RU2108259C1 - High-speed vessel - Google Patents
High-speed vessel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2108259C1 RU2108259C1 RU96105766A RU96105766A RU2108259C1 RU 2108259 C1 RU2108259 C1 RU 2108259C1 RU 96105766 A RU96105766 A RU 96105766A RU 96105766 A RU96105766 A RU 96105766A RU 2108259 C1 RU2108259 C1 RU 2108259C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- interceptors
- aft
- height
- stern
- vessel
- Prior art date
Links
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
- B63B1/16—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces
- B63B1/18—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydroplane type
- B63B1/20—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydroplane type having more than one planing surface
-
- 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
- B63B2001/325—Interceptors, i.e. elongate blade-like members projecting from a surface into the fluid flow substantially perpendicular to the flow direction, and by a small amount compared to its own length
-
- 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)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к судостроению и касается конструирования быстроходных судов, оборудованных кормовыми или носовыми и кормовыми автоматически управляемыми интерцепторами и движущихся в переходном режиме или режиме глиссирования. The invention relates to shipbuilding and for the construction of high-speed vessels equipped with stern or bow and stern automatically controlled spoilers and moving in transition mode or planing mode.
Известно быстроходное судно, содержащее корпус с транцевой кормой и оборудованное кормовыми автоматически управляемыми интерцепторами, выдвигаемыми из-за кормового среза днища [1]. Known high-speed vessel containing a hull with transom stern and equipped with aft automatically controlled spoilers, put forward because of the stern cut of the bottom [1].
Однако, у такого судна интерцепторы имеют сложную конструкцию, большую массу и уязвимы при заднем ходе судна и швартовке его кормой. However, in such a vessel, the interceptors have a complex structure, a large mass and are vulnerable when the vessel is in reverse and is moored by the stern.
Технический результат от внедрения описываемого изобретения состоит в упрощении конструкции и уменьшении массы интерцепторов, а также в обеспечении их защищенности при заднем ходе и швартовке судна кормой. The technical result from the introduction of the described invention is to simplify the design and reduce the mass of the interceptors, as well as to ensure their security during reverse and mooring of the vessel aft.
Такой технический результат достигается тем, что у быстроходного судна, содержащего корпус с транцевой кормой и оборудованного кормовыми автоматически управляемыми интерцепторами, выдвигаемыми из-за кормового среза днища, высота этих интерцепторов составляет 0,005 ... 0,025 от ширины днища в месте установки интерцепторов, а кормовой срез днища выполнен в виде редана с высотой не менее высоты интерцепторов, и редан сдвинут вперед от транца на величину, равную 5 - 15 высот интерцептора. This technical result is achieved by the fact that in a high-speed vessel containing a hull with transom stern and equipped with aft automatically controlled spoilers extended due to a stern cut of the bottom, the height of these spoilers is 0.005 ... 0.025 of the width of the bottom at the place of installation of the spoilers, and the stern the bottom section is made in the form of a redan with a height not less than the height of the interceptors, and the redan is shifted forward from the transom by an amount equal to 5-15 height of the interceptor.
Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 и 2 показано быстроходное судно, оборудованное носовыми и кормовыми автоматически управляемыми интерцепторами, вид снизу и вид сбоку соответственно;
на фиг.3 и 4 представлены продольные разрезы корпуса судна в районе установки носовых и кормовых интерцепторов соответственно;
на фиг.5 приведена блок-схема системы автоматического управления носовыми и кормовыми интерцепторами судна, показанного на фиг.1;
на фиг.6 представлен один из вариантов относительно зависимостей оптимальных статических выдвигов носовых и кормовых интерцепторов от скорости движения (хода) судна.In FIG. 1 and 2 show a high-speed vessel equipped with bow and stern automatically controlled spoilers, bottom view and side view, respectively;
figure 3 and 4 presents a longitudinal section of the hull in the area of installation of the bow and stern interceptors, respectively;
figure 5 shows a block diagram of a system for automatic control of the bow and stern interceptors of the vessel shown in figure 1;
figure 6 presents one of the options regarding the dependence of the optimal static advances of the bow and stern interceptors on the speed (stroke) of the vessel.
Быстроходное судно 1 (фиг.1, 2) содержит корпус 2 с остроскулыми обводами 3 и килеватым днищем 4. В носовой части днища расположен редан (уступ) 5, а за ним на штангах 6 установлены носовые автоматически управляемые интерцепторы 7, разделенные на секции левого (7, а) правого (7, б) борта и имеющие рабочую высоту, равную, например, 0,025 Bни, где Bни - ширина днища по скуле 3 в месте установки носовых интерцепторов (ширина по редану). Рабочая высота носовых интерцепторов, т. е. величина их выдвига δни в поток из-за задней кромки редана (т. А на фиг.3), определяется по результатам буксировочных испытаний модели судна в гидроканале и обычно лежит в пределах 0,005 . . . 0,025 Вни. Конструктивная высота интерцепторов ББ'' превышает рабочую высоту /ей соответствует дуга ББ'/ на 5 - 10%, чтобы исключить образование между т.А и рабочей поверхностью ББ'' щели, более 0,5 - 1,5 мм, через которую начнет интенсивно перетекать вода и резко снизит давление в потоке перед интерцептором.The high-speed vessel 1 (Figs. 1, 2) contains a
Высота АА' редана 5 принимается более или равной конструктивной высоте интерцепторов, т. е. АА' ≥ ББ''. Носовые интерцепторы 7 выполнены с острой нижней кромкой т.Б, гарантирующей устойчивый срыв потока с нее, установлены заподлицо с днищем (убранное положение) и имеют возможность максимально выдвигаться на величину δни вниз (в поток) путем поворота штанг 6 относительно осей 8, закрепленных в опорах 9.The height AA '
В кормовой части днища 4 также выполнен редан (уступ) 10, за которым за подлицо с днищем (убранное положение) установлены на штангах 11 кормовые автоматически управляемые интерцепторы 12, разделенные на секции левого (12, а) и правого (12, б) борта и имеющие рабочую высоту, равную, например, 0,025 Bки, где Bки - ширина днища по скуле 3 в месте установки кормовых интерцепторов (ширина по транцу 13).In the aft part of the
Рабочая высота кормовых интерцепторов 12, т.е. величина их сдвига δки в поток из-за задней кромки редана (т. K на фиг.4), определяется по результатам буксировочных испытаний модели судна в гидроканале и обычно лежит в пределах 0,005 - 0,025 Bки. Как и в случае носовых интерцепторов конструктивная высота кормовых интерцепторов ЛЛ'' превышает рабочую высоту /ей соответствует дуга ЛЛ''/ на 5 - 10%. Высота КК'' редана 10 принимается более или равной конструктивной высоте интерцепторов, т.е. КК' ≥ ЛЛ''.The working height of the
Длина штанг 11 выбирается из условия, чтобы угол поворота интерцепторов, соответствующий их выдвигу δки , не превышал 10o (в этом случае между выдвигом δки и перемещением т.Л по дуге ЛЛ'' еще сохраняется линейная зависимость). Поворот штанг 11 производится относительно осей 14, закрепленных в опорах 15 на днище в районе кормового среза (т. М на фиг.4). Рационально длину К'М кормовой ниши выбирать в пределах 5 - 15 высот кормового интерцептора, поскольку слишком большая длина уменьшает удаление кормовых интерцепторов от центра масс судна, а малая длина приводит к большим (более 10o) углам поворота интерцепторов при их выдвиге на величину δки .The length of the
Выдвиг δни носовых интерцепторов 7 происходит с помощью исполнительного привода 16, шарнирно закрепленного на корпусе 2 в опорах 17. Шток 18 привода 16 шарнирно соединен с внутренним рычагом (19, а) двуплечей качалки 19, второй наружный рычаг (19, б) которой через тягу 20 шарнирно соединен с интерцептором 7. Выдвигу δни соответствует дуга ББ' = ЖЖ' • (ДЕ/ЕЖ) • (БИ/ИГ), где ЖЖ' - ход штока 18 привода 16; ЕЖ - плечо внутреннего рычага (19, а) качалки 19; ДЕ - плечо наружного рычага (19, б) качалки 19; БИ - радиус рабочей поверхности интерцептора 7; ИГ - радиус перемещения нижнего конца тяги 20. Верхний конец тяги 20 размещен внутри ниши 21, образованной вваренной в днище 4 выгородкой 22 и ее съемной крышкой 23. Качалка 19 своей осью (19, в) крепится на крышке 23 в опорах, которые обеспечивают минимальное трение и не допускают попадания воды внутрь корпуса 2.The extension δ of neither
Выдвиг δки кормовых интерцепторов 12 происходит с помощью исполнительного привода 24, шарнирно закрепленного на корпусе 2 в опорах 25. Шток 26 привода 24 шарнирно соединен с внутренним рычагом (27, а) двуплечей качалки 27, второй наружный рычаг (27, б) которой через тягу 28 шарнирно соединен с интерцептором 12. Выдвигу δки соответствует дуга ЛЛ' = СС' • (РС) • (НЛ/НО), где СС' - ход штока 26 привода 24; ПС - плечо внутреннего рычага (27, а) качалки 27; ПР - плечо наружного рычага (27, б) качалки 27; НЛ - радиус рабочей поверхности интерцептора 12; НО - радиус перемещения нижнего конца тяги 28.The extension δ ki of the
Верхний конец тяги 28 размещен внутри ниши 29, образованной вваренной в днище 4 выгородкой 30 и ее съемной крышкой 31. Качалка 27 своей осью (27, в) крепится на крышке 31 в опорах, которые обеспечивают минимальное трение и не допускают попадания воды внутрь корпуса 2. The upper end of the
Как показано на фиг.3 и 4 устройства носовых 7 и кормовых 12 интерцепторов имеют одинаковую конструкцию и крепление и могут различаться линейными размерами, что позволяет примерно вдвое сократить объем рабочей документации на устройства и обеспечить высокий коэффициент унификации деталей и узлов. As shown in FIGS. 3 and 4, the devices of the
Следует отметить еще три особенности предлагаемой конструкции устройств интерцепторов, приведенных на фиг.3 и 4. Конструктивная высота интерцепторов (ББ'' - для носовых и ЛЛ'' - для кормовых интерцепторов) является минимальной и требует минимальной высоты соответствующих реданов, т.е. весовые затраты на устройства интерцепторов и установку их за реданом являются минимальными. Высота опор 9 и 15 (отстояние их самых нижних точек от днища) выбрана минимальной (не более высоты редана) с тем, чтобы соответствующие штанги 6 и 11 и опоры 9 и 15 все время находились в "тени" реданов, т.е. не попадали в поток и не создавали сопротивление движению судна. Поскольку рабочие поверхности интерцепторов являются выпуклыми (так как расположены впереди своих осей вращения), то при выдвиге интерцепторов в поток на них возникают гидродинамические силы, дающие составляющие, направленные против силы тяжести подвижных частей устройств интерцепторов, и тем самым уменьшающие нагрузку на исполнительные приводы. Three other features of the proposed design of the interceptor devices shown in FIGS. 3 and 4 should be noted. The constructive height of the interceptors (BB '' for the nasal and LL '' for the stern interceptors) is minimal and requires a minimum height of the corresponding redans, i.e. weighted costs for interceptor devices and their installation behind the edan are minimal. The height of the
На фиг.5 цифрами обозначены: 32 блок задатчиков статических выдвигов носовых 7 и кормовых 12 интерцепторов, 33 - блок задатчиков углового (крен и дифферент) положения судна, 34 - блок параметров движения судна (углы крена и дифферента, их угловые скорости, перегрузки в ряде точек корпуса судна, скорость V движения судна), 35 - вычислитель, формирующий законы управления для следящих приводов интерцепторов, 36 - усилитель мощности, 37 - датчик обратной связи, 38, 39, 40 и 41 - следящий привод соответствующего интерцептора, 42 и 43 - кинематическая связь от штоков приводов 16 и 24 (привод 16 аналогичен приводу 24) до носовых 7 и кормовых 12 интерцепторов соответственно, включающая двуплечие качалки 19 и 27 и тяги 20 и 28 и определяющая зависимость δи= f(lшт), , где δи - выдвиг интерцептора и lшт - ход штанги соответствующего привода.In Fig. 5, the numbers denote: 32 block of adjusters of static extensions of the
Быстроходное судно 1, оборудованное описанным комплексом автоматически управляемых интерцепторов (носовых и кормовых или только кормовых), расположенных за соответствующими реданами, используют следующим образом. A high-
При достижении быстроходным судном 1 относительно скорости определяется по результатам модельных испытаний судна на этапе разработки эскизного проекта судна, при которой интерцепторы становятся эффективными и с их помощью возможно создавать гидродинамические силы, позволяющие управлять угловым положением судна, включают систему автоматического управления интерцепторами. Затем с ее помощью либо вручную (с помощью блока 32 задатчиков статических выдвигов интерцепторов), либо автоматически (если в системе предусмотрено программное изменение выдвигом интерцепторов в зависимости от относительной скорости хода) устанавливают необходимые оптимальные статические выдвиги для носовых и кормовых интерцепторов, которые необходимы для заданной относительной скорости хода и определяются зависимостями, показанными на фиг. 6 (под статическим выдвигом интерцепторов понимается выдвиг, обеспечивающий минимальное сопротивление движению судна в условиях "тихой" воды, относительного этого выдвига интерцептор может выдвигаться дальше до 100% или убираться до 0% при парировании возмущений от волны, т.е. при использовании его в качестве успокоителя килевой и бортовой качки). В случае "ручной" установки статических выдвигов на входы 2 усилителей мощности 36, входящих в состав следящих приводов 38, 39, 40 и 41, от вычислителя 35 поступают постоянные сигналы, которые усиливаются и отрабатываются приводами 16 и 24. При этом с датчиков обратной связи 37 на входы 1 усилителей мощности поступают сигналы, которые компенсируют сигналы на входах 2 от вычислителя 25. Каждый привод 16 или 24 (следовательно, и интерцептор 7 или 12) останавливаются в том положении, когда сумма сигналов на входах усилителя мощности 36 становится равной 0. Т.е. следящие приводы 38, 39, 40 и 41 отслеживают сигналы, поступающие на каждый из них с вычислителя. Эти сигналы меняются не только при изменении скорости движения, но и при изменении углового положения судна, если движение происходит в условиях волнения. Информацию об изменении углового положения и скорости этого изменения в вычислитель 35 выдают блок 34 параметров движения судна и блок 33 задатчиков углового положения судна. Как только любой из следящих приводов начинает отрабатывать ненулевой сигнал с вычислителя 35, то сразу же приходит в движение шток соответствующего привода, и он через качалку и тягу приводит в движение соответствующий интерцептор.When
Результаты конструкторских проработок ряда быстроходных судов с автоматически управляемыми интерцепторами (АУИ) показывают, что предлагаемое техническое решение позволяет, примерно, на 40% увеличить коэффициент унификации АУИ, упростить конструкцию устройства АУИ, повысить защищенность кормовых интерцепторов (полностью защищены транцем) и снизить на 30 - 40% массу кормовых интерцепторов. The results of the design studies of a number of high-speed vessels with automatically controlled interceptors (AUI) show that the proposed technical solution allows increasing the AUI unification coefficient by approximately 40%, simplifying the AUI device design, increasing the security of stern interceptors (fully protected by transom) and reducing by 30 - 40% of the mass of feed interceptors.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96105766A RU2108259C1 (en) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | High-speed vessel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96105766A RU2108259C1 (en) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | High-speed vessel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2108259C1 true RU2108259C1 (en) | 1998-04-10 |
RU96105766A RU96105766A (en) | 1998-06-27 |
Family
ID=20178498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96105766A RU2108259C1 (en) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | High-speed vessel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2108259C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003070555A2 (en) * | 2002-02-22 | 2003-08-28 | Reflex Advanced Marine Corp. | Tri-sponson boat hull and method of making boat hulls |
-
1996
- 1996-03-25 RU RU96105766A patent/RU2108259C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003070555A2 (en) * | 2002-02-22 | 2003-08-28 | Reflex Advanced Marine Corp. | Tri-sponson boat hull and method of making boat hulls |
US6708642B1 (en) | 2002-02-22 | 2004-03-23 | Reflex Advanced Marine Corp. | Tri-sponson boat hull and method of making boat hulls |
WO2003070555A3 (en) * | 2002-02-22 | 2008-01-03 | Reflex Advanced Marine Corp | Tri-sponson boat hull and method of making boat hulls |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5511504A (en) | Computer controlled fins for improving seakeeping in marine vessels | |
EP1058645B1 (en) | Arrangement and method for dynamic control of the movements and course of a high-speed ship hull | |
CN101484351B (en) | Ship | |
CA1165185A (en) | Rudder for watercraft | |
US8881664B2 (en) | Method for maintaining the heading of a ship | |
EP1330388B1 (en) | Boat propulsion system | |
WO1997046445A1 (en) | Marine propulsion and steering unit | |
US5301624A (en) | Stern planes for swath vessel | |
US6314900B1 (en) | High-velocity rudder | |
US5359956A (en) | Steering system for high performance powerboats | |
EP2445784B1 (en) | Pod drive installation and hull configuration for a marine vessel | |
RU2108259C1 (en) | High-speed vessel | |
CN1033031A (en) | Marine equipment with guiding fin | |
US20060130731A1 (en) | Hull with propulsion tunnel and leading edge interceptor | |
NL1021346C2 (en) | Vessel fitted with a wing located below the waterline. | |
EP0518229A1 (en) | Rudder for watercraft | |
EP0906218B1 (en) | Power boats | |
US5313906A (en) | Small waterplane twin hull vessel | |
RU2096240C1 (en) | High-speed vessel | |
US3520265A (en) | Control means for stabilizing watercraft | |
RU2108258C1 (en) | High-speed vessel | |
US5029548A (en) | High-speed craft | |
GB2082125A (en) | A multi hulled craft having a hydrofoil for trimming. | |
RU2108260C1 (en) | High-speed vessel | |
DE2805647A1 (en) | Stabilised hull for speedboat - has elliptical flow tubes on either side and mounted on arms to be rotatable through right angle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HK4A | Changes in a published invention | ||
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -PC4A- IN JOURNAL: 12-2010 FOR TAG: (73) |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20110914 |