, предназначенных для прокладки широкого канала, обеспечивающего безопасную проводку крупнотоннажных судов во льдах.

Аэросани-амфибия // 2585208

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции глиссирующего судна, предназначенного для перемещения по воде, льду и снегу. Аэросани-амфибия содержат корпус с некилеватым днищем, кабину, двигатель с воздушным винтом и аэродинамические рули.

Носовая оконечность корпуса судна // 2585206

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для проектирования корпусов судов с возможностью осуществления погрузочно-разгрузочных операций на необорудованном побережье, десантных кораблей, в решении задач освоения ресурсов шельфа.

Универсальное полупогружное крупнотоннажное транспортное судно для плавания в морях с ледовым покровом и на чистой воде // 2585199

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции полупогружных судов, предназначенных для эксплуатации в ледовых условиях Арктики и в незамерзающих морях.

Водоизмещающее судно с воздушной каверной на днище с дифферентно-креновой системой // 2601997

Изобретение относится к области судостроения и касается морских крупнотоннажных транспортных судов с искусственной каверной на днище с дифферентно-креновой системой, предназначенных для эксплуатации в ледовых полях, в том числе в условиях малых глубин Балтийского моря и Арктического шельфа. Предложенное 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. Полость выемки сообщена с системой подачи воздуха и с системой стравливания воздуха из нее. Внутри выемки размещены продольные кили, разделяющие выемку на продольные секции, и поперечные козырьки в виде наклонных пластин, следующих друг за другом вниз по потоку. Системы стравливания и подачи воздуха в продольных секциях выемки, а также в носовой и кормовой частях каждой продольной секции, ограниченных козырьками, выполнены независимыми друг от друга с возможностью раздельной подачи и стравливания воздуха. Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных характеристик, увеличение экономической эффективности и повышение ледопроходимости морского крупнотоннажного транспортного судна с воздушной каверной на днище. 2 ил.

Универсальное транспортное судно // 2603709

Изобретение относится к области судостроения и судоходства в сложных и штормовых условиях мореходства на дальних океанских линиях. Объектом изобретения является универсальное транспортное судно для условий всесезонного и всепогодного мореходства в дальневосточных морях России, способного к всесезонному и всепогодному обслуживанию не обустроенных морских и океанских коммуникаций на Дальнем Востоке и в полярных регионах России. Обводы, форма корпуса и общеархитектурный облик универсального транспортного судна сформированы в результате анализа результатов ходовых и мореходных испытаний моделей судов. Изобретение направлено на минимизацию внешнего силового воздействия на судно со стороны ураганных ветров и штормового волнения, достижение минимальности всех видов качки и поддержание заданной скорости хода на любых курсах относительно ураганного ветра и гребней штормовых волн. 2 ил.

Морской спасатель - научно-исследовательское судно // 2603818

Изобретение относится к области судостроения и судоходства в сложных штормовых и ледовых условиях плавания. Объектом изобретения является всепогодный морской спасатель - научно-исследовательское судно, создаваемое с ориентацией на всесезонное и всепогодное мореходство в дальневосточных морях России. Изобретением определяются оптимизированные обводы корпуса, а также выполнение и расположение надстройки, устройств и механизмов судна. Технический результат заключается в минимизации внешнего силового воздействия со стороны ураганных ветров и штормового волнения при обеспечении активного маневрирования судна. 4 ил.

Кормовая часть ледокола // 2604253

Изобретение относится к области судостроения и касается эксплуатации ледоколов при буксировке судов ледового плавания в акваториях с ледовым покровом, а именно судов с бульбовой носовой частью. Кормовая часть ледокола имеет подводную оконечность и надводную оконечность, кормовой подзор с установленными в нем гребным винтом с обтекателем, рулевым устройством. Надводная оконечность выполнена с наружной кромкой и кормовым вырезом, снабженным кранцем, для размещения носа буксируемого способом «вплотную» судна ледового класса. Носовая часть буксируемого судна выполнена с бульбом. Надводная оконечность кормовой части ледокола удлинена на величину, равную, по меньшей мере, расстоянию между обтекателем гребного винта и наружной кромкой надводной оконечности кормовой части ледокола до удлинения, с образованием пространства между бульбовым носом буксируемого судна и гребным винтом. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности буксировки «вплотную» ледоколом судов ледового плавания, имеющих бульбовую носовую часть. 3 ил.

Судно туннельно-скегового типа // 2606429

Изобретение относится к области судостроения, касается конструирования судов туннельно-скегового типа и может быть использовано при постройке десантных судов. Предложено судно туннельно-скегового типа, содержащее корпус, имеющий днище с продольным туннелем, выполненным с верхним подковообразным сводом с образующими, параллельными диаметральной плоскости судна, в носовой и кормовой оконечностях установлены подвижные ограждения, в корпусе установлен нагнетатель воздуха высокого давления, в плоскости конструктивной ватерлинии смонтированы бортовые роторно-винтовые движители, имеющие стационарную оболочку, закрывающую верхнюю часть движителя, и оболочку, подвижную вокруг оси движителя, закрывающую нижнюю часть движителя при движении судна в режиме крейсерской скорости. Технический результат от использования предлагаемого изобретения состоит в повышении эксплуатационных характеристик судна туннельно-скегового типа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Кормовая оконечность стабилизированного для штормового плавания корабля // 2607135

Изобретение относится к области судостроения и касается проектирования формы кормовой оконечности корпуса судна, эксплуатируемого в сложных штормовых и ледовых условиях мореплавания. Предложена кормовая оконечность стабилизированного для штормового плавания корабля, сформированная ахтерштевнем и кормовым подзором, которая выполнена в одно- или в двухвинтовом варианте установки движителей с возможностью использования крыльевых стабилизаторов остаточной бортовой и килевой качки и c устройством двух винтовых поверхностей для гидродинамической стабилизации ходового дифферента на тихой воде и в условиях интенсивного штормового волнения: первой - на уровне переменных ватерлиний с протяженностью от завала шпангоутов на бортовых булях до заостренной кормовой раковины крейсерской кормы, и второй винтовой поверхности - опирающейся на килевую линию, с закручиванием потока воды в противоположную сторону из-под днища вверх в зону винторулевого комплекса, скуловые обводы при сопряжении этих винтовых поверхностей создают условия взаимокомпенсации вихревых потоков под кормовым подзором, что требуется для общей стабилизации поступательного течения и гашения внешних волновых возмущений в зоне действия рулей и стабилизаторов качки, Изобретение способствует лучшей ходкости и малой качке в условиях интенсивного штормового волнения, предотвращает набрызговое обледенение верхних палуб и обусловливает возможность автономного плавания во льдах средней тяжести. 2 ил.

Носовая оконечность быстроходного надводного корабля или относительно тихоходного гражданского судна повышенной штормовой мореходности и ледовой проходимости в автономном плавании // 2607136

Изобретение относится к области судостроения и касается проектирования формы носовой оконечности корпуса судна, эксплуатируемого в сложных штормовых и ледовых условиях мореплавания. Улучшение ходовых и маневренных качеств на интенсивном штормовом волнении, умерение всех видов качки, снижение риска обледенения верхних палуб достигается особым устройством форштевня и скуловых обводов: заваленным или вертикальным форштевнем для безударного прорезания гребней штормовых волн, с возможностью движения во льдах в режиме ледореза, со штормовым подрезом в нижней части форштевня для раскрепощения рыскания в условиях интенсивной бортовой и килевой качки, с упрочнением нижней части форштевня и заостренной надводной частью форштевня-ледореза, надводные ветви шпангоутов оптимизируются от небольшого развала, стабилизирующего активный штормовой ход, до их завала со снижением высоты бака для компенсации килевой качки за счет заливаемости носовой палубы тихоходных судов, бульбовое образование задает начало винтовой поверхности на уровне переменных ватерлиний от форштевня до зоны отрыва расходящейся корабельной волны, что компенсирует силовое воздействие встречных штормовых волн и служит уменьшению ходового дифферента, за зоной отрыва корабельной волны начинается выпуклый изгиб шпангоутных контуров с образованием завала борта и подводных булей в средней части корпуса, что снижает бортовую качку в штормовых условиях. 2 ил.

Корпус судна туннельно-скегового типа // 2610154

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования корпуса судна туннельно-скегового типа. В предлагаемом корпусе судна туннельно-скегового типа, имеющем надводный и подводный корпуса с криволинейными бортами ниже конструктивной ватерлинии и днище с продольным туннелем, выполненным с верхним подковообразным сводом и вертикальными стенками, подвижное ограждение носовой оконечности выполнено по типу убирающейся многослойной балаклавы, имеющей механизм подъема и опускания, подвижное ограждение кормовой оконечности выполнено в виде плоскостной системы сложенных вдвое и зафиксированных перегибами на стержне и/или на трубе эластомерных полотен, свободными концами лежащих друг на друге, два нагнетателя воздуха высокого давления смонтированы вблизи носовой и кормовой оконечности судна на осях с возможностью фиксированного отклонения от вертикали до 30° каждого в продольной плоскости судна, движители водометного типа в подводных корпусах выполнены по полой проточной схеме, когда роторная часть движителя несплошная кольцевая встроена в статорную часть. Технический результат от использования предлагаемого изобретения состоит в повышении эксплуатационных характеристик судна туннельно-скегового типа. 3 ил.

Тримаран // 2610161

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкции скоростных судов с узким длинным корпусом и малой площадью по ватерлинии. Тримаран имеет очень узкий длинный корпус, остойчивость которого обеспечивается за счет двух боковых поплавков-аутригеров. Палубная часть корпуса выполнена в виде диска, на дальних от корпуса судна частях которого смонтированы подвешиваемые ниже ватерлинии поплавки в виде дисков. Достигается повышение быстроходности и гидродинамической подъемной силы судов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Быстроходное судно // 2610754

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкции высокомореходных быстроходных судов. Предложено быстроходное судно, содержащее корпус, в килеватом днище которого выполнена выемка для образования искусственной газовой каверны, а также средства подачи в нее газа под избыточным давлением. Расположенная в носовой части корпуса вершина днищевой выемки снабжена поперечным реданом и смонтированным в районе его расположения носовым гидравлическим движителем, который расположен так, чтобы его реактивная струя проходила ниже срывообразующей кромки поперечного редана. Днище судна может быть снабжено цилиндрической вставкой днища, охватывающей днищевую выемку со стороны носа и бортов корпуса судна. Нижняя часть носовой оконечности корпуса может быть снабжена таранообразным выступом. В качестве носового гидравлического движителя могут быть применены угловая поворотно-откидная колонка, подвесной лодочный мотор, водометный движитель и другие движители. Технический результат заключается в повышении эксплуатационно-технических характеристик быстроходного судна. 12 з.п. ф-лы, 10 ил.