Способ снижения гидродинамического сопротивления корпуса судна и скоростное судно с использованием данного способа
Изобретение относится к области судостроения, а именно к скоростным водоизмещающим судам, движущимся по поверхности воды и под водой. Для создания вдоль продольных поверхностей корпуса судна активного водяного потока при помощи судовой силовой установки вдоль корпуса судна выполняют продольные выемки парных, симметрично расположенных относительно диаметральной плоскости судна участков вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей. Активный водяной поток создают при помощи боковых гребных винтов, располагаемых внутри парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивают в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна. Достигается увеличение скорости движения судна. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.
Изобретение относится к области судостроения, а именно к скоростным водоизмещающим судам движущимся по поверхности воды и под водой. Известен способ снижения гидродинамического сопротивления судна путем эжектирования на поверхность корпуса судна вязкоупругого полимерного покрытия (см. патент РФ N 2501823, авторы Мур К.Дж. (US), Райен T.Д. (US), Мур К.М. (US), Бойс T.A. (US), публикация 20.12.2013 г.). Данная технология снижения гидродинамического сопротивления водной среды является слишком трудоемкой и дорогостоящей в реализации. Известен способ уменьшения поверхностного трения при движении тела в воде, при котором создается электрическое поле в пограничном слое окружающем поверхность тела, путем приложения электрического напряжения к проводящим участкам разделенных изолятором, при этом происходит образование пограничного газового слоя вокруг поверхности движущегося тела. (см. патент РФ N 2223195, авторы Дозоров Т.А., Смирнов Г.В., публикация 10.02.2004 г.). Известен способ снижения сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды, при котором создают циркуляцию среды между пространством вне тела и полостями внутри него (см. патент РФ N 2169097, авторы Альпин А.Я., Альпин В.А., публикация 20.06.2001 г.). Следует отметить, что все вышеприведенные аналоги решают задачу пассивного снижения сопротивления при движении тела в воде, что не дает существенного положительного эффекта от использования данных технологических решений. Известны технические решения по увеличению пропускной способности трубопроводов с использованием приспособлений в виде закручивающих плоскостей устанавливаемых внутри трубопроводов для закручивания потока жидкости по трубопроводу (см. австрийский патент N134543, публикация 25.08.1933 г., N138296, публикация 10.07.1934 г., автор В. Шаубергер). Также известно открытие N389 от 18.10.1990 г., (авторы Новиков И.И, Скобелкин В.И., Абрамович Г.И., Клячко Л.А.). В данном окрытии установлена закономерность по максимальному расходу закрученного потока жидкости. На основании вышепривенных закономерностей очевидным является вывод о снижении гидродинамического сопротивления стенок трубопроводов при пропускании по ним закрученного потока жидкости, поэтому следует признать целесообразным использование активного закрученного потока жидкости вдоль корпуса судна для снижения гидродинамического сопротивления корпуса судна. За прототип принято техническое решение реактивного водного движителя, включающего водометную силовую установку, водозаборные устройства, при этом выпускные сопла расположены на участках смоченной поверхности корпуса судна в виде двумерного массива в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса судна, при этом снижение гидродинамическеского сопротивления корпуса судна достигается за счет создания активного водяного потока вдоль смоченной поверхности корпуса судна (патент РФ 2651949, автор Сушенцев Б.Н., публикация 24.04.2018 г.). Целью предлагаемого изобретения является использование эффекта активного закрученного потока жидкости вдоль поверхности соприкасающейся с водой для минимизации гидродинамического сопротивления движущегося судна, и как следствие увеличение скорости движения судна.
Данная цель достигается в предлагаемом способе снижения гидродинамического сопротивления корпуса судна путем создания вдоль продольных поверхностей корпуса судна активного водяного потока при помощи судовой силовой установки, при этом вдоль корпуса судна выполняют парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создают при помощи боковых гребных винтов располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивают в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна. Также указанная цель достигается в предлагаемом скоростном судне включающем протяженный корпус, судовую силовую установку с приводом гребных винтов, при этом вдоль корпуса судна выполнены парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создается при помощи боковых гребных винтов располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивается в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна. На иллюстрационных примерах данного изобретения показаны варианты исполнения водоизмещающих судов с использованием активного закрученного водяного потока вдоль поверхности корпуса судна для снижения гидродинамического сопротивления корпуса для надводных и подводных судов.
на фиг. 1 - вид сбоку скоростного крупнотоннажного водоизмещающего надводного судна включающего протяженный корпус, судовую силовую установку с приводом гребных винтов маршевого и вспомогательного движителя, при этом гребные винты маршевого движителя располагаются в хвостовой части судна, при этом вдоль корпуса судна выполнены парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создается при помощи боковых гребных винтов вспомогательного движителя располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивается в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна;
на фиг. 2 - вид сбоку скоростного крупнотоннажного водоизмещающего надводного судна включающего протяженный корпус, судовую силовую установку с приводом гребных винтов маршевого движителя, при этом вдоль корпуса судна выполнены парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создается при помощи боковых гребных винтов маршевого движителя располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивается в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна;
на фиг. 3 - вид А1-А1, по фиг. 1 и фиг. 2;
на фиг. 4 - вид сбоку скоростного водоизмещающего надводного судна малой осадки включающего протяженный корпус, судовую силовую установку с приводом гребных винтов маршевого и вспомогательного движителя, при этом гребные винты маршевого движителя располагаются в хвостовой части судна, при этом вдоль корпуса судна выполнены парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создается при помощи боковых гребных винтов вспомогательного движителя располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивается в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна;
на фиг. 5 - вид сбоку скоростного водоизмещающего надводного судна малой осадки включающего протяженный корпус, судовую силовую установку с приводом гребных винтов маршевого движителя, при этом вдоль корпуса судна выполнены парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создается при помощи боковых гребных винтов маршевого движителя располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивается в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна;
на фиг. 6 - вид А2-А2, по фиг. 4 и фиг. 5;
на фиг. 7 - вид сбоку скоростного ныряющего судна движущегося в надводном положении, включающего протяженный корпус, судовую силовую установку с приводом гребных винтов маршевого и вспомогательного движителя, при этом гребные винты маршевого движителя располагаются в хвостовой части судна, при этом вдоль корпуса судна выполнены парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создается при помощи боковых гребных винтов вспомогательного движителя располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивается в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна;
на фиг. 8 - вид A3-A3, по фиг. 7;
на фиг. 9 - вид сбоку скоростного ныряющего судна по фиг. 7 движущегося в подводном
положении;
на фиг. 10 - вид А4-А4, по фиг. 9.
На представленных чертежах позициями обозначены:
поз. 1 - корпус морского надводного крупнотоннажного водоизмещающего судна;
поз. 2 - корпус надводного водоизмещающего судна с малой осадкой;
поз. 3 - корпус подводного либо ныряющего судна;
поз. 4 - продольная выемка вогнутого сечения вдоль корпуса судна в виде лекально сочлененных овальных поверхностей;
поз. 5 - боковой гребной винт вспомогательного движителя располагаемый внутри полости продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна;
поз. 6 - кормовой гребной винт маршевого движителя;
поз. 7 - боковой гребной винт маршевого движителя располагаемый внутри продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна;
поз. 8 - вертикальный цельноповоротный руль в хвостовой части корпуса судна;
поз. 9 - область закрученного активного водяного потока вдоль продольных выемок вогнутого сечения корпуса судна;
поз. 10 - горизонтальный цельноповоротный руль.
поз. 11 - винтовая лопатка установленная в створе активного водяного потока;
1. Способ снижения гидродинамическеского сопротивления корпуса судна, включающий создание вдоль продольных поверхностей корпуса судна активного водяного потока при помощи судовой силовой установки, отличающийся тем, что вдоль корпуса судна выполняют парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создают вдоль продольных выемок вогнутого сечения при помощи боковых гребных винтов, располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных выемок вогнутого сечения корпуса судна от боковых гребных винтов закручивают в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна.
2. Судно, включающее протяженный корпус, судовую силовую установку с приводом гребных винтов, отличающееся тем, что вдоль корпуса судна выполнены парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создается при помощи боковых гребных винтов, располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивается в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна.
