RU182682U1 - Судно с туннельными водоводами в носовой части - Google Patents
Судно с туннельными водоводами в носовой части Download PDFInfo
- Publication number
- RU182682U1 RU182682U1 RU2017140963U RU2017140963U RU182682U1 RU 182682 U1 RU182682 U1 RU 182682U1 RU 2017140963 U RU2017140963 U RU 2017140963U RU 2017140963 U RU2017140963 U RU 2017140963U RU 182682 U1 RU182682 U1 RU 182682U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bow
- water
- wave
- vessel
- waves
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 8
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 206010038743 Restlessness Diseases 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229940100662 nasal drops Drugs 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
- B63B1/02—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
- B63B1/04—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with single hull
- B63B1/06—Shape of fore part
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
- B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Судно с туннельными водоводами в носовой части и с выходом через борта в цилиндрической части обладает уменьшенным волновым сопротивлением за счет интерференции расходящихся от форштевня и боковых водорезов продольных волн внутри водоводов и отсутствия волнообразования от прямых наружных бортов. Кроме этого, при встречном волнении значительно уменьшается амплитуда килевой качки, т.к. при прохождении вершины волны добавочный вес воды внутри водоводов компенсирует дополнительную силу выталкивания добавочного водоизмещения от высоты волны, омывающей носовую часть судна. Такое уменьшение волнового сопротивления и амплитуды килевой качки увеличивает скорость судов, а при встречном волнении предотвращает опасное явление плавания в штормовую погоду - «слеминг», при котором происходит повреждение корпуса. Таком образом туннельные водоводы в носовой части позволяют улучшить обитаемость людей, повышают скорость судов при имеющихся двигателях, сохраняют режим эксплуатации двигателей, чем уменьшается расход топлива и сокращаются выбросы продуктов сгорания в атмосферу.
Description
Судно с туннельными водоводами в носовой части. Относится к судостроению и водному транспорту. В носовой части судна для уменьшения волнового сопротивления и амплитуды килевой качки имеются два одинаковых прямоугольных в проекции водовода, с входящими отверстиями по высоте борта по обеим сторонам форштевня с выходами такого же размера через борта цилиндрической части корпуса. Верхняя поверхность водоводов параллельна главной палубе судна, а нижняя поднимается от основной плоскости (днища судна) под углом 10-15 град, в зависимости от длины корпуса. Вертикальные стенки внутри водоводов имеют изгиб и представляют из себя обводы заостренного 25-30 град, форштевня с одной стороны и внутренние обводы конструкции боковых водорезов, имеющих прямые наружные борта.
Известно, что перед форштевнем всех судов на водной поверхности на ходу появляется бурун с расходящимися волнами, а при увеличении скорости появляются поперечные волны. Эта система волн создает волновое сопротивление, на преодоление которого затрачивается основная мощность двигателей.
Имеются многочисленные модели скоростных судов - тримаранов со сквозными туннелями между трех узких корпусов, соединенных сверху общей главной палубой. Несмотря на то, что такая конструкция увеличивает площадь смоченной поверхности и трение этой поверхности корпуса о воду, она значительно уменьшает волновое сопротивление и килевую качку судна при волнении менее 4-5 баллов. В таких моделях расходящиеся и поперечные волны, появляющиеся от среднего корпуса, в результате интерференции с такими же волнами от боковых корпусов внутри туннелей уменьшаются по амплитуде, чем уменьшают волновое сопротивление, что позволяет тримаранам двигаться с высокой скоростью 30 - 45 узлов. Однако, при увеличении высоты встречных волн до 3 метров, от них возникают сильные удары, до 30 т/м2, в верхние обводы туннелей и для предупреждения разрушения конструкции корпусов тримаранов необходимо снижать скорость до минимума.
При встречной волне все суда испытывают килевую качку и даже при пониженной скорости возникают удары о воду днищем носовой части, которая сначала поднимается вершиной набегающей волны Лист 3 (рис 5-сила выталкивания Рв), и после ее прохода весом (рис 6-вес Рн) носовой части опускается с ударом во впадину, гребень волны заливает носовую палубу, при этом корма выходит из воды и оголяется винт (рис 7), в результате чего резко увеличиваются обороты двигателя, изменяется режим его работы, что может привести к аварии, увеличиваются расход топлива и выбросы продуктов сгорания в атмосферу.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является увеличение скорости судна при снижении волнового сопротивления за счет интерференции расходящихся волн от узкого центрального форштевня и от боковых водорезов внутри водоводов, и сохранение скорости при уменьшении амплитуды килевой качки при встречном волнении.
Указанный технический результат достигается конструкцией носовой части судна с прямоугольными водоводами с входом воды между заостренным форштевнем и изогнутыми вертикальными поверхностями бортовых водорезов, установленных между главной палубой и днищем судна, что делает конструкцию более прочной по сравнению с тримаранами, у которых три узких корпуса крепятся только верхней частью к общей главной палубе. Вода проходит через водоводы, внутри которых происходит интерференция волн и вытекает через выходы в бортах на расстоянии 20-25% длины корпуса от носовой оконечности. При встречном волнении вес воды, протекающей через водоводы, препятствует подниманию носа судна при проходе вершины волны через носовую часть и уменьшает амплитуду килевой качки.
Устройство носовой части судна с водоводами поясняется Лист 1 -рис 1,2 и Лист 2- рис. 3,4.
1. Балластный танк 2-го дна
2. Защитный обтекаемый навес над главной палубой.
3. Верхнее горизонтальное ребро поверхности водовода
4. Окно выхода водовода
5. Помещение форпика - для балласта
6. Внешний борт бокового водореза
7. Внутренняя изогнутая вертикальная поверхность водовода
8. Вертикальная поверхность форпика - внутренняя поверхность водовода
9. Вертикальное ребро бокового водореза
10. Наклонная нижняя поверхность водовода
11. Горизонтальное нижнее ребро водовода - главная плоскость корпуса
12. Вертикальная плоскость корпуса
13. Наклонный форштевень
14. Помещения главной палубы
15. Высота выходного окна
16. Длина выходного окна
17. Половина ширины судна
18. Высота борта до главной палубы
19. Главная палуба
Форштевень 13 имеет заостренную форму с углом около 20-30 град, для разрезания набегающих волн и с наклоном вперед для предохранения подводной части корпуса от разрушения при столкновениях носом с препятствиями или судами. Днище носовой части судна имеет треугольную форму с углом 120-150 град, вершиной на форштевне, с заостренным ребром 11 по горизонтали с подъемом второго дна 10 под углом 10-15 град. Вода проходит между обводами форштевня 8 и обводами 7 бортовых водорезов, стоящих вертикально между днищем и главной палубой 19. Внешняя прямая вертикальная сторона 6 водореза не образует расходящихся волн, а внутренняя изогнутая поверхность 7 формирует внутренние расходящиеся волны, которые взаимодействуют с расходящимися волнами от форштевня и в результате интерференции поглощают друг друга. Главная палуба 19 в носовой части соединяет форштевень 13 и бортовые водорезы, имеет ребро 3 над водоводами, высота которых достаточна для свободного прохода высоких волн в зависимости от размеров судна и района плавания. Между верхней поверхностью водоводов и главной палубой располагаются помещения 14 для судового имущества. Над главной палубой устанавливается прочный обтекаемый навес, предохраняющий носовую часть судна от заливания гребнями высоких волн, которые падают на поверхность навеса и своим весом также уменьшают подъем носовой части на волнении.
Носовая оконечность судна с волноводами работает следующим образом. На малом ходу переднее горизонтальное заостренное ребро днища корпуса на глубине осадки разрезает слой воды, ее верхняя часть поднимается по наклонной поверхности водовода между вертикальными изогнутыми поверхностями форштевня и водорезов и через боковые выходы сливается за борт.
На спокойной воде в море, в реке, в каналах при определенной скорости движения судна от форштевня начинают появляться расходящиеся волны. От внутренних боковых поверхностей водорезов тоже образуются расходящиеся волны, которые двигаются навстречу волнам от форштевня. За счет интерференции эти системы волн поглощают друг друга, что значительно уменьшает волновое сопротивление продольных волн и предотвращает возникновение поперечных волн. При проходе воды в зауженной части водовода, происходит незначительное повышение уровня потока, но при достаточной высоте водовода, она беспрепятственно проходит на выход. При этом, ламинарное движение воды пограничного слоя вдоль внешнего вертикального борта водореза судна не приводит к образованию расходящихся волн.
На существующих судах при встречном волнении вершина волны, проходя через носовую часть, увеличивает объем погруженной в воду носовой части корпуса Лист 3 - рис 5, за счет этого выталкивающая сила воды поднимает нос вверх, при этом скорость судна уменьшается. Когда вершина волны доходит до середины судна -рис 6, под поднятой носовой частью проходит впадина волны и нос опускается, ударяясь днищем о воду и втыкается носом в новую набегающую волну, корма поднимается и оголяется винт - рис 7, затем нос поднимается по волне снова и резко опускается. Возникает опасное явление «слеминг», при котором сильные удары о волны приводят к повреждению днища корпуса судна, а палубные механизмы на носовой части могут сорваться с креплений.
Судно с носовыми волноводами при встречном волнения не испытывает усиленной килевой качки. Волны делятся носовой конструкцией на две части Лист 4. При проходе вершины рис 9 внешняя часть волны идет снаружи вдоль бортов и, увеличивая объем погруженной носовой части (объемы 1 водорезы, 3 форпик, 4 балластные танки), стремится поднять нос вверх, а внутренняя часть волны проходит через волноводы (объемы 2 заштрихованы) и своим весом внутри их на горизонтальной поверхности стремится опустить нос вниз и выходит вдоль бортов позади вершины прошедшей волны, чем сглаживает крутизну заднего склона на середине судна и предотвращает резкое опускание носовой части. Нос судна с заполненными волноводами 2 не поднимается, а при прохождении впадины (рис 8) из водоводов выходит вода, уровень низкий (заштрихованы), внешняя часть волны во впадине не выталкивает носовую часть судна. Такое равновесие сохраняется до подхода следующей вершины, которая снова заполняет водоводы и противодействует подъему носа на волне. В результате такого взаимодействия амплитуда килевой качки уменьшается до минимума, устраняется появление «слеминга», улучшается обитаемость для пассажиров и экипажа, скорость судна снижается незначительно, винт не оголяется, режим работы двигателей благоприятный. Если высота волн превышает уровень главной палубы, то их гребни падают на защитный обтекаемый навес над главной палубой и своим весом дополнительно препятствуют подъему носовой части вверх, что также уменьшает амплитуду килевой качки при повышенном волнении. При волнении со стороны бортов для уменьшения бортовой качки все суда выбирают соответствующий курс штормового плавания под определенным углом к волне. При этом наличие носовых водоводов значительно снижает амплитуду килевой качки, чем сохраняется скорость судна и режим работы двигателей, сокращаются выбросы продуктов сгорания в атмосферу, улучшается обитаемость для пассажиров и экипажа.
Claims (1)
- Судно с туннельными водоводами в носовой части, имеющее два прямоугольных туннельных водовода с входами по бокам форштевня и выходами через борта, отличающееся тем, что водоводы с обеих сторон форштевня выполнены с изогнутыми внутри их боковыми стенками форштевня и боковых водорезов, стоящих вертикально между днищем и главной палубой и имеющих прямые внешние борта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017140963U RU182682U1 (ru) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Судно с туннельными водоводами в носовой части |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017140963U RU182682U1 (ru) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Судно с туннельными водоводами в носовой части |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU182682U1 true RU182682U1 (ru) | 2018-08-28 |
Family
ID=63467568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017140963U RU182682U1 (ru) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Судно с туннельными водоводами в носовой части |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU182682U1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU269848A1 (ru) * | Пассивная система успокоения килевой качки судна | |||
US1859139A (en) * | 1931-09-24 | 1932-05-17 | Michael J Hanlon | Bow construction for ships |
SU542673A1 (ru) * | 1973-04-04 | 1977-01-15 | Предприятие П/Я В-8662 | Носова подводна часть корпуса судна с водометным движителем |
CN1208707A (zh) * | 1997-08-18 | 1999-02-24 | 沈向明 | 普通排水型低阻船 |
RU2152326C1 (ru) * | 1995-02-22 | 2000-07-10 | Эммануэль Е. Петроманолакис | Канал форштевня судна с аэродинамическим профилем |
RU2188778C2 (ru) * | 2000-10-27 | 2002-09-10 | Военно-морская академия им. адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова | Нос судна |
US9540075B2 (en) * | 2012-12-12 | 2017-01-10 | Emmanuel PETROMANOLAKIS E. | Vessel with a flow deflecting hydrodynamic bow fin arrangement |
-
2017
- 2017-11-24 RU RU2017140963U patent/RU182682U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU269848A1 (ru) * | Пассивная система успокоения килевой качки судна | |||
US1859139A (en) * | 1931-09-24 | 1932-05-17 | Michael J Hanlon | Bow construction for ships |
SU542673A1 (ru) * | 1973-04-04 | 1977-01-15 | Предприятие П/Я В-8662 | Носова подводна часть корпуса судна с водометным движителем |
RU2152326C1 (ru) * | 1995-02-22 | 2000-07-10 | Эммануэль Е. Петроманолакис | Канал форштевня судна с аэродинамическим профилем |
CN1208707A (zh) * | 1997-08-18 | 1999-02-24 | 沈向明 | 普通排水型低阻船 |
RU2188778C2 (ru) * | 2000-10-27 | 2002-09-10 | Военно-морская академия им. адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова | Нос судна |
US9540075B2 (en) * | 2012-12-12 | 2017-01-10 | Emmanuel PETROMANOLAKIS E. | Vessel with a flow deflecting hydrodynamic bow fin arrangement |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2631821T3 (es) | Embarcación con una disposición de proa mejorada | |
KR101348081B1 (ko) | 추진기 주변에 계단형식을 갖춘 선미형상을 한 에어 캐비티 및 공기윤활 방식 선박 | |
RU2607136C2 (ru) | Носовая оконечность быстроходного надводного корабля или относительно тихоходного гражданского судна повышенной штормовой мореходности и ледовой проходимости в автономном плавании | |
WO2010037253A1 (zh) | 引前水推进船舶 | |
CN202609027U (zh) | 双m形隧洞体高性能减阻减兴波船 | |
CN102556317A (zh) | 一种无压载水舱喷水推进船 | |
HRP20200457T1 (hr) | Brodski trup i brod koji sadrži takav trup | |
CN113734349A (zh) | 一种船体和深v折角半小水线面双体船 | |
US6966271B2 (en) | Waveless hull | |
CN103612705B (zh) | 单喷水推进器的水面单体无人艇 | |
RU182682U1 (ru) | Судно с туннельными водоводами в носовой части | |
CN102171093B (zh) | 用于设置有空气腔的船舶的船型 | |
RU2364544C2 (ru) | Способ движения на воде и скоростное судно для движения на воде на векторах упоров водных движителей (варианты) | |
CN104627327A (zh) | 一种可变航态无人艇 | |
CN204548423U (zh) | 一种可变航态无人艇 | |
RU2527244C1 (ru) | Кормовая оконечность двухвального судна | |
KR101328869B1 (ko) | 물에서 선박을 움직이는 방법 및 그 방법에 따라 움직이는 선박 | |
US20150144049A1 (en) | Buoyant, Variably Buoyant and Non-Buoyant Foil Structures for Marine Vessels and Watercraft | |
RU2657696C2 (ru) | Стабилизированный корпус однокорпусного килевого парусного/парусно-моторного судна с подводными крыльями | |
RU144285U1 (ru) | Корпус глиссирующего судна | |
JP2023067297A (ja) | 航走体の推進力発生システム、航走体及び航走体の抵抗低減方法 | |
RU185954U1 (ru) | Судно с винтами в корме туннельного типа | |
CN103612706B (zh) | 双喷水推进器的水面单体无人艇 | |
CN103625602B (zh) | 双喷水推进器的水面单体无人翼滑艇 | |
CN206031693U (zh) | 一种宽大浅吃水的船舶 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201125 |