FI78650B - Skrovform av deplacementtyp. - Google Patents

Description

1 73650

Uppoamatyyppinen runkomuoto

Keksintö koskee uppoamatyppistä aluksen runkomuotoa, joka mahdollistaa aluksen kuolleen painon poikkisuun-5 täisen vakavuuden ja merenkulkuominaisuuksien parantamisen sekä runkopalkin rasitusten vähentämisen sekä tyynessä vedessä että aalloissa.

Annetuilla päämitöillä, kuten pituus, leveys ja syvyys rakennevesiviivaan, voidaan tunnetuille runkomuodoil-10 le saada suurempi kuollut paino suurentamalla vedenalaisen rungon tilavuutta, niin että kokonaisuppoama kasvaa.

Tunnetun runkomuodon vakavuuden parantamiseksi poik-kisuunnassa, mikä ilmaistaan suurempana alkuvaihtokeskus-korkeutena, voidaan runkomuodon leveyttä suurentaa, niin 15 että saavutetaan suurempi vesiviivahitausmomentti ja mahdollisesti samalla nostetaan vedenalaisen rungon tilavuus-painopistettä.

Tällaiset muutokset, kuten suurempi tilavuus ja leveys, johtavat tavanomaisten alusten liian suureen eteen-20 päinajovastukseen sekä tyynessä vedessä että aalloissa, kun poikkisuunnan vakavuuteen ja nopeuteen asetetaan yhä suurempia vaatimuksia.

Tavanomaisten runkomuotojen merenkulkuominaisuuksien parantamiseksi ilmaistuna aluksen poikkisuuntaisen ak-25 selin ympäri tapahtuvina kulmaliikkeinä, joita nimitetään jyskimiseksi, ja pystysuorina liikkeinä, joita nimitetään syvyysheilahteluiksi, ja kasvavana kulkuvastuksena verrattuna vastukseen tyynessä vedessä, voidaan yrittää muuttaa jyskimisen ja syvyysheilahtelun ominaisperiodeja siten, 30 että aluksen ominaisperiodit mahdollisimman suuressa määrin eivät osu yhteen esiintyvien aallonpituuksien kohtaus-jaksojen kanssa.

Tavanomaisissa runkomuodoissa rakenteen muutokset voivat vain vähäisessä määrin johtaa merenkulkuominaisuuk-35 sien parannuksiin, ja äärimmäisen suuria kulma- ja pysty-liikkeitä sekä kulkuvastuksen suurta kasvua esiintyy pur- 2 73650 jehdittaessa kohtaavissa aalloissa, joissa vallitseva aallonpituus on lähes sama kuin laivan pituus vesiviivan kohdalla.

Laivan tyypistä ja nopeudesta riippuen tällaiset 5 synkroniset liikkeet johtavat aina siihen, että tavanomaisten laivojen on vähennettävä nopeutta ja/tai muutettava suuntaa suhteessa aaltoihin kohtausjakson muuttamiseksi niin, että se ei osu yhteen laivan kulma- ja pysty-liikkeiden ominaisperiodien kanssa.

10 Kun tavanomaisten runkomuotojen uppoama on suunnil leen suorakulmaisesti jaettu ja niiden runkoa suurennetaan, niihin kohdistuu taivutus- ja leikkausrasituksia, jotka edellyttävät suuria ainemittoja ja erikoistapauksissa myöskin rajoituksia kuorman tai painolastin sijoitukseen.

15 Keksinnön mukaisesti voidaan parantaa kuollutta painoa, poikkisuuntaista vakavuutta, merenkulkuominaisuuk-sia ja runkopalkkiin kohdistuvien taivutus- ja leikkaus-rasitusten suuruutta ilman edellä mainittuja haittoja, koska runkomuoto voidaan tehdä suuremmalla tilavuudella kuin 20 tavanomaiset runkomuodot, mikä ilmaistaan solakkuusluvulla 1/3 L/V , jossa L on runkomuodon pituus rakenteen vesiviivan kohdalla, mikä vastaa kesäkuivalaidan syväystä T, ja V on runkomuodon uppoamat!lavuus rakenteen vesiviivan kohdalla, ja L/V voi olla noin 3 tai suurempi ilman että ominai-25 nen kulkuvastus kasvaa suhteessa tavanomaisiin runkomuotoihin, samalla kun rungon leveyttä B voidaan suurentaa, niin että suhde L/B voi olla 2 tai suurempi, jolloin B on runkomuodon suurin leveys rakenteen vesiviivan kohdalla, jolloin runkomuodon vaihtokeskuskorkeus voidaan enemmän kuin 30 kaksinkertaistaa suhteessa saman pituuden omaaviin, tavanomaisiin runkomuotoihin.

Keksinnön mukaisesti parannetun runkomuodon meren-kulkuominaisuudet tavanomaisten runkomuotojen kriitillisten aallonpituus/rungonpituus-suhteiden yhteydessä kohtaa-35 vissa aalloissa ovat paremmat, niin että runkomuodon kulma-ja pystyliikkeet vähenevät suhteessa tavanomaisten runko- 3 78650 muotojen vastaaviin liikkeisiin samalla nopeudella ja ne hidastuvat siten, että parannettu runkomuoto ei suorita vastaavansuuruisia liikkeitä ennen kuin suhde aallonpi-tuus/laivan pituus on kaksinkertainen, samalla kun vastuk-5 sen kasvu pienenee vastaavassa määrin. Keksinnön mukaisesti uppoaman jakautuminen laivan pituussuunnassa noudattaa suunnilleen Rayleighin käyrää, mikä kuorman jakaantumisen ollessa normaali johtaa taivutusmomentin pienentymiseen laivan pituussuunnassa runkopalkin osalta noin 50 %:n ver-10 ran suhteessa tavanomaisiin runkomuotoihin. Mainitut parannukset aikaansaadaan keksinnön mukaiselle runkomuodolle, jolle on tunnusomaista, että siinä on lyhennetyt, lähes harmoonisesti sinimäiset vesiviivat, joiden äärimmäispis-teet ovat suunnilleen runkomuodon keulan ja perän loppupis-15 teiden kohdalla ja vesiviivojen perusviivat siirtyvät asteittain rakennevesiviivasta kasvavalla syvyydellä kulkusuunnassa sivuavaan suhteeseen perustason kanssa suunnilleen kohdassa L/2, niin että lähes vino taso, joka ulottuu perusviivojen läpi, muodostaa leveän lopun runkomuodon pe-20 räpuoliskolle, jonka alle on asennettu vaakatasossa, laivan poikkisuuntaan asetettu, kiinteä tai poikkilaivan akselin ympäri kääntyvä kantotaso, joka on varustettu ajoyk-köillä jaettuina pitkin kantotason leveyttä ja asennettuina tämän ylä- tai alasivulle kantotason keula- tai perä-25 reunaan.

Keksinnön mukaiselle runkomuodolle on edullista, että laivan poikittaissuuntaiselle leikkaukselle, joka tehdään runkomuodon läpi rakennevesiviivan kvl alle, noin 0/15L välimatkan päähän perästä, on rakennevesiviivan koh-30 dalla olevan leveyden ja runkomuodon samasta vesivii-vasta mitatun syvyyden t^ välillä suhde, joka on noin 3 tai suurempi kuin vastaava suhdeluku, kun leikkaus on kohdassa L/2 ja leveys B2 ja syvyys t2 on mitattu samalla tavalla.

35 Keksinnön seurauksena rungon parametri e = 0^/0^·^ on noin 1 tai suurempi, jolloin on määritelty runkomuo- 4 78650 don pituussuuntaisena, prismaattisena kertoimena, joka ilmaistaan uppoamatilavuuden rakennevesiviivan kohdalla, V, ja laivan poikittaissuuntaan ylös rakennevesiviivan L/2 kohdalle tehdyn leikkauksen pinta-alan, jonka merkintä 5 al/2 kaltaisen kappaleen tilavuuden välisenä suhdelukuna kerrottuna rakennevesiviivalla L, eli kaavana cp = V/ALy2L> jolloin con rakennevesiviivan vesiviivakerroin, joka määritellään vesiviiva-alan Α^ν^ ja tuloksen L B välisenä suhteena, jossa B on vesiviivan suurin leveys, eli kaavana 10 <W L B·

Keksinnön seurauksena rakennevesiviivan pinta-alan painopiste LCF on noin 0,2 L verran perään päin L/2:sta ja parannetun runkomuodon tilavuuskeskipiste on noin 0,075 L verran keulaan päin pinta-alan painopisteestä, sy-15 väyksen ollessa rakennevesiviivan kvl kohdalla, eli toisin ilmaisten LCF - LCB 0,075 L.

Keksinnön mukainen runkomuoto voidaan alueella, joka on noin 0,3 L verran keulaan päin perävantaasta, varustaa pyörteet säätävillä lisäosilla, jotka voivat olla 20 kiinteitä tai taipuisia, evämäisiä laitteita v virtausvii-vojen suunnassa, jotka laitteet on asennettu suunnilleen suorakulmaisesti runkomuotoon suunnilleen runkomuodon pohjan ja laitojen väliseen ylimenokohtaan, tai laivan pituussuunnassa olevia uria, jotka ovat teräviä, suorakul-25 maisia tai aaltomaisia uria x, joiden syvyys pienenee kulkusuunnassa ja jotka suunnilleen kohdassa 0,3 L siirtyvät vinon tason s tasaiseen osaan ja joiden syvyys d voi tavallisesti olla noin 0,02 B.

Keksinnön mukainen parannettu runkomuoto esitetään 30 oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 näyttää parannetun runkomuodon lyhennetyt, lähes harmoonisesti sinimäiset vesiviivat suunnilleen rakennevesiviivan kvl kohdalla ja äärimmäispisteet suunnilleen runkomuodon keulan ja perän loppupisteiden kohdalla, 35 jolloin pinta-alan painopiste LCF on noin 0,2 L verran perään päin kohdasta L/2 ja rakennevesiviivan suhde pi- 5 73650 tuus/leveys, L/B, on noin 2; kuvio 2 esittää kuvantoa parannetusta runkomuodosta rakennevesiviivan kvl alla ja siinä näytetään lyhennettyjen, lähes harmoonisesti sinimäisten vesiviivojen 0^v^, 0^, 5 °2' °3 Jcu^cusuunnassa siirretyt perusviivat pitkin vinoa tasoa s perustasoon g siirtyvinä noin kohdassa L/2, jolloin pinta-alan painopisteen LCF ja runkomuodon tilavuus-painopisteen LCB välinen etäisyys on noin 0,075 L syväyksen ollessa rakennevesiviivaan kvl; 10 kuvio 3 esittää kuvion 2 parannettua runkomuotoa projisoituna vaakatasossa vesiviivojen kvl, 1, 2, 3 ja g kanssa, ja tässä esimerkissä on U-kaaret runkomuodon etuosassa, mutta myös muita tunnettuja kaarimuotoja voidaan käyttää olosuhteista riippuen; 15 kuvio 3 näyttää myös tunnusomaisen suhteen leveyden ja syvyyden kesken leikkauksessa, joka on noin 0,1 L verran perästä ja kohdassa L/2, ja siinä on leveydet ja syvyydet merkitty vastaavasti B^, Bj ja t^ ja kuvio 4 esittää pystyleikkausta lähellä keskitasoa 20 runkomuodon peräosassa ja perustaso g, vino taso s, tuki q, kantotaso p, vaakaruori h, ajoyksiköt f ja pystyruori r ovat tässä siten, että ajoyksikkö f on kantotason p edessä ja alla, mutta ajoyksikkö voidaan myös asentaa perän reunaan tai kantotason yläreunaan; 25 kuvio 5 esittää leikkausta rinnakkain ja vinon ta son s, kantotason p, tukien q, vaakaruorien h alla rakennevesiviivan kvl ja ajoyksikköjen f yllä olevasta muodosta, jolloin ajoyksikköjä on neljä kappaletta ja ne on asennettu kantotason etureunaan; 30 kuvio 6 esittää parannetun runkomuodon rakennevesi- viivaa kvl ja kuvion yläpuoliskossa on esimerkki vinon ta-son s yhteyteen asennettujnen evämäisten lisälaitteiden v sijoituksesta ja kuvion alapuoliskossa on esimerkki vinon tason s urilla varustetusta osasta x, jolloin nämä 35 näytetään molemmissa tapauksissa katkoviivoin, jolloin va A-A kuviossa 6 on leikkaus poikkilaivassa vinon tason 78650 s peräosan läpi; ja kuvio 7 esittää pyörteet säätäviä, kiinteitä tai taipuisia lisälaitteita v kuvion vasemmassa puoliskossa ja se näyttää esimerkin laivan pituussuunnassa olevista 5 urista x näyttäen niiden likimaisen ulottuvuuden d suhteessa vinoon tasoon s.

73650

Patenttivaatimukset 1. Uppoamatyyppinen runkomuoto, tunnettu siitä, että siinä on lyhennetyt, lähes harmoonisesti sini- 5 mäiset vesiviivat, joiden äärimmäispisteet ovat suunnilleen runkomuodon keulan ja perän loppupisteiden kohdalla ja ve-siviivojen perusviivat (0^ν^, 0^, °2» O3) siirtyvät asteittain rakennevesiviivasta (kvl) kasvavalla syvyydellä kulkusuunnassa sivuavaan suhteeseen perustason (g) kanssa 10 suunnilleen kohdassa L/2, niin että lähes vino taso (s), joka ulottuu perusviivojen (0^^/ 0^, 02> 0^) läpi, muodostaa leveän lopun runkomuodon peräpuoliskolle, jonka alle on asennettu vaakatasossa, laivan poikkisuuntaan asetettu, kiinteä tai poikkilaivan akselin ympäri kääntyvä 15 kantotaso (p), joka on varustettu ajoyksiköillä (f) jaettuina pitkin kantotason leveyttä ja asennettuina tämän ylä- tai alasivulle kantotason keula- tai peräreunaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen runkomuoto, tunnettu siitä, että uppoama laivan pituussuunnas- 20 sa on jaettu suunnilleen Rayleighin käyrää pitkin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen runkomuoto, tunnettu siitä, että rungon parametri e = cp/cjcvi on noin 1 tai suurempi, jolloin c määritellään pituus-

P

suuntaisena, prismaattisena kertoimena, joka ilmaistaan 25 rakennevesiviivan (kvl) kohdalla olevan uppoamatilavuuden V ja ylös rakennevesiviivan (kvl) kohdalle ja sen puolen pituuden L matkalla ulottuvan laivan poikittaissuuntaisen leikkauksen, AL/2' mu°dostaman kappaleen tilavuuden välisenä suhteen kerrottuna rakennevesiviivan pituudella L, 30 ja jolloin määritellään vesiviivakertoimena ilmaistu na rakennevesiviivan pinta-alan ja rakennevesiviivan suurimman pituuden L välisenä suhteena kerrottuna sen suurimmalla leveydellä B.

:: 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen runkomuoto, 1/3 35 tunnettu siitä, että solakkuusluku L/V on noin 3 tai suurempi, jolloin L on rakennevesiviivan (kvl) pi- 8 78650 tuus ja V on runkomuodon uppoamat!lavuus rakennevesivii-van (kvl) alla siihen suurimpaan syväykseen (T), jota vasten runkomuoto on suunniteltu.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen runkomuoto, 5 tunnettu siitä, että runkomuodon suurimman, vesi-viivan kohdalla mitatun pituuden ja leveyden välinen suhde sen suurimman syväyksen(T) yhteydessä, jota varten runko-muoto on suunniteltu, on noin 2 tai suurempi.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen runkomuoto, 10 tunnettu siitä, että laivan poikittaisuuntaisen leveyden (B^, bja syvyyden (t^, t2> välinen suhde on vähintään 3 kertaa suurempi noin 0,15 L leikkauksen kuin L/2 leikkauksen yhteydessä, jolloin L on pituus vesivii-van kohdalla sen syväyksen yhteydessä, jota varten runko- 15 muoto on suunniteltu.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen runkomuoto, tunnettu siitä, että yksi tai useampia, kiinteitä tai taipuisia, levymäisiä lisälaiteita (v) on asennettu lähes suorakulmaisesti runkomuodon pinnalle, pohjan ja 20 laitojen välisen ylimenokohdan, molemmin puolin, virtaus-viivojen suunnassa ja noin 0,3 L etäisyyden sisällä runko-muodon peräreunasta.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen runkomuoto, tunnettu siitä, että vinon tason (s) peräosaan on 25 tehty laivan pituusuuntaan suunnattuja, teräviä, suorakulmaisia tai aaltomaisia uria (x), jotka noin kohdassa 0,3L siirtyvät vinoon tasoon (s).