крупнотоннажное судно на воздушной подушке и подводных крыльях

Формула изобретения

1. Крупнотоннажное судно на воздушной подушке и подводных крыльях, содержащее трюм, дно, бортовые скеги, подводные крылья и движители, отличающееся тем, что движители являются колесными и в количестве 10 - 15 расположены внутри трюма перпендикулярно его оси, причем каждый покрыт стальным кожухом, герметично сваренным снизу с краями выреза в дне трюма так, чтобы лопасти примерно на одну треть выходили из кожуха с возможностью опускания их в воду под оптимальными углами в 30 - 90^o, при этом подводные крылья имеют наклонную и горизонтальную части и расположены между колесными движителями поперек оси судна от одного бортового скега к другому, при этом подводное крыло прикреплено сверху прямо ко дну судна и имеет 5 - 20 держателей, стоящих вертикально и передающих на обе части подводного крыла нагрузку со дна судна, а воздушная подушка образована лопастями колесных движителей между бортовыми скегами.

2. Крупнотоннажное судно по п.1, отличающееся тем, что бортовые скеги соединены на их нижних краях полотнищем, связанным из стальных и пластмассовых нитей, а судно имеет распределительную трубу, соединяющую компрессоры и находящуюся поверх дна трюма, от которой, пронизывая трюм, опущены главные стволы распределительной системы подводного крыла, от которых отходят побочные стволы распределительной системы, которые, как и главные стволы, находятся на внутренней стороне подводного крыла.

3. Крупнотоннажное судно по п.1, отличающееся тем, что подводные крылья имеют волнообразную форму для снижения трения о воду.

4. Крупнотоннажное судно по п.1, отличающееся тем, что к торцевой части колесного движителя прикреплено на его оси шестеренчатое колесо, связанное с шестерней мотора, располагающегося на дне трюма рядом с кожухом колесного движителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к судостроению и касается создания крупнотоннажных судов. Ближайшим аналогом является патент Великобритании N 1328212, МПК 7 B 60 Y 1/22, опубликованный в 30.08.1973.

Технический результат реализации изобретения состоит в обеспечении подъема на крыло крупнотоннажного судна и повышении его скорости.

Изобретение схематически поясняется чертежами, где:

фиг. 1 - вид сбоку трюма описываемого крупнотоннажного судна; фиг. 2 - то же, поперечный разрез в районе расположения колесного движителя спереди; фиг. 3 - боковой вид держателя подводного крыла судна; фиг. 4 - горизонтальный разрез трюма судна; фиг. 5 - поперечный разрез судна в районе заднего колесного движителя; фиг. 6 - вид конечных отростков распределительной системы /10/ компрессора, нагнетающего воздух, рассматриваемых с верхней стороны крыла; фиг. 7 - боковой вид подводного крыла волнообразной формы; фиг. 8 - вид распределительной системы воздуха, включающей компрессор, главные распределительные ветви, /8, 9/ конечные отростки системы и выходные отверстия для выхода воздуха - "устья" (11); фиг. 9 - вертикальный поперечный разрез судна по оси переднего колесного движителя. Видна прилегающая к нему шестерня (16) подпятник барабана (14), забортные подводные крылья (25, 29), полотнище (6).

Условные обозначения:

1 - носовая часть корабля; 2 - палуба, верхняя часть трюма;

3 - система воздушных компрессоров, расположенных на донной поверхности трапа; 4 - границы трапа; 5 - бортовые скеги; 6 - защитное полотнище; 7 - компрессор; 8 - часть воздухораспределительной системы, находящаяся на палубе; 9 - главный ствол воздухораспределительной системы, располагающийся в толще крепления подводного крыла или на его поверхности; 10 - конечные /побочные/ отростки воздухорасределительной системы; 11 - "устья" воздухораспределительной системы, места выхода воздуха в воздушную подушку; 12 - поверхность водоема; 13 - барабан колесного движителя; 14 - подпятник барабана; 15 - лопасти колесного движителя; 16 - шестерня колесного движителя; 17 - мотор; 18 - шестерня мотора;

19 - наклонная часть подводного крыла; 20 - горизонтальная часть подводного крыла; 21 - крепление подводного крыла; 22 - подводное крыло с волнообразным изгибом; 23 - кожух движителя; 24 - подводное крыло в целом; 25 - наружная /забортная/ часть подводного крыла; 26 - воздушная подушка; 27 - днище трюма; 28 - носовые, расположенные под углом, подводные крылья; 29 - крепление забортной части подводного крыла; 30 - колесо движителя с лопастями; 31 - крепление лопастей колеса движителя к барабану; 32 - ось колеса движителя.

А теперь дадим разъяснение назначения и роли всех вышеперечисленнных деталей в совокупности образующих многотоннажный корабль с подводными крыльями и воздушной подушкой.

Бортовые скеги служат для защиты плоского дна и колесных движителей от ударов волн и являются важными элементами, формирующими границы воздушной подушки. Оба скега соединяются сотканным из стальных и пластмассовых нитей полотнищем, которое также имеет важную роль в защите колесного движителя и дна судна от ударов волн.

Движитель в центре имеет ось 30, своими концами упирающуюся в бортовые скеги и подпятники 14. К оси крепится металлическая ферма цилиндрической формы, образующая барабан 13 колесного движителя, к которому прикрепляются металлическими крепежными элементами 31 лопасти колеса движителя 15.

Две трети колеса сверху покрыто металлическим кожухом 23, внизу трюм имеет соответствующих размеров вырез таких размеров и расположения, чтобы края этого выреза точно сваривались с краями кожуха. Низ колесного движителя выходит за пределы трюма примерно на треть своего диаметра, чтобы лопасти колес погружались в воду под оптимальными углами атаки 30 - 90^o.

Воздушная подушка, на которой лежит судно, образуется за счет всей системы подводных крыльев, а также погружающихся в воду под углом до 90^o лопасти колеса к днищу. Лопасть по длине почти соответствует ширине трюма и приводит в движение массу воды. Тем более - лопасти всего колеса в целом.

Между кожухами, в которых заключены колеса движителей, которые располагаются от борта до борта, находится пространство, в котором, параллельно кожуху, располагается 3-4 подводных крыла так, чтобы горизонтальная часть крыла заканчивалась у начала наклонной части следующего. Чередование наклонной и горизонтальной частей подводного крыла создает волну в воздушной подушке, гасящую волнение, пришедшее извне.

Система расположенных поперек трюма кожухов, колесных движителей, подводных крыльев, полотнищ из стальных и пластмассовых нитей или струн и бортовых скегов сильно упрочняет корпус судна, что особенно важно в бурю.

С правой стороны кожухов, с торцов, располагается соединенная с осью колеса шестерня 16. Рядом, на дне трюма, лежит примыкающий к кожуху мотор 17 с его шестеренкой 18.

Шестерня мотора 18 во много крат меньше шестерни колеса 16 и внешне высокая скорость вращения шестеренки мотора еще не гарантирует высокую скорость вращения шестеренки колеса и самого его.

На дне трюма, на равных расстояниях, располагаются в единой системе компрессоры, соединенные воздухораспределительным стволом 8. От него через дно вниз спускаются главные распределительные стволы 9, идущие либо в толще крепления подводного крыла 21, либо поверх него. От ствола отходят конечные или побочные отростки 10, выходящие отверстиями - "устьями" на переднюю, образующую "воздушную смазку" или заднюю струю воздуха. В результате поверх воздушной подушки толстый слой пены, которая вместе с бортами, подводными крыльями, полотнищем "выглаживает" поверхность подушки, содействует увеличению скорости судна, снижает лобовое сопротивление воды, поднимая судно на крыло.

Предлагаемая конструкция возможна не только для судов высокой тоннажности, но и для средних и малых. Для таких судов подводные крылья достаточно расположить по нижним краям днища, но необходимы бортовые скеги и подводные крылья, но меньших размеров.

Суда с высоким водоизмещением требуют расположения подводных крыльев, чередующееся через 3-4 ряда крыльев с колесными движителями. Каждое крыло должно иметь держатель и упираться в дно, а идущие от борта до борта иметь по 5-20 держателей. Благодаря этому дно судно "не провисает". Креплению дна и всего судна содействует и колесный движитель с покрытием кожухом. Т.о. элементы новизны - колесный движитель, кожух, большие подводные крылья с держателями, способствуют в целом увеличению прочности судна.

Кожухи колес герметизированы, чтобы воздух из "подушки", куда можно спускать выхлопные газы, не проникал в салон и при этом не происходило снижения давления в воздушной подушке. Чем подушка мощнее, тем меньшая часть судна оказывается в воде и это снижает лобовое и общее сопротивление воды и воздуха движению судна.

Чем выше поднимается судно, тем легче его дальнейший подъем вверх, так как при подъеме вверх снижается лобовое давление.

Подводные крылья, полотнище, диффузия воздуха через мельчайшие "устья" с образованием воздушной смазки и густой пены уменьшают волнение в области воздушной подушки и всей поддонной области, но работа колесных движителей, компрессоров требует мощных моторов. Наиболее удобным видом топлива может быть энергия атомной электростанции, которая при относительно минимальной занимаемой площади может дать и причем длительное время максимум необходимой энергии.

Поэтому широкий переход к атомной энергетике в судостроении, особенно морском, чрезвычайно перспективен и экономическая политика здесь должна учитывать требования техники.