судно на подводных крыльях

Формула изобретения

Судно на подводных крыльях, содержащее водоводный трубопровод с входным отверстием в месте размещения носового подводного крыла и выпускным отверстием над верхней поверхностью кормового подводного крыла, насос в верхней части трубопровода, отличающееся тем, что в восходящей и нисходящей ветвях трубопровода размещены по одному или несколько решетчатых крыльев, при этом переднее крыло решетки размещается у кормовой внутренней поверхности в обеих ветвях трубопровода, а заднее крыло решетки - у носовой внутренней поверхности в обеих ветвях трубопровода, причем на нижней поверхности крыльев вдоль задней кромки установлен пластинчатый интерцептор.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструированию судов на подводных крыльях с устройствами повышения скорости движения или уменьшения расхода топлива.

Известно судно на подводных крыльях (СПК), содержащее корпус, подводные несущие крылья, установленные под корпусом судна на стойках (Справочник по проектированию судов с динамическими принципами поддержания. Б.А.Колызаев, А.И.Косоруков, В.А.Литвиненко. - Ленинград: “Судостроение”, 1980).

Недостаток судна - сравнительно небольшая скорость, особенно для транспортных судов.

Известно судно на подводных крыльях, содержащее водоводный трубопровод с входным отверстием в месте размещения носового подводного крыла и выпускным отверстием над верхней поверхностью кормового подводного крыла, насос в верхней части трубопровода (заявка Японии №59-92282, МПК В 63 В 124, 112, публ. 28.05.1984).

Недостаток судна на подводных крыльях - нерациональное использование кинетической энергии воды в трубопроводе системы.

Технический результат изобретения - создание дополнительной силы тяги, т.е. повышение скорости хода судна или снижение расхода топлива.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем водоводный трубопровод с входным отверстием в месте размещения носового подводного крыла и выпускным отверстием над верхней поверхностью кормового подводного крыла, насос в верхней части трубопровода, в восходящей и нисходящей ветвях трубопровода размещены по одному или несколько решетчатых крыльев, при этом переднее (ближнее к входному отверстию) из крыльев решетки размещается у кормовой поверхности восходящей и исходящей ветви трубопровода, а заднее крыло решеток по диагонали в направлении выпускного отверстия - у носовой поверхности трубопровода, крылья лежат в плоскостях, перпендикулярных диаметральной плоскости судна, причем на нижней поверхности крыльев вдоль задней кромки установлен пластинчатый интерцептор, внутренняя поверхность трубопровода в местах размещения решеток образована по поверхностям тока реальной жидкости, обтекающей решетки.

Заявляемое устройство отличается от прототипа следующими признаками.

1. Внутри водоводного трубопровода в восходящей и нисходящей ветвях размещаются по крайней мере по одному решетчатому крылу, при этом крылья решетки перпендикулярны диаметральной плоскости судна.

2. Переднее (ближнее к входному отверстию) крыло решетки размещается у кормовой внутренней поверхности в обеих ветвях трубопровода.

3. Заднее (ближнее к выпускному отверстию) крыло решетки размещается у носовой внутренней поверхности трубопровода в обеих его ветвях.

4. На нижней поверхности всех или части крыльев решеток вдоль задней кромки крыльев установлен пластинчатый интерцептор.

5. Внутренняя поверхность трубопровода в местах размещения решеток выполнена по форме поверхностей тока реальной жидкости.

Устройство поясняется чертежом, где изображено судно на подводных крыльях (вид сбоку). Здесь 1 - корпус судна, 2 - стойка носового подводного крыла, 3 - входное отверстие, 4 - носовое подводное крыло, 5 - водоводный трубопровод, 6 - стойка кормового подводного крыла, 7 - кормовое подводное крыло, 8 - выпускное отверстие, 9 - водяной насос, 10 - переднее крыло решетки, 11 - заднее крыло решетки, 12 - интерцептор.

Устройство работает следующим образом. При движении судна с помощью водяного насоса 9 и под действием скоростного напора вода через входное отверстие 3, размещенное у стойки 2 носового подводного крыла 4, поступает в водоводный трубопровод 5. В трубопроводе 5 вода обтекает решетчатые крылья 10, 11 и другие, после чего выходит из трубопровода 5 через выпускное отверстие 8, расположенное у стойки 6 над кормовым подводным крылом 7. При обтекании решетчатых крыльев 10, 11 и других на крыльях возникает подъемные силы, проекции которых на направление движения судна дадут дополнительную силу тяги. При этом за счет взаимодействия потоков между крыльями эта сила до двух раз превысит силу тяги одиночных крыльев. Установка пластинчатого интерцептора 12 увеличивает подъемную силу каждого крыла, создавая подпор на нижней поверхности крыла за счет торможения потока перед интерцептором. Кроме этого, интерцепторы сужают расстояние между соседними крыльями, что увеличивает скорость обтекания верхней поверхности нижележащего крыла. А это тоже способствует росту подъемной силы и, следовательно, дополнительной силы тяги. Для снижения гидравлического сопротивления внутри трубопровода 5 в местах размещения решетчатых крыльях 10, 11 и других внутренняя поверхность трубопровода выполнена по поверхностям тока реальной жидкости. Путем выбора соответствующего размещения крыльевых решеток в трубопроводе и углов наклона ветвей трубопровода можно добиться максимально возможной величины дополнительной силы тяги. Дополнительная сила сопротивления в трубопроводе от установки решетчатых крыльев будет в несколько раз меньше величины положительного эффекта. Это объясняется тем, что у решетчатых крыльев гидродинамическое качество может достигать нескольких десятков.

Можно ожидать того, что путем оптимизации факторов, от которых зависит дополнительная сила тяги, скорость СПК увеличится не менее чем на 10-20%, или при прежней скорости уменьшится расход дорогостоящего топлива. Изобретение может быть применено как при конструирования новых СПК, так и при их модернизации или в процессе ремонта.