Носовая оконечность корпуса судна

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию обводов носовой оконечности корпуса судна. Носовая оконечность корпуса судна содержит обтекатель палубы. Обтекатель установлен, по меньшей мере, на одной трети длины судна и выполнен из отдельных секций, расположенных попарно симметрично продольной оси судна, вместе образуя полуцилиндр. Каждая секция закреплена на оси, параллельной продольной оси судна, с возможностью независимого поворота и перемещения под палубу. Исключается возможность захвата носовой оконечности судна волной, что повышает безопасность мореплавания. 2 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию обводов носовой оконечности корпуса судна.

Известна конструкция передней части судна вытеснительного типа (RU 2374120, МПК В63В 1/06, опубл. 27.11.2009 г.) с поперечной симметрией относительно центральной оси, причем образующие линии корпуса увеличиваются по ширине от базовой линии. Низ является плоским или имеет килеватость и переходит в днище с заданным радиусом днища. От днища и до заданной высоты образующие линии немного наклонены наружу. На уровне палубы бака форма наклонной наружу линии прекращается и проходит вверх в виде изогнутой линии обратно в направлении центральной оси.

Данная конструкция обладает следующими недостатками:

- судно имеет большую парусность;

- рулевая рубка удалена от машинного отделения, что затрудняет прокладку кабельных трасс;

- плохие условия обитаемости;

- удары волн могут выбить иллюминаторы в рубке и привести к повреждению навигационного оборудования;

- при большой высоте волн они могут перехлестнуться через надстройку, при этом плоские поверхности палубы будут способствовать захвату носа судна волной [Бураковский Е.П., Бураковский П.Е. Некоторые проблемы обеспечения общей прочности судов в чрезвычайных ситуациях // Труды Крыловского государственного научного центра - Вып. 82(366), 2014. - С. 21-30];

- плохая всхожесть на волну, т.к. из-за стройности ватерлинии судно врезается в волну, и она скручивается над носом и в сторону, в результате чего нос судна может быть захвачен волной, что приведет к гибели судна.

Известна носовая оконечность судна, содержащая форштевень, бульбовую наделку, днище, палубу, полубак и фальшборт (Барабанов Н.В. Конструкция корпуса морских судов. Л., Судостроение, 1981. - 552 с., с. 181-189, рисунок 44).

Данная конструкция обладает существенным недостатком, заключающимся в возможности захвата носовой оконечности волной, вследствие чего может произойти как опрокидывание судна, так и разрушение его корпуса, что обусловлено наличием плоских поверхностей палубы и надстройки бака [Бураковский Е.П., Бураковский П.Е. Некоторые проблемы обеспечения общей прочности судов в чрезвычайных ситуациях // Труды Крыловского государственного научного центра - Вып. 82(366), 2014 - С. 21-30]. Захват носовой оконечности волной означает, что при сильном заливании палубы она работает в подводном положении как крыло, обтекаемое потоком жидкости, в результате чего на плоских поверхностях возникает равнодействующая сил давления, определяющаяся углом атаки и скоростью набегающей жидкости. Это обтекание неустойчиво, в результате чего равнодействующая может в любой момент сместиться в сторону от диаметральной плоскости и вызвать сильный крен или опрокидывание судна, либо вызвать разрушение корпуса в случае отсутствия смещения равнодействующей из диаметральной плоскости.

В качестве ближайшего аналога принята носовая оконечность корпуса судна, оснащенная обтекателем (CN 105480384, МПК В63В 17/00, опубл. 13.04.2016 г.).

Существенным недостатком данной конструкции является то, что обтекатель может быть установлен лишь на небольшой длине корпуса в носовой оконечности. Увеличение длины данного обтекателя сопряжено с тем, что он сделает невозможным выполнение погрузочно-разгрузочных и производственных операций на палубе судна, а также существенно ухудшит обзор судоводителю, что будет вести к возникновению навигационных аварий. При небольшой длине обтекателя он будет способствовать снижению нагрузок, действующих на палубу судна, только при малой высоте волн. Однако на развитом волнении в воду может погружаться более трети длины судна, в результате чего данный обтекатель будет неэффективен и носовая оконечность судна при большой высоте волн будет захвачена волной, что приведет к опрокидыванию судна или разрушению его корпуса.

Изобретение решает задачу повышения безопасности мореплавания, исключая захват волной носовой оконечности судна, за счет создания оптимальных условий обтекания носовой оконечности судна на протяжении не менее одной трети его длины при погружении в волну в штормовых условиях, путем уменьшения равнодействующей сил давления и недопущения смещения этой силы в сторону от диаметральной плоскости, с сохранением полезной площади палубы при нормальных условиях эксплуатации.

Для получения необходимого технического результата в носовой оконечность корпуса судна, содержащей обтекатель палубы, предлагается обтекатель установить, по меньшей мере, на одной трети длины судна и выполнить из отдельных секций, которые расположить попарно симметрично продольной оси судна, вместе образуя полуцилиндр. Каждую секцию предлагается закрепить на оси, параллельной продольной оси судна, с возможностью независимого поворота и перемещения под палубу.

В предлагаемом техническом решении в штормовых условиях секции обтекателя устанавливаются над палубой на длине, не менее трети длины судна, в результате чего поток жидкости действует на обтекатель палубы, а не на плоскую поверхность палубы, благодаря чему снижается гидродинамическая сила, действующая на носовую оконечность, и исключается возможность смещения этой силы в сторону от диаметральной плоскости, за счет чего исключается опрокидывание судна.

На прилагаемых графических материалах изображено:

на фиг. 1 - общий вид носовой оконечности судна;

на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

На графических материалах приняты следующие обозначения:

1 - палуба;

2 - секция обтекателя;

3 - ось секции обтекателя.

Конструкция носовой оконечности корпуса судна содержит палубу 1 и секции обтекателя 2, закрепленные на осях секции обтекателя 3.

Носовая оконечность судна работает следующим образом. При движении судна в условиях сильного встречного волнения может происходить периодическое погружение в воду носовой оконечности, что ведет к появлению сложного режима обтекания палубы 1 и вызывает опасность захвата носовой оконечности судна волной. В предлагаемой конструкции при возникновении опасности захвата носовой оконечности судна волной секции обтекателя 2 переводятся в положение, при котором они образуют выпуклую цилиндрическую поверхность над палубой 1 судна. В таком случае при погружении носовой оконечности судна в волну поток жидкости действует на секции обтекателя 2 с выпуклой стороны, за счет чего уменьшается равнодействующая сил давления и исключается возможность смещения этой силы в сторону от диаметральной плоскости судна. Это позволяет существенно снизить нагрузку, действующую на палубу 1 судна в носовой оконечности при ее обтекании. В конструкции ближайшего аналога для беспрепятственного использования пространства палубы и сохранения обзора судоводителю обтекатель может быть установлен лишь на небольшой длине корпуса, поэтому его влияние на гидродинамическую силу, действующую на палубу судна при ее обтекании, будет несущественным. Кроме того, при погружении в волну конструкции ближайшего аналога вода будет заливаться в полость между обтекателем и палубой, что будет соответствовать обтеканию вогнутой поверхности потоком жидкости и дополнительно увеличит нагрузку на носовую оконечность даже по сравнению с плоской поверхностью палубы, характерной для традиционной конструкции носовых оконечностей судов.

Увеличение длины обтекателя в конструкции ближайшего аналога сопряжено с загромождением палубы и невозможностью проведения погрузочно-разгрузочных и производственных операций. Кроме того, в таком случае существенно ограничивается зона обзора судоводителя, что может привести к аварийным ситуациям, особенно при маневрировании в портах, а также при движении в районах с интенсивным судоходством. В предлагаемой конструкции в условиях нормальной эксплуатации судна, не связанной с воздействием развитого волнения на носовую оконечность, секции обтекателя 2 убираются под палубу 1 путем поворота относительно осей секции обтекателя 3. Это позволяет избежать указанных выше недостатков, свойственных конструкции ближайшего аналога в случае увеличения длины обтекателя до значений, при которых он смог бы оказать существенное влияние на величину гидродинамических нагрузок, действующих на палубу судна при ее обтекании.

Таким образом, силу, действующую на носовую оконечность конструкции ближайшего аналога и предлагаемой конструкции, можно оценить с помощью (Кухлинг X. Справочник по физике: Пер. с нем. 2-е изд. - М.: Мир, 1985. - 520 с.). Так, на тело, находящееся в потоке жидкости действует сила

где С - коэффициент, зависящий от формы тела, числа Рейнольдса (для пластины Спласт=1,11, для цилиндра Сцилиндр=0,4);

S - площадь наибольшего сечения тела в плоскости, перпендикулярной направлению потока;

ρ - плотность жидкости;

V - скорость набегающего на тело потока жидкости.

Так как для конструкции ближайшего аналога и предлагаемой конструкции параметры S, V, ρ равны, то отношение сил, действующих на них при обтекании носовой оконечности, равно отношению коэффициентов Спласт и Сцилиндр, т.е.

где Fб.а. - сила, действующая на конструкцию ближайшего аналога при обтекании носовой оконечности;

Fп.к. - сила, действующая на предлагаемую конструкцию при обтекании носовой оконечности.

Таким образом, предлагаемая конструкция, не загромождая палубу судна и не ограничивая зону обзора судоводителя в нормальных условиях эксплуатации, позволяет почти в 3 раза снизить гидродинамическую силу, действующую на носовую оконечность судна при ее обтекании в условиях штормового моря по сравнению с конструкцией ближайшего аналога, что позволяет избежать захвата носовой оконечности судна волной и его гибели, а, следовательно, повысить безопасность мореплавания.

Носовая оконечность корпуса судна, содержащая обтекатель палубы, отличающаяся тем, что обтекатель установлен, по меньшей мере, на одной трети длины судна и выполнен из отдельных секций, расположенных попарно симметрично продольной оси судна, вместе образуя полуцилиндр, причем каждая секция закреплена на оси, параллельной продольной оси судна, с возможностью независимого поворота и перемещения под палубу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию корпусов судов. Корпус судна выполнен в виде непроницаемой оболочки, сформированной из наружной обшивки и балок набора.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию корпусов судов. Предложен корпус судна, выполненный в виде непроницаемой оболочки, сформированной из наружной обшивки и балок набора в виде двух отдельных непроницаемых частей - кормовой, имеющей в носовой оконечности завал борта и обратный наклон форштевня, и носовой, отрыв которой происходит при фиксированной нагрузке.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию корпусов судов. Корпус судна представляет собой непроницаемую оболочку, сформированную из наружной обшивки и балок набора.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию корпусов судов. Корпус судна выполнен в виде непроницаемой оболочки, сформированной из наружной обшивки и балок набора.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию корпусов судов. Корпус судна выполнен в виде непроницаемой оболочки, сформированной из наружной обшивки и балок набора.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию корпусов судов. Предложен корпус судна из отдельных частей, сформированных из наружной обшивки и балок набора в виде отдельных непроницаемых оболочек, связанных неразъемным соединением.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано при постройке и модернизации корпусов судов. Предложена система предотвращения брочинга, содержащая крылья-стабилизаторы, закрепленные на корпусе судна, выполненном с выемками на носовой оконечности, в которых установлены упругие элементы.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию корпусов судов. Корпус судна выполнен в виде непроницаемой оболочки, сформированной из наружной обшивки и балок набора.

Изобретение относится к морской перевозке грузов и может быть использовано для определения (контроля) уровня безопасности морской перевозки разжижающихся навалочных грузов, в частности рудных концентратов.

Изобретение относится к средствам, повышающим безопасность плавсредств, например в аварийной ситуации. Отрезное устройство (6) для механической резки линии (10), причем линия содержит нагруженную цепь (10), состоящую из звеньев цепи и проходящую от плавучего средства (2), содержит по меньшей мере одну направляющую (26а, 26b), выполненную с возможностью придания направления линии (10) после зоны (28) резки линии (10), по меньшей мере один первый нож (38а), установленный с возможностью перемещения, с противоположной контактной поверхностью, выполненный с возможностью резки первой стороны (30а) звена (30) цепи, расположенного в зоне (28) резки, и по меньшей мере один второй нож (38b), установленный с возможностью перемещения, с противоположной контактной поверхностью, выполненный с возможностью резки второй стороны (30b) звена (30) цепи, расположенного в зоне (28) резки, при этом первый нож (38а) и второй нож (38b) расположены параллельно друг другу для обеспечения их параллельного перемещения во время резки звена (30) цепи, при этом указанная нагрузка на цепь (10) растягивает звено (30) цепи во время его резки, быстрее и больше ослабляя звено (30) цепи до тех пор, пока звено (30) цепи не будет разделено.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию корпусов судов. Корпус судна выполнен в виде непроницаемой оболочки, сформированной из наружной обшивки и балок набора.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к транспортному средству водного скольжения, включающему в себя корпус, по меньшей мере одно сиденье и два расположенных по бокам от корпуса и опосредованно или непосредственно соединенных с корпусом выносных поплавка, причем с каждым выносным поплавком согласован управляемый отдельно в отношении своей приводной мощности приводной блок в каждом случае по меньшей мере с одним приводимым в движение двигателем, в частности электродвигателем, рабочим винтом.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к плавучему средству, содержащему корпус (10), который имеет крыльевой комплекс (20) в области кормы (12) и другой крыльевой комплекс (30) в области носа (11), при этом каждый крыльевой комплекс (20, 30) имеет подводные крылья (21, 31), размещенные на обеих сторонах корпуса (10).

Изобретение относится к морской отрасли и касается, в частности, катамаранного судна (1), содержащего: первое катамаранное судно (1a), функционирующее независимо, имеющее преобладающее направление продольного расширения вдоль срединной оси (x) и содержащее носовую часть (2a), кормовую часть (3a), моторные средства (4a) и направляющие средства (5a); второе катамаранное судно (1b), функционирующее независимо, имеющее преобладающее направление продольного расширения вдоль срединной оси (x) и содержащее носовую часть (2b), кормовую часть (3b), моторные средства (4b) и направляющие средства (5b), причем упомянутое первое катамаранное судно (1a) и упомянутое второе катамаранное судно (1b), каждое, содержат соединительные средства для их взаимного устойчивого соединения, полученного соединением вместе их кормовых частей (3a, 3b), в поперечной плоскости стыка (П), для реализации упомянутого катамаранного судна (1), приспособленного функционировать как единое целое.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию корпусов судов. Корпус судна представляет собой непроницаемую оболочку, сформированную из наружной обшивки и балок набора.

Изобретение относится к водному транспорту, касается технологии конструирования судов с устройством образования воздушных каверн под днищем и может быть использовано при строительстве быстроходных судов, катеров, спортивных лодок и т.п.

Изобретение относится к водному транспорту, касается конструирования судов с устройством образования воздушных каверн на днище и может быть использовано при строительстве плоскодонных быстроходных, судов, катеров, спортивных лодок и т.п.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам для очистки акваторий водохранилищ, выполняющим различные технологические операции по сбору плавающих загрязнений и подъему затопленных объектов.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам на подводных крыльях. Предложено судно, предназначенное для эксплуатации на водном пространстве и содержащее: корпус с неплоским днищем, имеющий ватерлинию и продольное направление, с носовой частью, кормовой частью и центральной частью, причем корпус имеет кормовую часть с меньшим водоизмещением по сравнению с водоизмещением центральной части; и кормовое крыло, прикрепленное к кормовой части корпуса с помощью одного или нескольких соединительных элементов и расположенное ниже поверхности воды на некотором расстоянии от корпуса, при этом кормовое крыло имеет размах, хорду, а также переднюю кромку и заднюю кромку относительно прямого направления, причем передняя кромка кормового крыла расположена под углом вниз относительно горизонтали, причем кормовое крыло имеет хорду и профиль в продольном поперечном сечении с конструкцией, обеспечивающей создание подъемной силы, а угол наклона хорды кормового крыла измеряют относительно горизонтали, причем кормовое крыло ориентировано таким образом, чтобы создавать постоянную поднимающую, направленную по ходу движения составляющую подъемной силы.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к скоростным глиссерным судам. Предложено скоростное глиссерное судно, включающее корпус, двигатель, привод передачи крутящего момента от двигателя к гребному винту, гребной винт, рулевое управление, причем в качестве двигателя использован электродвигатель с гидравлическим приводом передачи крутящего момента к гребному винту, установленному под носовой частью корпуса судна, при этом под бортами корпуса судна установлены поворотные стабилизаторы, предназначенные для компенсации качки, поворота судна и перевода судна из надводного положения в подводное и обратно, в корпусе судна предусмотрен также резервуар гидробалласта.
Наверх