RU2048387C1 - Hydroaerodynamic vessel-wind-wave vehicle - Google Patents

Abstract

FIELD: shipbuilding; design of ecologically pure vessels which may be held at one point of water basin due to hydroaerodynamic forces in case of swell and wind. SUBSTANCE: vessel is provided with controllable hydrofoils which create thrust in swell and swivel sails arranged on either side; centers of lateral pressure of these sails are located in one transverse plane with center of lateral pressure of hydrodynamic rudder. Sails may be made rigid and may be provided with drives for turning them about mast axis. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, а именно к судам, использующим для движения экологически чистые, возобновляемые источники энергии морские волны и ветер. The invention relates to shipbuilding, and in particular to vessels using environmentally friendly, renewable energy sources, sea waves and wind for movement.

Известно гидроаэродинамическое судно, содержащее корпус, парус и вертикальное подводное крыло, создающее тягу за счет ветрового дрейфа судна. A hydro-aerodynamic vessel is known, comprising a hull, a sail and a vertical hydrofoil creating thrust due to the wind drift of the vessel.

Недостатками известного судна является то, что оно не может удерживаться в одной точке акватории при противодействии ветровому и волновому дрейфу только за счет гидроаэродинамических сил, которое бывает необходимо в аварийных случаях, а также при проведении работ в районах, где постановка судна на якорь невозможна, что снижает эксплуатационные качества судна. The disadvantages of the known vessel is that it cannot be held at one point in the water when counteracting wind and wave drift only due to hydro-aerodynamic forces, which is necessary in emergency cases, as well as during work in areas where the anchoring of the vessel is impossible, which reduces the performance of the vessel.

Цель изобретения повышение эксплуатационных качеств судна путем обеспечения удержания его в одной точке акватории при воздействии волнения моря и ветра. The purpose of the invention to improve the operational qualities of the vessel by ensuring its retention at one point in the water when exposed to waves of the sea and wind.

Указанная цель достигается тем, что гидроаэродинамическое судно снабжено дополнительными управляемыми подводными крыльями для получения тяги за счет качки судна и волнения моря, а также по крайней мере одним дополнительным парусом, причем паруса расположены побортно, а их центры бокового давления в одной поперечной плоскости с центром бокового давления вертикального подводного крыла, при этом паруса могут быть выполнены жесткими, поворотными и снабжены приводом поворота вокруг оси мачты. This goal is achieved by the fact that the hydro-aerodynamic vessel is equipped with additional controllable hydrofoils for traction due to the pitching of the vessel and sea waves, as well as at least one additional sail, the sails being on the sides and their lateral pressure centers in the same transverse plane with the center of the lateral the pressure of the vertical hydrofoil, while the sails can be rigid, rotary and equipped with a rotation drive around the axis of the mast.

На фиг. 1 показан боковой вид гидроаэродинамического судна; на фиг.2 то же, вид в плане. In FIG. 1 shows a side view of a hydroaerodynamic vessel; figure 2 is the same, plan view.

В носу плавучего корпуса 1 гидроаэродинамического судна или ветроволнохода установлен бульб 2 с волновым движителем, содержащим подводные крылья 3, соединенные с баллером 4. В корме на палубе побортно установлены жесткие паруса 5, выполненные в виде профилированных крыльев, жестко соединенные с поворотными мачтами 6 с приводами поворота. A bulb 2 with a wave propulsion device containing hydrofoils 3 connected to the baller 4 is installed in the bow of the floating hull 1 of the hydro-aerodynamic vessel or the wind-driven boat. In the stern on the deck there are rigid sails 5 made in the form of profiled wings, rigidly connected to the rotary masts 6 with drives turning.

Ниже конструктивной ватерлинии (КВЛ) установлены гребной винт 7 и гидродинамический руль 8, предназначенные для обеспечения хода и управления на тихой воде и при швартовке ветроволнохода, причем центры бокового давления (ЦБД) парусов 5 и руля 8 расположены в одной поперечной плоскости. Below the constructive waterline (CVL), a propeller 7 and a hydrodynamic rudder 8 are installed, designed to provide running and control in quiet water and when mooring the windwalk, the lateral pressure centers (CBD) of sails 5 and rudder 8 are located in the same transverse plane.

Эксплуатация ветроволнохода осуществляется следующим образом. The operation of the windwalk is as follows.

При движении ветроволнохода навстречу волне и ветру или при волне и ветре с острых носовых курсовых углов паруса 5 устанавливают вдоль набегающего потока воздуха, обусловленного как ветром, так и движением ветроволнохода. Тяга создается волновым движителем, работающим в автоматическом режиме за счет продольной качки и волнения моря. Стабилизация курса судна обеспечивается автоматически при помощи жестких парусов 5, которые работают как флюгеры, а корректировка курса может осуществляться как поворотом жестких парусов 5, так и поворотом гидродинамического руля 8. When the wind-driven vehicle is moving towards the wave and the wind, or when the wave and the wind are moving from sharp forehead course angles, the sails 5 are set along the incoming air flow caused by both the wind and the movement of the wind-driven channel. The thrust is created by the wave propulsion, operating in automatic mode due to longitudinal rolling and sea waves. The stabilization of the ship’s course is automatically ensured with the help of hard sails 5, which work like weathercocks, and course correction can be carried out both by turning the hard sails 5 and by turning the hydrodynamic rudder 8.

При боковом направлении волны и ветра жесткие паруса 5 устанавливают с углом атаки к набегающему потоку воздуха. Гидродинамический руль 8 поворачивают в противоположную сторону и устанавливают с некоторым углом атаки к набегающему потоку воды, обусловленному движением и возможным дрейфом ветроволнохода. Тяга в этом случае создается на крыльях 3 волнового движителя за счет, преимущественно, бортовой качки судна и волнения моря, а также за счет жестких парусов, на которых образуется подъемная сила, направленная под углом вперед. Корректировка курса осуществляется поворотом гидродинамического руля 8 и жестких парусов 5. With the lateral direction of the wave and wind, rigid sails 5 are set with an angle of attack to the incoming air flow. The hydrodynamic steering wheel 8 is turned in the opposite direction and set with a certain angle of attack to the oncoming flow of water, due to the movement and possible drift of the windwalk. The thrust in this case is created on the wings 3 of the wave propulsion due to, mainly, the side rolling of the vessel and sea waves, as well as due to the rigid sails, on which the lifting force is formed, directed at an angle forward. The course is adjusted by turning the hydrodynamic rudder 8 and rigid sails 5.

При попутном направлении волны и ветра жесткие паруса 5 разворачивают и устанавливают поперек набегающего потока воздуха, при этом задние кромки парусов разводят друг от друга либо сводят к диаметральной плоскости ветроволнохода. Тягу при этом получают при помощи волнового движителя, работающего в автоматическом режиме и использующего килевую качку судна и волнения моря, а также при помощи жестких парусов, на которых создается тяга за счет сопротивления набегающему со стороны кормы потоку воздуха. Корректировка курса осуществляется поворотом гидродинамического руля и жестких парусов. With the concurrent direction of the wave and wind, the rigid sails 5 are deployed and set across the incoming air flow, while the rear edges of the sails are parted from each other or reduced to the diametrical plane of the windbreaker. The thrust is obtained with the help of a wave propulsion device operating in automatic mode and using the keel pitching of the vessel and sea waves, as well as with the help of rigid sails, on which thrust is created due to the resistance to the air flow coming from the stern. The course is adjusted by turning the hydrodynamic rudder and rigid sails.

Для удержания ветроволнохода в заданной точке, без хода, по курсу навстречу ветру или волне при воздействии ветра и волны задние кромки жестких парусов разворачивают в разные стороны. При этом крылья волнового движителя, работая в автоматическом режиме, создают тягу, необходимую для компенсации силы ветрового и волнового дрейфа. Жесткие паруса, работая как флюгер, разворачивают ветроволноход навстречу ветру или волне и, кроме того, создают аэродинамическую силу, направленную назад, которая компенсирует избыток силы тяги волнового движителя над суммой сил, вызывающих ветровой и волновой дрейф. To keep the windbreaker at a given point, without a course, heading towards the wind or wave when exposed to wind and wave, the rear edges of the rigid sails are turned in different directions. At the same time, the wings of the wave propulsion, working in automatic mode, create the thrust necessary to compensate for the strength of the wind and wave drift. Rigid sails, working as a weather vane, turn the windwalk towards the wind or wave and, in addition, create a backward aerodynamic force that compensates for the excess thrust of the wave propulsion over the sum of the forces that cause wind and wave drift.

Корректировка курса ветроволнохода относительно ветра и волны в этом случае может осуществляться поворотом каждого из жестких парусов на различные углы, а регулирование силы сопротивления для компенсации избытка силы тяги волнового движителя изменением среднего для обоих парусов угла разведения от диаметральной плоскости. In this case, the correction of the windwalk's course relative to the wind and the wave can be carried out by turning each of the rigid sails at different angles, and the drag force can be adjusted to compensate for the excess thrust of the wave propulsion by changing the average angle of separation from the diametrical plane for both sails.

Ветроволноход экологически чистое судно, использующее возобновляемые источники энергии, получающее энергию из окружающей среды. The windbreaker is an environmentally friendly vessel using renewable energy sources, receiving energy from the environment.

Предложенное устройство позволяет с высокой точностью удерживать ветроволноход в заданной точке акватории, противодействуя ветровому и волновому дрейфу, при использовании только гидроаэродинамических сил, что бывает крайне необходимо при проведении работ в районах, где невозможна постановка судна на якорь. The proposed device allows you to accurately maintain the windbreaker at a given point in the water area, counteracting wind and wave drift, using only hydroaerodynamic forces, which is extremely necessary when working in areas where it is impossible to anchor the vessel.

Кроме того, совокупное использование волнодвижителя и парусов позволяет обеспечивать быстрый разгон судна благодаря эффективной работе паруса при любой скорости хода, а также эффективную работу волнодвижителя благодаря применению его на оптимальных скоростях хода. In addition, the combined use of the waveguide and sails allows for fast acceleration of the vessel due to the effective operation of the sail at any speed, as well as the effective operation of the waveguide due to its use at optimal speeds.

Claims (2)

1. Гидроаэродинамическое судно, содержащее корпус, парус и вертикальное подводное крыло, создающее тягу за счет ветрового дрейфа судна, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными управляемыми подводными крыльями для обеспечения тяги за счет качки судна и волнения моря, а также по крайней мере одним дополнительным парусом, причем паруса расположены побортно, а их центры бокового давления в одной поперечной плоскости с центром бокового давления вертикального подводного крыла. 1. Hydroaerodynamic vessel, comprising a hull, sail and a vertical hydrofoil, creating thrust due to the wind drift of the ship, characterized in that it is equipped with additional controllable hydrofoils for providing thrust due to the pitching of the ship and sea waves, as well as at least one additional a sail, the sails being located on the side, and their centers of lateral pressure in the same transverse plane with the center of lateral pressure of the vertical hydrofoil. 2. Судно по п.1, отличающееся тем, что паруса выполнены жесткими, поворотными и снабжены приводами поворота вокруг оси мачты. 2. The vessel according to claim 1, characterized in that the sails are rigid, rotary and equipped with rotation drives around the mast axis.

Images