NO334428B1 - Anordning ved skrog for et flytende fartøy - Google Patents

Abstract

Forskip (1), innbefattende en baug med et øvre baugparti (30), et nedre baugparti (10) og et mellomliggende inntrukket baugparti (20). Det inntrukne baugpartiet (20) innbefatter en butt tilformet overflate (30) som krummer seg innover og bakover fra et overgangsområde (T) mellom det øvre baugpartiet og det inntrukne baugpartiet (20). Denne butte overflaten (23) er utformet for å reflektere mindre bølger og på den måten redusere tilleggsbølgemotstanden i mindre bølger som reflekteres i det inntrukne baugpartiet (20), hvorved bølgeenergien bearbeides over en relativ kort tidsperiode og de små bølgenes tendens til å følge skrogformen videre akterover i hovedsaken hindres.

Description

Oppfinnelsen vedrører utforming av skipsskrog. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen utforminger av forskip, slik det er angitt i innledningen til patentkrav 1.

Når et skip beveger seg i og i forhold til vann, utsettes det for ulike motstandsformer i vannet. Dette omtales hos O.M. Faltinsen, Sea Loads on Ships and Offshore Structures, Cambridge, 1990.

Motstandskomponentene under ulike forhold kan oppsummeres som følger: motstand i rolig vann, uten bølger

tilleggsmotstand i korte (små) bølger, og

tilleggsmotstand i lange bølger (kraftigere sjø).

Mest viktig er den totale motstanden, som er en kombinasjon av motstanden i rolig vann og tilleggskomponenten som skyldes bølgene.

Tilleggsmotstanden som skyldes bølgene, blir vanligvis delt i to komponenter:

a) tilleggsmotstand som følge av bølgerefleksjonen i skipets baugområde, og

b) tilleggsmotstand som skyldes skipsbevegelser.

De bølgelengdeområdene hvor de ulike komponentene dominerer, er vist på figur 1,

og det er der vist en typisk bølgeIengde(X)-avhengighet for tilleggsmotstand i bølger for et skip med en lengde "L". Figuren viser motstandsøkningen for de to komponentene, så vel som den totale motstandsøkingen.

Vanligvis vil tilleggsmotstand som skyldes baugbølgerefleksjon dominere når bølgelengden X er mindre enn halve skipslengden (X/L < 0,5), mens tilleggsmotstanden som skyldes skipsbevegelser dominerer når skipsbevegelsene blir store. Dette er vanligvis i området 0,7 < X/ L < 1,5, hvor bølgelengden ligger nær opptil skipets lengde.

Når et skip beveger seg i en sjøgang, vil bølgene indusere bevegelser i skrogets seks frihetsgrader. Fra et motstandssynspunkt er hiv- og stampebevegelsene de vesentligste, og de er også sterkt koblet. Når skroget hiver og stamper vil det generere et eget bølgesystem som fører energi vekk på omtrent samme måten som bølgemønsteret i stille vann, og derved danne en motstandskraft.

Tilleggsmotstanden i små bølger skyldes baugbølgerefleksjonen (kfr. figur 1), som på igjen er svært avhengig av baugform-geometri og foroverhastighet. Skipet utfører svært få eller ingen bevegelser i slike bølger, fordi skipsbevegelsene domineres av treghetskrefter i dette frekvensområdet.

For å kunne utforme en effektiv baug for minimering av motstanden i rolig vann og tilleggsmotstanden i bølger, er det nødvendig med kunnskap vedrørende de mest sannsynlige sjøforholdene, bølgeretning, hastighet og driftsprofil.

JP 82390820A og JP 2008201185 A vedrører et skip og utformingen av dettes forskip, der forskipet er utformet med en baug som omfatter et øvre og nedre baugparti. Mellom det øvre og nedre baugpartiet er det utformet et inntrukket baugparti, hvor det inntrukne baugpartiet innbefatter et vertikalt orientert fremre kantparti.

Oppfinnelsen er beskrevet og kjennetegnet i hovedkravet, mens de uselvstendige kravene angir andre kjennetegn ved oppfinnelsen.

Hensikten med oppfinnelsen er å oppnå en baugform hvor tilleggsmotstanden i forbindelse med både små og store bølger reduseres, så vel som å redusere akselerasjonsnivåer, bevegelser i en sjøgang og slamming i baugområdet. Følgelig kan fartøyet drives med et mindre brenselforbruk og med mer komfort for mannskapet, sammenlignet med det som er tilfellet med en konvensjonell baugform. En utførelse av oppfinnelsen omfatter den konvensjonelle bulbbaugutførelsen for lav motstand i stille sjø.

Baugformen ifølge oppfinnelsen har tre distinkte partier, som hvert virker for tre ulike motstand sr egimer, og en kombinasjon av disse: Et nedre baugparti: optimalisert for stille sjø og med en konvensjonell

bulbbaug med lav motstand for stille sjø.

Et mellombaugparti: optimalisert for å redusere tilleggsbølgemotstanden i mindre bølger som reflekteres i baugområdet. Bølgeenergien bearbeides i løpet av en relativ kort tidsperiode, og tendensen som små bølger har til å følge skrogformen videre akterover, blir i hovedsaken forhindret.

Et øvre baugparti: optimalisert for å redusere tilleggsbølgemotstanden i større bølger og som i hovedsaken skyldes skipsbevegelser. Ved å strekke denne delen videre forover (i forhold til en konvensjonell baugform) og gjøre den mer tilspisset, vil de største bølgene deles og det blir derved mulig å kunne redusere åpningsvinklene og "skuldrene" i baugområdet.

Det nye og inventive forskipet omfatter en baug som har et øvre baugparti og et nedre baugparti, og forskipet er kjennetegnet ved et inntrukket baugparti mellom det øvre og det nedre baugpartiet.

Fordelaktig innbefatter det inntrukne baugpartiet en butt utformet overflate som krummer seg innover og bakover fra et overgangsområde mellom det øvre baugpartiet og det inntrukne baugpartiet, idet denne butte utformede overflaten er utformet for å reflektere mindre bølger og på den måten redusere tilleggsbølgemotstanden i mindre bølger som reflekteres i det inntrukne baugpartiet, hvorved bølgeenergien bearbeides i løpet av en relativ kort tidsperiode og de små bølgenes tendens til å følge skrogformen videre akterover i hovedsaken hindres.

I en utførelse innbefatter det inntrukne baugpartiet et i hovedsaken vertikalt orientert fremre kantparti, som fortrinnsvis strekker seg i en z-retning, fra den butte utformede overflaten og ned til det nedre baugpartiet.

I en utførelse omfatter det øvre baugpartiet reduserte åpningsvinkler og et forholdsvis smalt skulderparti, hvorved tilleggsbølgemotstanden i større bølger reduseres.

I en utførelse strekker det øvre baugpartiet seg lenger enn det nedre baugpartiet i en foroverrettet x-retning. I en annen utførelse strekker det nedre baugpartiet seg lenger enn det øvre baugpartiet i den foroverrettede x-retningen.

I en foretrukket utførelse innbefatter det nedre baugpartiet et bulbbaugparti.

Disse og andre kjennetegn ved oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av en utførelse, her gitt som et ikke-begrensende eksempel, og under henvisning til tegningen, hvor

figur 1 er en graf som viser typisk bølgelengdeavhengighet for tilleggsmotstand i bølger,

figur 2 er et prinsipielt sideriss av en utførelse av en baugutforming i samsvar med oppfinnelsen,

figur 3 er et frontriss av en utførelse av en baugutforming i samsvar med oppfinnelsen, sett i skipets lengderetning,

figur 4a er en linjetegning av en kjent baugutforming, sett forfra og i skipets lengderetning (x-aksen),

figur 4b er en linjetegning av en utførelse av en baugutforming i samsvar med oppfinnelsen, sett forfra og i skipets lengderegning (x-aksen),

figur 5a er en linjetegning av en baugutforming i samsvar med kjent teknikk, sett fra en side og i skipets tverretning (y-aksen),

figur 5b er en linjetegning av en utførelse av en baugutforming i samsvar med oppfinnelsen, sett fra en side og i skipets tverretning (y-aksen),

figur 6a er en linjetegning av en kjent baugutforming, sett nedenfra og i skipets tverretning (z-aksen),

figur 6b er en linjetegning av en utførelse av en baugutforming i samsvar med oppfinnelsen, sett nedenfra og i skipets tverretning (z-aksen),

figur 7 er et perspektivriss av en utførelse av en baugutforming i samsvar med oppfinnelsen,

figur 8 er et sideriss av en utførelse av en baugutforming i samsvar med oppfinnelsen,

figur 9 er et planriss av en utførelse av en baugutforming i samsvar med oppfinnelsen, sett nedenfra, og

figur 10 er nok et perspektivriss av en utførelse av en baugutforming i samsvar med oppfinnelsen.

I den nedenfor gitte beskrivelsen og i kravene er romkoordinater og retninger angitt i samsvar med et vanlig tredimensjonalt koordinatsystem, hvor skipets lengderetning, bredderetning og høyderetning svarer til henholdsvis x-aksen, y-aksen og z-aksen i koordinatsystemet, idet x-aksen og y-aksen er orientert i horisontalplanet, mens z-aksen er orientert i vertikalplanet. Skipets foroverretning tilsvarer en positiv x-retning, og en retning oppover svarer til en positiv z-retning. xz-planet representerer et lengdeplan, mens yz-planet representerer et tverrplan.

Under henvisning til tegningene innbefatter det nye forskipet 1 en baug som har et øvre baugparti 30 og et nedre baugparti 10 samt et inntrukket baugparti mellom det øvre baugpartiet 30 og det nedre 10 baugpartiet.

På figur 2 er disse tre baugpartiene vist skjematisk. Man ser at det kan defineres tre soner: Sone A: Lav-motstandssone i stille sjø, hvor det operative elementet er det nedre bulbbaugpartiet 10;

Sone B: En knusesone for små bølger, hvor det operative elementet er det mellomliggende, inntrukne og butte baugpartiet 20; og

Sone C: En delesone for større bølger, hvor det operative elementet er det relativt smale øvre baugpartiet 30, med en form som gir en effektiv deling av større bølger.

I den nye baugformen kan det inntrukne baugpartiet 20 defineres som overflaten som strekker seg fra et overgangsområde T mellom det inntrukne baugpartiet og det øvre baugpartiet, slik det eksempelvis er vist på figurene 3, 5B og 7. Som vist på disse figurene, strekker en butt utformet overflate 23 seg fra overgangsområdet T og krummer seg innover og bakover, slik at man på en måte kan si at det strekker seg "under" det øvre baugpartiet 30.

Denne butte utformede overflaten 23 vil reflektere mindre bølger og derved redusere tilleggs-bølgemotstanden.

Det inntrukne baugpartiet har også et i hovedsaken vertikalt orientert fremre kantparti 21, som i den viste utførelsen strekker seg i en z-retning, fra den butte utformede overflaten 23 og ned til det nedre bulbbaugpartiet 10.

Som særlig vist på figur 4B, innbefatter det øvre baugpartiet 30 reduserte åpningsvinkler og et relativt smalt skulderparti 32, sammenlignet med kjent teknikk (kfr. figur 4A). Dette trekk bidrar til å redusere tilleggsbølgemotstanden i større bølger.

Som vist på figur 1 er en virkning av oppfinnelsen at tilleggsmotstanden senkes, sammenlignet med en kjent baugutforming, særlig som vist i den venstre delen av grafen. Dette fordi tilleggsmotstanden som skyldes baugrefleksjon reduseres.

Claims (8)

1. Forskip (1), omfattende en baug med et øvre og et nedre baugparti (30, 10), samt et inntrukket baugparti (20) mellom det øvre baugpartiet (30) og det nedre baugpartiet (10), karakterisert vedat det inntrukne baugpartiet (20) innbefatter en butt utformet overflate (23) som krummer seg innover og bakover fra et overgangsområde (T) mellom det øvre baugpartiet (30) og det inntrukne baugpartiet (20), hvilken butt utformede overflate (23) er utformet for å reflektere mindre bølger og derved redusere tilleggsbølgemotstanden i mindre bølger som reflekteres i det inntrukne baugpartiet (20), hvorved bølgeenergien bearbeides over en relativt kort tidsperiode og de små bølgenes tendens til å følge skrogformen videre akterover i hovedsaken hindres.

2. Forskip ifølge krav 1, karakterisert vedat det inntrukne baugparti (20) innbefatter et i hovedsaken vertikalt orientert fremre kantparti (21).

3. Forskip ifølge krav 2, karakterisert vedat det fremre kantpartiet (21) strekker seg i en z-retning.

4. Forskip ifølge krav 2 eller 3, karakterisert vedat det fremre kantpartiet (21) strekker seg fra den butt utformede overflaten (23) og ned til det nedre baugpartiet (10).

5. Forskip ifølge ett av de foregående krav, karakterisert vedat det øvre baugpartiet (30) innbefatter reduserte åpnings vinkl er og et relativt smalt skulderparti (22), hvorved tilleggsbølgemotstanden i større bølger reduseres.

6. Forskip ifølge ett av kravene 1 til 5, karakterisert vedat det øvre baugpartiet (30) strekker seg lenger enn det nedre baugpartiet (10) i den foroverrettede x-retningen.

7. Forskip ifølge ett av kravene 1 til 5, karakterisert vedat det nedre baugpartiet (10) strekker seg lenger enn det øvre baugpartiet (13) i den foroverrettede x-retningen.

8. Forskip ifølge ett av de foregående krav, karaterisert ved at det nedre baugpartiet innbefatter et bulbbaugparti (10).