PL203540B1 - Kszta lt kad luba i uk lad nap edu statku pe lnomorskiego o stabilnym kursie, wyposa zonego w srubowy nap ed azymutalny - Google Patents

Kszta lt kad luba i uk lad nap edu statku pe lnomorskiego o stabilnym kursie, wyposa zonego w srubowy nap ed azymutalny

Info

Publication number
PL203540B1
PL203540B1 PL369765A PL36976503A PL203540B1 PL 203540 B1 PL203540 B1 PL 203540B1 PL 369765 A PL369765 A PL 369765A PL 36976503 A PL36976503 A PL 36976503A PL 203540 B1 PL203540 B1 PL 203540B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
stern
shape
azimuth
propeller
stream
Prior art date
Application number
PL369765A
Other languages
English (en)
Other versions
PL369765A1 (pl
Inventor
Grzonka Adam
A. Henriksen Björn
Kanar Jan
Lech Ryszard
Tigges Kay
Original Assignee
Centrum Techniki Okr Etowej Sa
Sea Trade As
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10206669A external-priority patent/DE10206669A1/de
Application filed by Centrum Techniki Okr Etowej Sa, Sea Trade As, Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Centrum Techniki Okr Etowej Sa
Publication of PL369765A1 publication Critical patent/PL369765A1/pl
Publication of PL203540B1 publication Critical patent/PL203540B1/pl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/14Hull parts
    • B63B3/38Keels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/125Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers movably mounted with respect to hull, e.g. adjustable in direction, e.g. podded azimuthing thrusters
    • B63H2005/1254Podded azimuthing thrusters, i.e. podded thruster units arranged inboard for rotation about vertical axis
    • B63H2005/1258Podded azimuthing thrusters, i.e. podded thruster units arranged inboard for rotation about vertical axis with electric power transmission to propellers, i.e. with integrated electric propeller motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/08Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers of more than one propeller
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/125Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers movably mounted with respect to hull, e.g. adjustable in direction, e.g. podded azimuthing thrusters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/16Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers characterised by being mounted in recesses; with stationary water-guiding elements; Means to prevent fouling of the propeller, e.g. guards, cages or screens

Description

Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest kszta lt kad luba i uk lad nap edu statku pe lnomorskiego o stabilnym kursie, wyposa zonego w srubowy nap ed azymutalny, z kad lubem przystosowanym do transportu to- warów, albo pasa zerów. W szczególno sci nap edy azymutalne s a wykonane jako elektryczne nap edy azymutalne - POD'y, natomiast kad lub statku ma na sródokr eciu przekrój w przybli zeniu prostok atny, do którego po stronie rufy s a zamocowane elementy w postaci rufowych pletw dennych, pomi edzy którymi utworzony jest kana l przep lywowy strumienia wody. Z niemieckiego wzoru u zytkowego nr 29913498.9 jest znany szybki statek pe lnomorski, który przed elektrycznymi nap edami azymutalnymi ma hydrodynamicznie czynne rufowe p letwy denne - skegi. Tak ze z europejskiego opisu patentowego EP1.177.129 jest znany szybki statek pe lnomorski, przeznaczony szczególnie do zeglugi promowej, który przed elektrycznymi nap edami azymutalnymi ma hydrodynamicznie czynne rufowe p letwy denne - skegi, których kszta lt zako ncze n w przekroju jest zbli zony do kszta ltu kropli wody. Statek ten ma wzd lu zny wznios rufowy o d lugo sci w przybli zeniu 1/3 d lugo sci jego linii wodnej. Takie rozwi azanie dotyczy statków o du zej pe lnotliwo sci. Celem wynalazku jest zoptymalizowanie kszta ltu i d lugo sci kana lu przep lywu strumienia, kszta l- tu i d lugo sci rufowych p letw dennych oraz warunków ich wspó lpracy z p ednikami dla szybkiego statku, szczególnie o ma lej, oko lo 0,6 pe lnotliwo sci. Optymalizacja tych istotnych elementów konstrukcji ka- d luba statku powoduje korzystny nap lyw strumienia wody na srubowe nap edy azymutalne w efekcie poprawia w la sciwo sci morskie takiego statku. Zadaniem wynalazku jest podwy zszenie stopnia sprawno sci nap edu statku, wyposa zonego w nap edy azymutalne, z których ka zdy ma dwa lub tylko jeden p ednik srubowy. Istot a wynalazku jest kszta lt kad luba statku o przekroju sródokr ecia w przybli zeniu prostok at- nym, którego dno ma wznios rufowy, przy czym kad lub w cz esci rufowej ma elementy prowadzenia strumienia przep lywu w postaci rufowych p letw dennych, pomi edzy którymi jest ukszta ltowany klinowy kana l przep lywu strumienia, charakterystyczny tym, ze utworzony pomi edzy rufowymi p letwami den- nymi kana l przep lywu strumienia w kszta lcie klinowym, jest zrealizowany ze sta lym, lekko zakrzywio- nym rozszerzeniem do do lu w kierunku rufy, przy czym scianki boczne kana lu przep lywu strumienia s a ukszta ltowane przynajmniej cz esciowo jako powierzchnie p laskie, które przechodz a w podobne do p letw elementy maj ace obj etosc wyporow a wzgl edem wody, usytuowan a g lównie po zewn etrznej stronie tych p letw, a wzd lu zny wznios rufowy zaczyna si e od pocz atku tego kana lu, przy czym po- szczególne wymiary kad luba statku, jego rufy, w tym wzniosu rufowego i jego odleg lo sc nad nap edami azymutalnymi w kierunku rufy, jak te z wymiary i kszta lt rufowych p letw dennych, ich rozstawienie na zewn atrz i ich obj etosc wyporowa oraz d lugosc ich po laczenia z kad lubem s a determinowane wielko- sci a op lywu wody dla za lo zonego zakresu pr edko sci eksploatacyjnej danego statku i zasadniczo sa ustalone w wyniku bada n modeli, za pomoc a testów modeli holowanych na basenie. Optymalizacja ukszta ltowania kana lu przep lywowego w stosunku do strumienia powoduje mo z- liwo sc wykorzystania w la sciwo sci efektu kanalowego dla obni zenia oporu kad luba statku, a ponadto wp lywa na korzystne oddzia lywanie strumienia nap lywaj acego na nap ed. Efektem utworzenia pomi edzy rufowymi p letwami dennymi optymalnego kana lu przep lywowego strumienia, jest korzystne zmniejszenie oporu odp lywu strumienia i zmniejszenie pr edko sci jego na- p lywu na elektryczne nap edy azymutalne, co zapewnia ma ly opór i uspokojenie strumienia odp lywo- wego wody w strefie rufowej statku. Rezultatem takiego rozwi azania s a poprawione pod wzgl edem oporu w la sciwo sci rufy statku, dzi eki czemu, podczas ruchu statku zmniejsza si e jego opór w wodzie, co zapewnia podwy zszenie wspó lczynnika sprawno sci nap edu. Poszczególne parametry strumienia przep lywu na rufie s a zale zne zw laszcza od wielko sci stat- ku, jego pr edko sci, chropowato sci powierzchni zewn etrznej kad luba, oraz innych w la sciwo sci, które s a odmienne dla ró znych statków. Z tego powodu, dla konkretnego typu statku, poszczególne parametry nale zy dobiera c indywi- dualnie w odniesieniu do: kad luba statku, rufowych p letw dennych, kana lu przep lywowego strumienia, oraz p edników srubowych. Zmieniaj a si e one w okre slonych zakresach, które musz a zosta c zbadane i zoptymalizowane ka zdorazowo, korzystnie w próbach modeli holowanych na basenie. W optymaliza- cji wymiarów nale zy równie z uwzgl edni c obj eto sc ladowni i koszty produkcji statku, a zatem istnieje du za ró znorodno sc doboru zmieniaj acych si e parametrów, dla których mo zna wyznaczy c tylko ich graniczne warto sci. Podawane s a one zw laszcza procentowo w zale zno sci od szeroko sci, d lugo sci, zanurzenia statku, itp. Tak ze inne parametry, w tym wymiary indywidualne rufy, np. podoblenie rufy,PL 203 540 B1 3 odleg losc paw ezy od nap edu azymutalnego, jak te z wymiary rufowych p letw dennych, ich rozstawie- nie na zewn atrz, d lugosc i kszta lt, s a zoptymalizowane w taki sposób, aby wp lyw falowania zosta l zminimalizowany, w szczególno sci od fal nap lywaj acych od ty lu na ruf e, tak zwanych udarów morza. Optymalizacja tych kszta ltów i wymiarów jest uzyskana przede wszystkim w wyniku prób modeli na basenie. Dla statku pe lnomorskiego wa zne jest nie tylko to, aby opór statku by l ma ly, ale równie z, aby jego zachowanie na morzu by lo prawid lowe. W ocenie zachowania statku na morzu, w szczególno sci jest brany pod uwag e wp lyw kszta ltu tylnej - rufowej cz esci kadluba statku na jego zachowanie, a tak- ze wp lyw falowania od strony rufy, równie z podczas postoju w niespokojnych portach. Na zachowanie prostoliniowego kursu statku wp lywa równie z kszta lt jego cz esci przedniej - dziobowej, który nie jest przedmiotem niniejszego wynalazku. W korzystnym rozwi azaniu rufa statku, od jej strony przed srubowymi p ednikami nap edu azy- mutalnego, jest wyposa zona w ster pomocniczy o postaci steru p letwowego. W takim rozwi azaniu, wyposa zenie rufy statku w dodatkowy ma ly ster pomocniczy w postaci steru p letwowego wp lywa na u latwienie korekty kursu statku w p lywaniu na wprost. Pozwala to na optymalizacj e zu zycia energii przy kursie na wprost. Dzi eki zastosowaniu dodatkowego steru, nap edy azymutalne mog a by c stale ustawione w kierunku optymalnego dop lywu strumienia i nie musz a by c stale wychylane w celu korekty kursu dla uzyskania jego stabilno sci. Ponad to dzi eki wyeliminowaniu op lywania ci agu p ednika, powoduj acego wiekszy opór ni z od oddzielnego steru, uzyskuje si e równie z oszcz edno sc energii. W szczególnej realizacji wynalazku rufowe p letwy denne s a ukszta ltowane jako podobne do p letw zebra, których obj etosc wyporowa ka zdego z nich przechodzi z ty lu w op lywowe zako nczenie wystaj ace poza pionowe po laczenie rufowej p letwy dennej z kad lubem statku, przy czym zako nczenie to jest usytuowane w niewielkiej odleg losci przed nap edem azymutalnym wspó lpracuj acym z dan a p letw a. Takie ukszta ltowanie rufowych p letw dennych przed nap edami azymutalnymi powoduje ko- rzystn a ró znic e ci snie n pomi edzy wewn etrzn a a zewn etrzn a stron a kana lu przep lywowego, a tak uformowany strumie n op lywa zako nczenia tych p letw w kierunku strumienia indukowanego przez p edniki srubowe. Ponadto zachowanie niewielkiej odleg lo sci zako nczenia rufowej p letwy dennej od wspó lpracuj acego z ni a p ednika zapewnia polepszenie w la sciwo sci strumienia nap lywowego na p ed- nik i uspokojenie tego strumienia wody. W jeszcze innym szczególnym rozwi azaniu wynalazku, obj etosc wyporowa na zewn etrznej stronie rufowych p letw dennych jest uzyskana w formie asymetrycznych pogrubie n brzegowych. To asymetryczne ukszta ltowanie pogrubie n rufowych p letw dennych, prowadzi do uzyskania asymetrycznego op lywu i odp lywu wody zgodnego z kierunkiem obrotów ka zdego z nap edów azymu- talnych. Takie oddzia lywanie na strumie n wody poprawia skuteczno sc nap lywu tego strumienia na p edniki srubowe. W ten sposób, dzia lanie uspokojonego strumienia odp lywowego wody z kana lu przep lywowego strumienia, uzupe lnione o ruch rotacyjny wody tu z przed p ednikami, sumarycznie korzystnie formuje strumie n wody nap lywaj acy do p edników. W dalszym szczególnym rozwi azaniu wynalazku, wielko sc i obj eto sc kana lu przep lywu strumie- nia na jego wylocie w obszarze zako ncze n rufowych p letw dennych, wraz z rozmieszczeniem obj eto- sci wyporowych tych p letw, s a dobrane w sposób wymuszaj acy op lyw i odp lyw zako ncze n zgodny z kierunkiem obrotów ka zdego z p edników. Dzi eki zastosowaniu kombinacji asymetrycznego ukszta ltowania i wielko sci obj eto sci wyporo- wych rufowych p letw dennych, oraz odpowiednich wielko sci kana lu przep lywu strumienia, zapewnia- jacych op lyw wody zgodnie z kierunkiem obrotów ka zdego z p edników, jest uzyskany korzystnie rów- nomierny, a w szczególno sci z niewielkimi zawirowaniami, dop lyw strumienia wody do p edników. W ten sposób uzyskuje si e stosunkowo d lug a stref e uspokajania wody przed jej wej sciem w obszar dzia lania p ednika, a to powoduje cz esciowe wyrównanie wirów odp lywowych powstaj acych na kad lu- bie statku. W efekcie kawitacja zostaje zminimalizowana. Nie ma przy tym potrzeby rezygnacji z nor- malnego podoblenia rufy, korzystnego dla zachowania stabilno sci kursu, jak te z korzystnego dla za- chowania si e statku w warunkach uderzania o fale jego p laskiej rufowej cz esci kad luba. Elektryczny nap ed azymutalny mo ze by c realizowany z jednym lub dwoma p ednikami azymu- talnymi. W szczególnej realizacji wynalazku z elektrycznymi napedami azymutalnymi, zawieraj acymi po dwa p edniki, ka zdy z nap edów ma jeden pchaj acy p ednik srubowy.PL 203 540 B1 4 Taka realizacja wynalazku pozwala na uzyskanie korzystnego rozk ladu si l naporu oddzia luj a- cych na p edniki. Ponad to, obudowa elektrycznego nap edu azymutalnego i jego wa l dzia laj a jako do- datkowy element wp lywaj acy na zwi ekszenie obszaru uspokajania nap lywu strumienia. Przy tym nale zy si e jednak liczy c z ewentualno scia zmniejszenia wspó lczynnika sprawno sci ta- kiego nap edu, w stosunku do nap edu zawieraj acego srubowe p edniki ci agn ace, do których jest kiero- wany dodatkowy strumie n przez obudow e nap edu azymutalnego i ewentualnie przez znajduj ace si e tam p letwy oraz przez wa l nap edu azymutalnego. Dobór szczegó lów rozwi azania jest wynikiem opty- malizacji kosztów, w odniesieniu do efektów uzyskanych z kszta ltowania przep lywu strumienia, jak te z wyników prób modeli na basenie. Przy nap edzie azymutalnym, z dwoma równocze snie pracuj acymi p ednikami srubowymi, mo zna jako p ednik pchaj acy zastosowa c powszechnie u zywane p edniki. Jeszcze innym szczególnym rozwi azaniem wynalazku jest wyposa zenie ka zdego nap edu azy- mutalnego, przynajmniej w jeden p ednik srubowy, który jest ukszta ltowany jako sruba o silnie sko- snych skrzyd lach. Zastosowanie p ednika srubowego w postaci sruby o silnie sko snych skrzyd lach wp lywa na do- stosowanie dop lywu wody w sposób eliminuj acy powstawanie wysokich waha n naporu na wale p edni- ka oraz minimalizuj acy kawitacj e. W innym rozwi azaniu wed lug wynalazku, p ednik srubowy ukszta ltowany jako sruba o silnie sko- snych skrzyd lach ma wymiary zoptymalizowane w odniesieniu do kierowanego nap lywaj acego stru- mienia wody. W szczególno sci optymalizacja tych wymiarów jest uzyskiwana w wyniku bada n modeli holowanych na basenie. Dzi eki temu uzyskuje si e ma le wibracje p ednika i zminimalizowanie jego sk lonno sci do kawitacji. Optymalny odst ep pomiedzy dwoma nap edami azymutalnymi jest ustalany tak, aby nap edy azymutalne mog ly by c obracane o 360 stopni niezale znie od siebie, przy jednoczesnym zachowaniu niezbyt du zego rozstawienia rufowych p letw dennych, usytuowanych w linii przed nap edami azymu- talnymi. Odst ep pomi edzy liniami srodkowymi rufowych p letw dennych, na wierzcho lkach ich zako n- cze n, w tylnym zako nczeniu tych p letw, optymalnie powinien by c wiekszy od pó ltora krotno sci srednicy sruby p ednika, ale nie przekracza c wielko sci równej ró znicy szeroko sci statku i pó ltora krotno sci sred- nicy sruby p ednika. Dla ka zdego nap edu azymutalnego optymalny kierunek strumienia nap lywowego jest inny, za- le znie od tolerancji kad luba statku, rufowych p letw dennych i rozmieszczenia nap edów azymutalnych. Oprócz wyznaczenia i optymalizacji tych zale zno sci w wyniku prób modeli holowanych na basenie, w ka zdym przypadku zakres osi agni etej optymalizacji jest definitywnie okre slany podczas prób mor- skich wykonanego statku. Wynalazek jest blizej wyja sniony w przyk ladzie wykonania, przedstawionym pogl adowo na ry- sunku, którego poszczególne figury, wraz z definicjami parametrów i z dodatkowymi za lozeniami, ujawniaj a dalsze istotne szczegó ly rozwi azania. Poszczególne figury rysunku przedstawiaj a: Fig. 1 Przyk lad rozmieszczenia uk ladu rufowych p letw dennych wzgl edem nap edu azymutalnego; Fig. 2 Schemat przebiegu wr egów cz esci rufowej, z zaznaczonym uk ladem nap edu azymutal- nego wed lug fig.1; Fig. 3 Schemat przebiegu wr egów w cz esci dziobowej statku; Fig. 4 Cz esc pocz atkow a kana lu przep lywu strumienia dla modelu holowanego na basenie; Fig. 5 Kana l przep lywu strumienia, widziany od strony rufy, dla modelu z fig. 4, Fig. 6 Rufowe p letwy denne widziane z boku, z kana lem przep lywu strumienia, odpowiadaj ace modelom z Fig. 4 i Fig. 5; Fig. 7 Zasad e rozmieszczenia wzgl edem siebie czesci sk ladowych wynalazku - uk ladu nap edu w zestawieniu z rufow a p letw a denn a. Na Fig. 1 jest przedstawiony fragment rufy statku w widoku z boku, z uwidocznionym elektrycz- nym nap edem azymutalnym i rufowymi p letwami dennymi. Przedstawiona w widoku z boku rufowa p letwa denna 1, przechodzi w op lywowe zako nczenie 2. Elektryczny nap ed azymutalny 3 w przyk la- dzie wykonania jest zrealizowany jako nap ed z dwoma p ednikami srubowymi, - pierwszym p ednikiem 4 i - drugim p ednikiem 5. W poszczególnych wykonaniach wynalazku, nap edy azymutalne 3 moga by c wyposa zone w p edniki srubowe ci agn ace, jak te z w p edniki srubowe pchaj ace i z ka zdorazowo dosto- sowanymi do nich elementami prowadzenia strumienia. W przyk ladzie wykonania nap ed azymutalny 3 ma pchajacy pierwszy p ednik 4 i ci agn acy drugi p ednik 5. Fig.1 uwidacznia ponadto konstrukcyjn aPL 203 540 B1 5 lini e wodn a 6, oraz odst ep 7 pomi edzy zako nczeniem 2 rufowej p letwy dennej 1, a w przyk ladzie, ci a- gn acym drugim p ednikiem 5 elektrycznego nap edu azymutalnego 3. Ten odst ep jest ustalony w wyni- ku optymalizacji wymiarów, zapewniaj acej obrotowo-wychylne osadzenie drugiego p ednika 5 za za- ko nczeniem 2, z jednoczesnym zminimalizowaniem tego odst epu od zako nczenia 2. W celu unikni ecia wibracji oraz zmniejszenia kawitacji, dla niektórych statków mo ze by c ko- rzystne stosowanie strefy wyrównania strumienia. Taka strefa wyrównywania strumienia jest najd lu z- sza, gdy jak w przyk ladzie wykonania jest zastosowany elektryczny nap ed azymutalny 3, z pchaj acym pierwszym p ednikiem 4. Wówczas obudowa elektrycznego nap edu azymutalnego 3 i jego wa l dzia laj a równie z jako element uspokajania strumienia przep lywu. Korzystne jest nachylenie elektrycznego napedu azymutalnego o pewien k at 8, np. 2 stopnie w stosunku do kierunku poziomego. Kszta lty rufy 9 statku, w tym jej zako nczenie, d lugo sc, jak te z pozosta le elementy jej wyposa zenia s a zale zne od typu statku. Na Fig. 2 s a przedstawione linie teoretyczne statku z typowym przebiegiem wr egów, widzianym od strony rufy 10 oraz - widziany od strony rufy elektryczny nap ed azymutalny 12. Stosownie do przedstawionego na Fig. 1 rozwi azania, srodek 11 nap edu azymutalnego 12 znajduje si e poza ko n- cem zako nczenia 2 i jest usytuowany asymetrycznie w stosunku do obj eto sci wyporowej 15 rufowej p letwy dennej 1. Sam nap ed azymutalny 12 jest rozmieszczony z odst epem 13 w stosunku do srodka statku; gdzie odst ep 13 wynosi oko lo 1,1 srednicy p ednika 16. Zgodne z wynalazkiem, zasadniczo p laskie ukszta ltowanie wewn etrznej strony kana lu przep ly- wowego strumienia, utworzonego pomi edzy rufowymi p letwami dennymi 1, obrazuje wyra znie prze- bieg linii teoretycznych statku w obszarze 14. Fig. 3 obrazuje przebieg teoretycznych linii statku z typowym przebiegiem wr egów widzianym z przodu 17, oraz przebieg wr egów na gruszce 18, która jest usytuowana w cz esci dziobowej statku. Fig. 3 uwidacznia w zasadzie typowy przebieg linii teoretycznych statku, typowy dla statków morskich ze stabilnym kursem i o ma lych oporach. Fig. 4 przedstawia - pocz atkowy fragment kana lu przep lywu strumienia 20, utworzony pomi edzy rufowymi p letwami dennymi 22, pomi edzy ich prawie p laskimi, przebiegaj acymi w sposób ci ag ly sciankami bocznymi 21 oraz - zaznaczon a lini e wzd luznego wzniosu rufowego. Dolna cz esc statku - dno statku 23, jest równie z w sposób ci ag ly tylko lekko wygi ete, podobnie jak wewn etrzna strona scia- nek bocznych 21 kana lu przep lywowego strumienia 20. Fig. 5 obrazuje widziany od strony rufy kana l przep lywu 25 strumienia, utworzony pomi edzy ru- fowymi p letwami dennymi 26, a znajduj acy si e pod punktem wierzcho lkowym 24 poprzecznego wznio- su 28 rufy statku. Rufowe p letwy denne 26 s a ukszta ltowane op lywowo w kierunku rufy i przechodz a w asymetrycznie pogrubione na zewn etrznych obrze zach zako nczenia 27, które bez elementów mo- cuj acych wystaj a poza op lywowe elementy rufowych p letw dennych 26. W efekcie powstaje kszta lt rufy bardzo korzystny dla przep lywu strumienia i o bardzo dobrych w la sciwo sciach w odniesieniu do zmian strumienia wody nap lywaj acego w czesci rufowej. Fig. 6 przedstawia kana l przep lywu strumienia 29 w widoku z boku, który jest utworzony pomi e- dzy rufowymi p letwami dennymi 30. Op lywowe zako nczenie 31 tych p letw ma element wyporno sciowy w formie asymetrycznego pogrubienia brzegowego 33. Za rufowymi p letwami dennymi 30 jest usytu- owana cz esc rufowa 32, dla optymalizacji - wymienna i z mo zliwo scia zmiany jej kszta ltów. W kon- kretnym przypadku, za pomoc a odpowiedniego doboru kszta ltu tej cz esci rufowej 32, mo ze by c usta- lana optymalna d lugo sc oraz nachylenie rufy statku. Uwidocznione jest równie z dno statku 34 z cha- rakterystycznym kszta ltem poprzecznie wznosz acym si e uko snie do góry, w przybli zeniu na 1/3 d lu- go sci statku w kierunku rufy 32. W ten sposób powstaje uspokojony i relatywnie wolny odp lyw stru- mienia w obszarze rufy statku, który powoduje ma ly opór statku. Fig. 4, Fig. i Fig. 6 uwidoczniaj a zoptymalizowany w trakcie bada n modelowych, model statku do prób na basenie, i pokazuj a doln a cz esc zako nczenia kad luba modelu holowanego, stosunkowo szybkiego promu osi agaj acego pr edko sci oko lo 28 kn, którego kad lub jest zaprojektowany do przewo- zu pojazdów samochodowych i pasa zerów. Takiego rodzaju modele holowane s a normalnie stosowa- ne do ustalania optymalnych rzeczywistych kszta ltów kad luba dla konkretnych statków. Fig. 7 obrazuje wzajemne rozmieszczenie zasadniczych cz esci sk ladowych wynalazku, i na któ- rej jest przedstawiony uk ladu nap edu AP wed lug wynalazku w zestawieniu z rufow a p letw a denn a o przekroju A SK , oraz z dodatkowym pomocniczym ma lym sterem p letwom R, przedstawionym w rzu- cie A R Jest to forma prezentacji typowa w mi edzynarodowym budownictwie okr etowym. Warto sci pa- rametrów i wymagane dla nich zakresy zastosowa n zosta ly zdefiniowane matematycznie nast epuj aco:PL 203 540 B1 6 A SK - Powierzchnia przekroju poprzecznego rufowej p letwy dennej na d lugo sci L Ask ; pocz awszy od tylnego zako nczenia rufowej p letwy dennej 0.1 x Ao < A sk < Ao Ao - Powierzchnia ko la zakre slanego przez p ednik Ao = px D 2 / 4 = 0.7853 x D 2 A R - Powierzchnia rzutu pomocniczego steru p letwowego R 0.01 x A O < A R < 0.01 x L PP x T L S - D lugosc rufowej p letwy dennej 0.20 x L PP < L S < 0.45 x L PP L Ask - Odst ep od zako nczenia rufowej p letwy dennej do okre slonego przekroju poprzecznego A sk L pod - D lugosc p ednika azymutalnego – POD d tran - Odst ep od pionu rufowego do paw ezy 2 x L pod d tran L pod / 2 d S - Odst ep pomi edzy liniami srodkowymi rufowych p letw dennych, na wierzcho lkach ich za- ko ncze n w tylnym zako nczeniu tych p letw. 1.5 x D < d s < B - 1.5 x D d ss - Minimalny odst ep pomi edzy osi a zako nczenia rufowej p letwy dennej burt a statku. d ss 0.75 x D d h - Odst ep pomi edzy tylnymi zako nczeniami rufowych p letw dennych i punktem pocz atku wzniosu linii bazowej rufowej p letwy dennej na p laszczy znie podstawowej - BL statku d h 0.3 x L Ask d p - Odst ep pomi edzy piast a p ednika, a tylnym zako nczeniu rufowej p letwy dennej 0.02 x D < d p < 0.02 x L pp d t - Minimalna odleg losc wierzcho lka skrzyd la p ednika od poszycia kad luba statku d t 0.15 x D a - K at pomi edzy rufow a p letw a denn a a prostopad la do p laszczyzny podstawowej - BL statku a < 30° ß - K at pomi edzy lini a srodkow a p ednika azymutalnego -POD, a p laszczyzn a podstawow a - BL statku w przekroju pod lu znym ß < 5° D - Srednica p ednika L pp - Odleg lo sc pomi edzy pionami B - Szerokosc statku T - Zanurzenie statku AP - Pion rufowy Konstrukcja wzajemnych po lacze n i dzia lanie elementów wed lug wynalazku: nap edu azymutal- nego, rufowych p letw dennych i kszta ltu rufy, zapewnia ogólnie bardzo ma ly opór statku i duza spraw- nosc elektrycznego nap edu azymutalnego. Elektryczne nap edy azymutalne s a przy tym tak umiesz- czone w strumieniu odp lywowym rufowych p letw dennych, ze o s obrotu p ednika znajduje si e we- wn atrz obszaru tego strumienia i wspó lpracuje z jego istotnie zmniejszon a sk ladow a osiow a. Dzi eki usytuowaniu elektrycznych nap edów azymutalne za rufowymi p letwami dennymi, mo zliwa jest praca p ednika w polu odp lywowym tych p letw. Utworzony przez rufowe p letwy denne kana l przep lywowy strumienia prowadzi odp lywaj ac a wod e i korzystnie kieruje j a do p edników. Ustawienie rufowych p letw dennych oraz kszta lt elementów prowadz acych strumie n wp lywa na pole pr edko sci wody wewn atrz tarczy p edników w ten sposób, ze sk ladowe styczne pola pr edko sci wody s a korzystnie skierowane do p edników. Rezultatem rozwi azania wed lug wynalazku jest podwy z- szenie sprawno sci systemu nap edowego statku, przy równoczesnym zminimalizowaniu kawitacji i wibracji. Ponadto rufowe p letwy denne zapewniaj a wi eksz a stabilno sc kursu statku. W efekcie uzy- skuje si e równie z znaczne oszcz edno sci paliwa. Tak ze zastosowanie steru pomocniczego zapewnia równie korzystne efekty, dzi eki mo zliwo sci nastawienia elektrycznego nap edu azymutalnego w sposób optymalny w strumieniu odp lywowym w obszarze rufowych p letw dennych. Ponadto, to optymalne nastawienie nap edu nie musi by c zmieniane przy manewrach korygowania kursu.PL 203 540 B1 7 PL

Claims (13)

  1. Zastrze zenia patentowe 1. Kszta lt kad luba i uk lad nap edu statku pe lnomorskiego o stabilnym kursie, wyposa zone- go w srubowy nap ed azymutalny, nap edzany przynajmniej przez dwa nap edy azymutalne, przy czym te nap edy azymutalne s a realizowane szczególnie jako elektryczne nap edy azymutalne, a kad lub sródokr ecia ma przekrój w przybli zeniu prostok atny i dno kad luba ma wznios rufowy, przy czym kad lub w cz esci rufowej ma elementy prowadzenia strumienia przep lywu w postaci rufowych p letw dennych, pomi edzy którymi ukszta ltowany jest klinowy kana l przep lywu strumie- nia, znamienny tym, ze utworzony pomi edzy rufowymi p letwami dennymi (1), (22), (26), (30) klinowy kana l (20), (25), (28) przep lywu strumienia ma sta le, korzystnie lekko zakrzywione roz- szerzenie do do lu w kierunku rufy (9), (32), przy czym scianki boczne (21) kana lu (20), (25), (29) przep lywu strumienia s a ukszta ltowane przynajmniej cz esciowo jako powierzchnie p laskie, prze- chodz ace w elementy podobne do p letw, które maj a obj eto sc wyporow a wzgl edem wody usytu- owan a g lównie po stronie zewn etrznej tych p letw, a wzd lu zny wznios rufowy zaczyna si e od po- cz atku tego kana lu (20), (25), (29), i korzystnie rufa (9), (32), od jej strony przed srubowymi p ed- nikami (4), (5) nap edu azymutalnego (3), (12), jest wyposa zona w ster pomocniczy o postaci steru p letwowego (R), przy czym poszczególne wymiary kad luba statku, jego rufy (9), (32), w tym wzniosu rufowego i jego odleg lo sc nad nap edami azymutalnymi (3), (12) w kierunku rufy (9), (32), jak te z wymiary i kszta lt rufowych p letw dennych (1), (22), (26), (30), ich rozstawienie na zewn atrz i ich obj eto sc wyporowa oraz d lugo sc ich po laczenia z kad lubem s a determinowane wielko sci a op lywu wody dla za lo zonego zakresu pr edko sci eksploatacyjnej danego statku, i zasadniczo s a ustalone w wyniku bada n modeli, za pomoc a testów modeli holowanych na basenie.
  2. 2. Kszta lt kad luba wed lug zastrz. 1, znamienny tym, ze rufowe p letwy denne (1), (22), (26), (30) s a ukszta ltowane jako podobne do p letw zebra (27), które przechodz a z ty lu w op lywo- we zako nczenie (2), (27), (31), wystaj ace poza pionowe po laczenie rufowej p letwy dennej (1), (22), (26), (30) z kad lubem statku, przy czym to zako nczenie (2), (27), (31), jest usytuowane w niewielkiej odleg lo sci przed nap edem azymutalnym (3), (12), wspó lpracuj acym z dan a p letw a.
  3. 3. Kszta lt kad luba wed lug zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, ze obj eto sc wyporowa rufo- wych p letw dennych (1), (22), (26), (30), na ich zewn etrznej stronie, jest ukszta ltowana w form e asymetrycznego pogrubienia brzegowego (33).
  4. 4. Kszta lt kad luba wed lug zastrz. 3, znamienny tym, ze wielko sc i obj eto sc kana lu (20), (25), (29) przep lywu strumienia na jego wylocie w obszarze zako ncze n rufowych p letw dennych (1), (22), (26), (30), wraz z rozmieszczeniem obj eto sci wyporowych tych p letw, s a dobrane w spo- sób wymuszaj acy op lyw i odp lyw zako ncze n (2), (27), (31) zgodny z kierunkiem obrotów ka zdego z nap edów azymutalnych (3), (12).
  5. 5. Kszta lt kad luba wed lug zastrz. 1, albo 2, albo 4, znamienny tym, ze w przypadku elek- trycznych nap edów azymutalnych (3), (12) zawieraj acych po dwa p edniki, ka zdy z nap edów ma jeden pchaj acy srubowy p ednik (4).
  6. 6. Kszta lt kad luba wed lug zastrz. 3, znamienny tym, ze w przypadku elektrycznych nap e- dów azymutalnych (3), (12) zawieraj acych po dwa p edniki, ka zdy z nap edów ma jeden pchaj acy srubowy p ednik (4).
  7. 7. Kszta lt kad luba wed lug zastrz. 1, albo 2, albo 4, albo 6, znamienny tym, ze nap ed azymutalny (3), (12) posiada przynajmniej jeden srubowy p ednik (4), (5), wykonany jako sruba okr etowa o silnie sko snych skrzyd lach.
  8. 8. Kszta lt kad luba wed lug zastrz. 3, znamienny tym, ze nap ed azymutalny (3) posiada przynajmniej jeden srubowy p ednik (4), (5), wykonany jako sruba okr etowa o silnie sko snych skrzyd lach.
  9. 9. Kszta lt kad luba wed lug zastrz. 5, znamienny tym, ze nap ed azymutalny (3) posiada przynajmniej jeden srubowy p ednik (4), (5), wykonany jako sruba okr etowa o silnie sko snych skrzyd lach.
  10. 10. Kszta lt kad luba wed lug zastrze zenia 7, znamienny tym, ze wymiary sruby okr etowej o silnie sko snych skrzyd lach s a dostosowane do wielko sci dop lywaj acego strumienia wody.
  11. 11. Kszta lt kad luba wed lug zastrze zenia 8, albo 9, znamienny tym, ze wymiary sruby okr e- towej o silnie sko snych skrzyd lach s a dostosowane do wielko sci dop lywaj acego strumienia wody.PL 203 540 B1 8
  12. 12. Kszta lt kad luba wed lug zastrze zenia 10, znamienny tym, ze wymiary sruby okr etowej o silnie sko snych skrzyd lach s a dostosowane do wielko sci dop lywaj acego strumienia wody, w wyniku bada n modeli holowanych na basenie.
  13. 13. Kszta lt kad luba wed lug zastrze zenia 11, znamienny tym, ze wymiary sruby okr etowej o silnie sko snych skrzyd lach s a dostosowane do wielko sci dop lywaj acego strumienia wody, w wyniku bada n modeli holowanych na basenie. RysunkiPL 203 540 B1 9PL 203 540 B1 10 Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,00 z l. PL
PL369765A 2002-02-18 2003-02-17 Kszta lt kad luba i uk lad nap edu statku pe lnomorskiego o stabilnym kursie, wyposa zonego w srubowy nap ed azymutalny PL203540B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10206669A DE10206669A1 (de) 2002-02-18 2002-02-18 Linienentwurf und Propulsionsanordnung für ein kursstabiles, seegehendes Schiff mit Ruderpropellerantrieb
DE10206669.8 2002-02-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL369765A1 PL369765A1 (pl) 2005-05-02
PL203540B1 true PL203540B1 (pl) 2009-10-30

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4606291A (en) Catamaran with hydrofoils
KR101503881B1 (ko) 배 선수에서의 유동 관리를 위한 유체역학적 덕트
KR20110010079A (ko) 선박용 노즐 프로펠러
JP4889238B2 (ja) 船首フィン付き船舶
KR970010819B1 (ko) 고속동력보우트
CN101541630A (zh) 排水量型船舶的船尾形状
JP2018501150A (ja) 船舶の前側部の設計
KR100806227B1 (ko) 저 항력 수중 비대칭 배수 양력체, 이를 포함한 선박 및 선박의 선체
KR101205355B1 (ko) 선박의 러더
KR20060072847A (ko) 선미 레이크부에 하이드로포일 스케그가 형성된 바지선 및그 하이드로포일 스케그구조
US20100000461A1 (en) Foil shapes for use in barge skegs and marine propeller shrouds
JP5219243B2 (ja) 船舵
US7617793B2 (en) Vessel provided with a foil situated below the waterline
JP2008247050A (ja) 船舶の抵抗低減装置及び船舶
CN201390361Y (zh) 船头带若干小入水口减小兴波阻力的船
JP4363789B2 (ja) 船舶用高揚力舵
PL203540B1 (pl) Kszta lt kad luba i uk lad nap edu statku pe lnomorskiego o stabilnym kursie, wyposa zonego w srubowy nap ed azymutalny
JP4363795B2 (ja) 船舶用高揚力二枚舵システム
JPH04228388A (ja) 水中翼型レース用双胴船
NO301532B1 (no) Legeme med strömlinjeformet profil, særlig stabilisatorfinne for skip
RU2167078C1 (ru) Скоростное судно
KR100974537B1 (ko) 선박의 트랜섬 선미구조
JP3322499B2 (ja) 船体抵抗低減フィン
JP2006008091A (ja) 小型高速船の船型
JP3968633B2 (ja) 船舶用舵