глиссирующий корпус судна "винджет"

Формула изобретения

Глиссирующий корпус судна, содержащий борт, носовую часть с форштевнем, транец и днище, расположенное между ними и снабженное центральной горизонтально расположенной гидролыжей, боковые грани которой образуют продольные реданы - брызгоотбойники, а также двумя бортовыми спонсонами, при этом внутренние боковые поверхности последних, сопрягаясь с поверхностью днища и боковыми гранями гидролыжи, образуют два продольных туннеля, отличающийся тем, что содержит передние поперечные реданы и задние поперечные стреловидные реданы, дополнительные брызгоотбойники-лыжи, разделенные с туннелями передними поперечными реданами, при этом туннели и спонсоны образуют тримаранные обводы в 1/3 передней части корпуса, переходящие через передние поперечные реданы в брызгоотбойники-лыжи, которые разделены задними поперечными стреловидными реданами в 1/5 по длине корпуса от кормы, а гидролыжа выполнена с наклонными боковыми поверхностями, прилегающими к ней, и на борту выполнены брызгоотбойники.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к маломерному судостроению и может быть использовано в конструировании глиссирующих корпусов прогулочных и спортивных катеров, а также моторных лодок.

Известен корпус судна, содержащий регулируемые реданы, каждый из которых выполнен с поворотной заслонкой и загрузочным механизмом и снабжен стойками с жестко установленными на них на расстоянии от днища, равном высоте редана, балками и плавниками, закрепленными по краям редана перед поворотными заслонками, при этом каждая поворотная заслонка шарнирно закреплена своей кормовой кромкой на соответствующей ей балке, а носовые кромки всех поворотных заслонок связаны, по крайней мере, с двумя загрузочными механизмами, причем каждый упомянутый загрузочный механизм расположен в соответствующем ему плавнике (а.с. СССР № 1607251, В63В 1/18, В63В 1/22, 2004).

Недостатками аналога являются невысокие ходовые и эксплуатационные характеристики глиссирующего корпуса судна.

Известен корпус глиссирующего судна, содержащий дельтовидное днище-лыжу с кормовым туннелем, расположенным в диаметральной плоскости, причем по обе стороны этого туннеля расположены кили с рулями поворота, при этом кормовая надводная часть корпуса судна шире носовой заостренной его части, которая выполнена с S-образным форштевнем, а днище-лыжа выполнена с углом стреловидности, равным 13 градусам, а кормовая ее часть - с бортовыми отростками подводного крыла, при этом кормовые кромки каждого из последних выполнены с рулем ходового дифферента, корпус выполнен с бортовыми спонсонами, расположенными под отрицательным углом относительно горизонтальной плоскости ватерлинии и образующими вместе с центральной частью корпуса бортовыми туннелями, выходы которых составляют отрицательный с горизонтальной плоскостью ватерлинии угол, равный 4 градусам (патент РФ № 2034736, В63В 1/18, 1995).

Недостатками аналога являются невысокие ходовые и эксплуатационные характеристики глиссирующего корпуса судна.

Известен корпус глиссирующего судна, содержащий два асимметричных полукорпуса, каждый из которых выполнен с одной внешнекилевой глиссирующей пластиной днища, ограниченной снизу горизонтальным килем, а также надводный мост, соединяющий полукорпусы, установленные своими горизонтальными килями под углом к диаметральной плоскости судна, находящимся в пределах от 7 до 18 градусов (патент РФ № 2093408, В63В 1/18, 1997).

Недостатками аналога являются невысокие ходовые и эксплуатационные характеристики глиссирующего корпуса судна.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является глиссирующий корпус, содержащий носовую оконечность, транец и днище, расположенное между ними и снабженное центральной горизонтально расположенной гидролыжей, боковые грани которой образуют продольные реданы - брызгоотбойники, а также двумя бортовыми спонсонами, при этом внутренние боковые поверхности последних, сопрягаясь с поверхностью днища и боковыми гранями гидролыжи, образуют два продольных туннеля, при этом носовая оконечность корпуса выполнена с раздвоенным форштевнем, образующим со срезом палубы изогнутый треугольный элемент, а гидролыжа выполнена выступающей за транец и с относительным удлинением не менее 7,0 при длине, составляющей не менее 1/3 длины корпуса, причем нижняя кромка гидролыжи выполнена с отгибом вверх к корме, составляющим не менее 1% длины гидролыжи, а боковые ее кромки и кромки бортовых скул выполнены с радиусом закругления не более 1 мм (патент РФ № 2020106, В63В 1/18, 1994).

Недостатками прототипа являются невысокие ходовые и эксплуатационные характеристики глиссирующего корпуса судна, обусловленные дельфинированием, недостаточной остойчивостью, ударными нагрузками на волне.

Задача изобретения - повышение ходовых и эксплуатационных характеристик глиссирующего корпуса судна за счет комбинированных обводов с целенаправленными заданными соотношениями в зависимости от режима эксплуатации.

Поставленная задача достигается тем, что глиссирующий корпус судна, содержащий борт, носовую часть с форштевнем, транец и днище, расположенное между ними и снабженное центральной горизонтально расположенной гидролыжей, боковые грани которой образуют продольные реданы - брызгоотбойники, а также двумя бортовыми спонсонами, внутренние боковые поверхности которых, сопрягаясь с поверхностью днища и боковыми гранями гидролыжи, образуют два продольных туннеля, в отличие от прототипа, содержит передние поперечные реданы и задние поперечные стреловидные реданы, дополнительные брызгоотбойники-лыжи, разделенные с туннелями передними поперечными реданами, при этом туннели и спонсоны образуют тримаранные обводы в 1/3 передней части корпуса, переходящие через передние поперечные реданы в брызгоотбойники-лыжи, которые разделены задними поперечными стреловидными реданами в 1/5 по длине корпуса от кормы, а гидролыжа выполнена с наклонными боковыми поверхностями, прилегающими к ней, и на борту выполнены брызгоотбойники.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен вид с кормы корпуса глиссирующего судна, на фиг.2 - общий вид корпуса, на фиг.3 - вид спереди, на фиг.4 - вид снизу.

Корпус глиссирующего судна «ВИНДЖЕТ» содержит форштевень 1, транец 2. Комбинированные обводы корпуса «ВИНДЖЕТ» представляют собой гидролыжу 3 - узкую центральную часть днища малой килеватости и наклонными боковыми участками 4 днища. В поперечном разрезе кормовой части ширина гидролыжи 3 не превышает 1/3 ширины корпуса.

Смоченная поверхность гидролыжи 3 имеет проекцию вытянутого вдоль корпуса прямоугольника. Она выбрана так, чтобы на полном ходу судно глиссировало на ней, как на пластине, а наклонные участки днища 4 смачивались только при крене или же встрече с волной. Гидролыжа 3, выполнена с относительным удлинением и с килеватостью 7° при ее длине, составляющей не менее 1/2 от длины корпуса.

Наклонные участки днища 4 снабжены двумя нижними продольными реданами 5 и двумя верхними продольными реданами 6 (по одному с каждой стороны борта судна) для отсечения от них брызговой пелены при вхождении корпуса в волну.

Нижние продольные реданы 5 и верхние продольные реданы 6 по всей длине корпуса обеспечивают глиссирование судна на ширине, ограничиваемой упомянутыми реданами. В средней части корпуса и корме нижние продольные реданы 5 и верхние продольные реданы 6 расположены параллельно килю, а в носовой части они сведены к форштевню 1.

Для уменьшения смоченной поверхности корпуса «ВИНДЖЕТ» при плавании на волнении на днище корпуса предусмотрены широкие продольные брызгоотбойники-лыжи 7, образующие две лыжи (ширина каждого из которых не превышает 1/10 общей ширины днища), которые служат дополнительными глиссирующими поверхностями в момент выхода на расчетный режим движения, снижая гидравлическое сопротивление.

Брызгоотбойники-лыжи 7, на которых создается дополнительная подъемная сила, расположены на 1/2 задней части по длине корпуса. Брызгоотбойники-лыжи 7, помимо того, что способствуют созданию подъемной силы, отражают брызги, вырывающиеся из-под гидролыжи 3, а также придают судну высокую остойчивость.

Брызгоотбойники-лыжи 7, нижние продольные реданы 5 и верхние продольные реданы 6 повышают остойчивость судна, демпфируют бортовую и продольную качки.

Брызгоотбойники-лыжи 7 с гидролыжей 3 смягчают ударные нагрузки катера на волне.

Корпус «ВИНДЖЕТ» в передней части имеет тримаранные обводы, выполненные в виде изогнуто-килеватых туннелей 8 и спонсонов 9. Особенностью тримаранных обводов является выпуклость при киле и скругленные отгибы днища вниз у спонсона 9 в передней 1/3 части корпуса. Отгибы спонсонов 9 способствуют повышению остойчивости судна при поворотах.

Спонсоны 9 выполнены таким образом, чтобы на стоянке они были погружены примерно на половину осадки основного корпуса, а на ходу большая часть их поднималась над поверхностью воды. В случае крена в воду входит значительный объем спонсона 9, возникающая на нем дополнительная сила поддержания создает восстанавливающий момент.

Кроме того, при крене на ходу к статической восстанавливающей силе прибавляются еще гидродинамические силы, возникающие на наружной наклонной поверхности входящего в воду спонсона 9.

Спонсоны 9 обрываются, не доходя примерно 1/2 длины корпуса до транца, так как в корме они неоправданно увеличивают смоченную поверхность, мешают использовать энергию потоков воды, растекающихся от киля к бортам. Продолжением спонсонов 9 являются горизонтальные брызгоотбойники-лыжи 7.

Передний поперечный редан 11 расположен между брызгоотбойником-лыжей 7 и туннелем 8 тримаранного обвода.

На брызгоотбойниках-лыжах 7 имеются задние поперечные стреловидные реданы 12 с прямой стреловидностью (вершина находится ближе к передней части корпуса судна относительно точек пересечения заднего поперечного стреловидного редана 12 с наклонными участками днища 4) на расстоянии 1/5 корпуса от кормы. Благодаря задним поперечным стреловидным реданам 11 уменьшается смоченная поверхность самих брызгоотбойников-лыж 7 и повышается устойчивость движения.

Стреловидная форма заднего поперечного стреловидного редана 12 позволяет снизить перегрузки судна на глиссировании, поскольку площадь и сила гидродинамического удара, начиная с вершины заднего поперечного стреловидного редана 12, нарастает более плавно, чем в случае перпендикулярного килю редана.

Чтобы ограничить подъем воды и брызг, вырывающихся из-под скоса при повороте судна, на борту 13 сделан уступ - брызгоотбойник 14, идущий по всей длине корпуса судна.

Глиссирующий корпус судна эксплуатируется следующим образом.

Корпус глиссирующего судна «ВИНДЖЕТ» имеет комбинированные обводы, включающие элементы нескольких классических обводов. Комбинация этих обводов в одном корпусе с целенаправленными в зависимости от режима эксплуатации заданными соотношениями позволяет получить ряд новых более эффективных ходовых характеристик корпуса на разных режимах эксплуатации: стоянка, малый ход, переходный режим, глиссирование.

Помимо лучшей остойчивости и мореходных качеств, на стоянке на боковой волне тримаран обеспечивает лучшую остойчивость благодаря наличию спонсонов 9.

На малых скоростях судно глиссирует на полной ширине днища с уменьшенной удельной нагрузкой, которая оптимальна для данной скорости. По мере разгона гидродинамическая подъемная сила растет, корпус при переходном режиме уменьшает осадку. При этом крайние участки днища, прилегающие к спонсонам 9, выходят из воды, глиссирующая поверхность ограничивается крайней к спонсонам 9 парой верхних продольных реданов 6. Благодаря нижнему продольному редану 5 и верхнему продольному редану 6 осуществляется автоматическое регулирование ширины днища в зависимости от скорости судна.

На ходу при резком крене на нижних продольных реданах 5 и верхних продольных реданах 6 накрененного борта возникает дополнительная подъемная сила, которая препятствует дальнейшему увеличению крена, захлеста воды и опрокидыванию судна.

В переходном к глиссированию режиме сопротивление корпуса «ВИНДЖЕТ» оказывается ниже, чем у корпуса с плоско-килеватыми обводами и у глиссирующего корпуса (патент РФ № 2034736, В63В 1/18, 1995), поэтому корпус «ВИНДЖЕТ» быстрее выходит на глиссирование и развивает более высокую скорость при полной нагрузке. Высокая остойчивость корпуса «ВИНДЖЕТ» обусловила применение этого типа обводов для различного рода спортивно-прогулочных катеров.

В результате корпус «ВИНДЖЕТ» с гидролыжей 3, снабженный достаточно мощным двигателем, способен развивать большую скорость, а также обладает большей устойчивостью глиссирования и меньшей чувствительностью к изменению дифферента и положения центра тяжести, чем у глиссирующего корпуса (патент РФ №2034736, В63В 1/18, 1995).

Помимо лучшей остойчивости и мореходных качеств на волне, тримаран предоставляет больше возможностей в планировке внутреннего расположения. Необходимое оборудование здесь удается разместить в корпусе меньших размеров, чем на судне-прототипе.

Малое продольное раскачивание, поддерживание малого дифферента и отсутствие дельфинирования при глиссировании на больших скоростях достигается благодаря комбинированию тримаранных обводов, гидролыжи 3, продольных реданов 5 и 6. Нет необходимости использования транцевых плит при различных режимах эксплуатации за счет оптимизации обводов корпуса.