RU2088463C1 - High-speed vessel - Google Patents

Abstract

FIELD: shipbuilding; designing hydrodynamic complexes of high-speed vessels. SUBSTANCE: vessel has hard-chine hull and fore hydrofoil with side and bottom legs at different deadrise angles and launching members. Launching members and legs of fore hydrofoil are connected with hull by means of struts. Bottom legs of fore hydrofoil come together by their ends in ship's CL under hull forming single lifting surface. Profiles of lifting surface and profiles of struts and launching members have blunt trailing edge. Hull is provided with transom. Deadrise angle of aft portion of hull is no less than 10 deg. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению и касается проектирования гидродинамического комплекса быстроходного судна. The invention relates to shipbuilding and for the design of the hydrodynamic complex of a high-speed vessel.

Известно быстроходное судно, содержащее корпус с острыми скулами и носовое подводное крыло, имеющее бортовые и днищевые ветви с различными углами килеватости, стартовые элементы, причем последние и ветви носового подводного крыла связаны с корпусом посредством стоек (GB, патент N 1295977, кл. B 63 B 1/24, 1972). A high-speed vessel is known, comprising a hull with sharp cheekbones and a nasal underwater wing, having side and bottom branches with different pitching angles, starting elements, the latter and branches of the nasal underwater wing connected to the hull by means of struts (GB, patent N 1295977, class B 63 B 1/24, 1972).

Однако оно обладает низким гидродинамическим качеством и мореходностью. However, it has a low hydrodynamic quality and seaworthiness.

Технический результат от внедрения изобретения состоит в повышении гидродинамического качества и мореходности судна. The technical result from the implementation of the invention is to increase the hydrodynamic quality and seaworthiness of the vessel.

Этот технический результат состоит в том, что быстроходное судно содержит корпус с острыми скулами и носовое подводное крыло, имеющее бортовые и днищевые ветви с различными углами килеватости, стартовые элементы, причем последние и ветви носового подводного крыла связаны с корпусом посредством стоек, днищевые ветви носового подводного крыла выполнены смыкающимися своими торцами друг с другом в диаметральной плоскости под корпусом судна, образуя единую несущую поверхность, при этом ее профили, а также профили стоек и стартовых элементов выполнены с тупой задней кромкой, корпус судна выполнен с транцем, угол килеватости кормовой части корпуса на котором равен не менее 10^o.This technical result consists in the fact that the high-speed vessel comprises a hull with sharp cheekbones and a nasal underwater wing having side and bottom branches with different pitching angles, starting elements, the latter and branches of the nasal underwater wing connected to the hull by means of struts, the bottom branches of the nasal underwater the wings are made closing with their ends to each other in the diametrical plane under the hull of the vessel, forming a single bearing surface, while its profiles, as well as the profiles of the racks and starting elements formed with a blunt trailing edge, the body vessel is arranged transom deadrise angle of the hull at the stern which is not less than 10 ^o.

Кроме того, стартовые элементы, а также все ветви крыла выполнены с интерцептором, расположенным за их тупой задней кромкой. In addition, the starting elements, as well as all branches of the wing are made with an interceptor located behind their blunt trailing edge.

На фиг. 1 показано быстроходное судно, вид сбоку; на фиг. 2 вид спереди и сзади на полукорпуса судна; на фиг. 3 поперечное сечение стартовых элементов и ветвей подводного крыла. In FIG. 1 shows a high-speed vessel, side view; in FIG. 2 front and rear view of the hull; in FIG. 3 cross section of the starting elements and branches of the hydrofoil.

Килеватый глиссирующий корпус 1 быстроходного судна имеет носовое крыло 2. Крыло 2 имеет пересекающие воду бортовые 3 и килеватые днищевые 4 ветви, стартовые элементы 5 и связывающие несущие и стартовые элементы стойки 6. Профили 7 несущих 3, 4, стартовых 5 элементов и стоек 6 имеют тупую заднюю кромку 8 и снабжены интерцепторами 9 (фиг. 3). The keel-shaped planing hull 1 of the high-speed vessel has a bow wing 2. The wing 2 has water side 3 crossing and 4 keel bottom branches, starting elements 5 and connecting supporting and starting elements of the rack 6. Profiles 7 of the supporting 3, 4, starting 5 elements and the racks 6 have blunt trailing edge 8 and are equipped with interceptors 9 (Fig. 3).

Профили 7 стартовых элементов 5 и стоек 6 имеют тупые задние кромки, а корпус 1 судна выполнен с острыми скулами и имеет угол килеватости на транце не менее 10^o.The profiles 7 of the starting elements 5 and racks 6 have blunt trailing edges, and the hull 1 of the vessel is made with sharp cheekbones and has a pitch angle on the transom of at least 10 ^o .

Быстроходное судно эксплуатируется следующим образом. The high-speed vessel is operated as follows.

При наборе судном скорости на подводном крыле 2 возникает гидродинамическая подъемная сила, благодаря которой носовая часть корпуса 1 приподнимается из воды, в результате снижаются гидродинамическое сопротивление корпуса 1 и воспринимаемые им волновые возбуждения. When the ship's speed is set on the hydrofoil 2, a hydrodynamic lifting force arises, due to which the bow of the hull 1 is lifted from the water, as a result, the hydrodynamic resistance of the hull 1 and the wave excitations perceived by it are reduced.

При расчетных скоростях хода за крылом образуется волновая впадина 10, в область которой попадает кормовая оконечность корпуса судна. В результате этого площадь смоченной поверхности становится меньше, снижаются потери на трение. Кроме того, повышаются поперечная устойчивость и курсовая устойчивость судна. At the estimated speeds behind the wing, a wave cavity 10 is formed, in the area of which the aft end of the ship's hull falls. As a result of this, the wetted surface area becomes smaller, friction losses are reduced. In addition, increased lateral stability and directional stability of the vessel.

Такое взаимодействие гидродинамического следа крыла 2 с корпусом 1 судна способствует обеспечению внутреннего крена на циркуляции и снижение перегрузок при движении на волнении. This interaction of the hydrodynamic trail of wing 2 with the hull 1 of the vessel helps to ensure internal heeling in circulation and reducing overloads when driving on waves.

Умеренная килеватость днищевых ветвей крыла 2 обеспечивает отсутствие опрокидывающих моментов при движении с дрейфом на малых погружениях крыла 2, предотвращает его выскакивание и "плоский удар" при движении на волнении. The moderate pitching of the bottom branches of the wing 2 ensures the absence of overturning moments when moving with drift on small dives of the wing 2, prevents it from popping up and "flat impact" when driving on a wave.

Образующаяся за тупой задней кромкой элементов крыльевого устройства отрывная зона вентилируется атмосферным воздухом, поступающим по пересекающим свободную поверхность элементам крыльевого устройства. The tear-off zone formed behind the blunt trailing edge of the elements of the wing device is ventilated by atmospheric air flowing through the elements of the wing device crossing the free surface.

Естественная вентиляция позволяет повысить гидродинамическое качество крыла 2 при значительных относительных толщинах

c/b, где c - максимальная толщина профиля, b его хорда. Применение профилей с большой относительной толщиной (

10%) позволяет увеличить удлинение крыла и расстояние между стойками, минимизировать количество последних при обеспечении прочности и ресурса крыла. Указанные обстоятельства приводят к повышению гидродинамического качества.Natural ventilation improves the hydrodynamic quality of wing 2 with significant relative thicknesses

c / b, where c is the maximum thickness of the profile, b of its chord. The use of profiles with a large relative thickness (

10%) allows to increase the elongation of the wing and the distance between the uprights, to minimize the number of the latter while ensuring the strength and resource of the wing. These circumstances lead to an increase in hydrodynamic quality.

Применение вентилируемых профилей упрощает регулирование в случае необходимости подъемной силы крыла за счет установки на задней кромке интерцепторов 9. Так как на вентилируемых профилях большая часть подъемной силы создается за счет подпора на нагнетающей (нижней) поверхности, устраняется опасность скачкообразного падения несущей способности крыла 2 при развитии кавитации засасывающей поверхности с последующим прорывом в паровую каверну атмосферного воздуха. Это позволяет повысить скорость устойчивого хода на крыльях и на тихой воде, и на волнении, так как причиной развития кавитации являются уменьшение числа кавитации потока и увеличение эффективности угла атаки крыла, обусловленное появлением волновых скосов. The use of ventilated profiles simplifies the regulation, if necessary, of the wing lifting force due to the installation of spoilers on the trailing edge 9. Since the majority of the lifting force on ventilated profiles is created due to backwater on the discharge (lower) surface, the risk of an abrupt fall in the carrying capacity of the wing 2 is eliminated cavitation of the suction surface, followed by a breakthrough into the steam cavity of atmospheric air. This makes it possible to increase the speed of the stable course on the wings and in calm water, and on waves, since the reason for the development of cavitation is a decrease in the number of cavitation flow and an increase in the efficiency of the angle of attack of the wing due to the appearance of wave bevels.

Работоспособность и преимущества предлагаемого решения подтверждены экспериментально при испытаниях буксируемых и самоходных моделей. The performance and advantages of the proposed solutions are confirmed experimentally when testing towed and self-propelled models.

Использование изобретения позволяет повысить скоростные характеристики, экономичность, мореходность и безопасность эксплуатации быстроходных катеров. The use of the invention improves the speed characteristics, economy, seaworthiness and safety of operation of high-speed boats.

Claims (2)

1. Быстроходное судно, содержащее корпус с острыми скулами и носовое подводное крыло, имеющее бортовые и днищевые ветви с различными углами килеватости и стартовые элементы, причем последние и ветви носового подводного крыла связаны с корпусом посредством стоек, отличающееся тем, что днищевые ветви носового подводного крыла выполнены смыкающимися своими торцами друг с другом в диаметральной плоскости под корпусом судна, образуя единую несущую поверхность, при этом ее профили, а также профили стоек и стартовых элементов выполнены с тупой задней кромкой, а корпус судна выполнен с транцем, угол килеватости кормовой части корпуса на котором равен не менее 10^o.1. A high-speed vessel containing a hull with sharp cheekbones and a nasal underwater wing, having side and bottom branches with different pitching angles and starting elements, the latter and branches of the nasal underwater wing connected to the hull by means of struts, characterized in that the bottom branches of the nasal underwater wing made with their ends facing each other in the diametrical plane under the hull of the vessel, forming a single bearing surface, while its profiles, as well as the profiles of the struts and starting elements are made with a blunt the trailing edge, and the hull is made with a transom, the pitching angle of the stern of the hull on which is at least 10 ^o . 2. Судно по п.1, отличающееся тем, что стартовые элементы, а также все ветви крыла выполнены с интерцептором, расположенным за их тупой задней кромкой. 2. The vessel according to claim 1, characterized in that the launch elements, as well as all branches of the wing, are made with an interceptor located behind their blunt trailing edge.

Images