RU2238873C2 - Ship's bow - Google Patents

Abstract

FIELD: hydrodynamics and shipbuilding.

SUBSTANCE: ship's bow have shields installed below waterline on both sides. Front portion of these shields is parallel to direction of motion of ship. Lower and upper horizontal edges of shields are connected with ship's plating by means of plates forming passages. At least one lattice-like hydrofoil at adjustable angle of attack is mounted in said passage along its length. Fore hydrofoil is installed near ship's plating and aft hydrofoil is installed at surface of lateral wall of passage. Intermediate hydrofoils are located between fore and aft hydrofoils. Plate-type interceptor is mounted along trailing edge of hydrofoil on lower surface.

EFFECT: increased thrust of ship and consequently increased running speed and reduced consumption of fuel.

2 dwg

Description

Изобретение относится к гидродинамике и может быть использовано для увеличения скорости движения судов без повышения мощности энергетических установок или для снижения мощности (экономии топлива) судов при расчетной скорости хода.The invention relates to hydrodynamics and can be used to increase the speed of ships without increasing the power of power plants or to reduce the power (fuel economy) of ships at the estimated speed.

Известно устройство для повышения силы тяги, содержащее щиты, установленные ниже ватерлинии с двух сторон носа судна и закрепленные к его обшивке, а также вращаемые цилиндрические роторы, размещаемые в пространстве между обшивкой носа и щитами (авторское свидетельство №19479, В 63 В 1/4, СССР, публ. 1931 г.).A device for increasing traction, containing shields installed below the waterline on two sides of the bow of the vessel and secured to its skin, as well as rotatable cylindrical rotors placed in the space between the skin of the nose and shields (copyright certificate No. 19479, 63 1/4 , USSR, publ. 1931).

Известен способ увеличения скорости движения в водной среде, заключающийся в создании колебаний рабочего органа в виде жесткого обтекателя в носу поступательно движущегося в воде судна, осуществляемых подпружиненным толкателем от источника колебаний (патент №2006415, В 63 В 1/36, Россия, 1994 г.).There is a method of increasing the speed of movement in the aquatic environment, which consists in creating vibrations of the working body in the form of a rigid fairing in the bow of a vessel moving in the water, carried out by a spring-loaded pusher from the source of oscillations (patent No. 20046415, B 63 V 1/36, Russia, 1994 )

Известно устройство для увеличения силы тяги в виде колеблющегося носового крыльевого профиля, установленного впереди корпуса судна (патент США №5090352, В 63 В 1/36, 1993 г.).A device for increasing traction in the form of an oscillating nose wing profile mounted in front of the hull of the vessel (US patent No. 5090352, 63 V 1/36, 1993).

Общие недостатки перечисленных устройств - наличие крупногабаритных, массивных колеблющихся (или вращаемых) деталей, конструкций и необходимость существенных затрат дополнительной энергии.Common disadvantages of these devices are the presence of large, massive oscillating (or rotatable) parts, structures and the need for significant additional energy costs.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство носа судна, содержащее щиты, установленные ниже ватерлинии с двух его сторон, причем передняя часть щитов параллельна направлению движения судна, нижние и верхние горизонтальные кромки щитов соединены с обшивкой пластинами (патент №2131374, В 63 В 1/40, Россия, опубл. 10.06.1999 г.) - прототип.The closest in technical essence to the claimed device is the bow of the vessel containing shields installed below the waterline on its two sides, the front of the shields parallel to the direction of movement of the vessel, the lower and upper horizontal edges of the shields are connected to the skin of the plates (patent No. 2131374, B 63 In 1/40, Russia, published on June 10, 1999) - a prototype.

Недостаток этого устройства, принятого за прототип, заключается в снижении только волнового сопротивления движению судна, при этом по существу кинетическая энергия потока воды в канале устройства практически не используется.The disadvantage of this device, taken as a prototype, is to reduce only wave resistance to the movement of the vessel, while essentially the kinetic energy of the water flow in the channel of the device is practically not used.

Технический результат изобретения состоит в повышении величины тяги судна и соответственно в увеличении скорости хода или уменьшении расхода топлива.The technical result of the invention consists in increasing the thrust of the vessel and, accordingly, in increasing the speed or reducing fuel consumption.

При необходимости устройство может быть применено как дополнительное средство для маневрирования судном. При этом достаточно перекрыть один из каналов путем соответствующего поворота крыльев решетки.If necessary, the device can be used as an additional means for maneuvering the vessel. In this case, it is enough to block one of the channels by appropriate rotation of the lattice wings.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем щиты, установленные ниже ватерлинии с двух сторон носа судна, передняя часть щитов параллельна направлению движения судна, причем нижние и верхние горизонтальные кромки щитов соединены с обшивкой пластинами, внутри канала по его длине размещено по крайней мере одно решетчатое крыло с регулируемым углом атаки составляющих решетку крыльев, при этом переднее крыло решетки установлено вблизи обшивки судна, а заднее - по диагонали в корму судна у поверхности боковой стенки канала, промежуточные крылья решетки - между передним и задним крыльями, причем на нижней поверхности вдоль задней кромки крыльев установлен пластинчатый интерцептор, форма обшивки судна и боковой стенки канала соответствует поверхности тока реальной жидкости при обтекании установленных тел в канале.The technical result is achieved by the fact that in the known device containing shields installed below the waterline on both sides of the bow of the ship, the front of the shields is parallel to the direction of movement of the ship, the lower and upper horizontal edges of the shields connected to the skin by the plates, inside the channel along its length is placed at least at least one lattice wing with an adjustable angle of attack of the wings constituting the lattice of the wings, while the front wing of the lattice is installed near the skin of the vessel, and the rear is diagonally in the stern of the vessel at the side surface th channel wall intermediate lattice wings - between the front and rear wings, and on the lower surface along the trailing edge of the wing plate mounted spoiler plating vessel shape and the side walls of the channel corresponds to a surface current real fluid flow at the established telephone channel.

На фиг.1 представлен нос судна с каналом (вид сбоку), на фиг.2 дан горизонтальный разрез устройства.Figure 1 presents the bow of the vessel with a channel (side view), figure 2 shows a horizontal section of the device.

Устройство состоит из установленных в носу судна 1 ниже ватерлинии бортовых каналов 2 (фиг.1) и размещенных в каналах решетчатых крыльев 3 (фиг.2) (показано одно решетчатое крыло в канале). Переднее крыло 4 решетки 3 установлено вблизи обшивки 5 судна, заднее крыло 6 решетки - у боковой стенки 7. Все или часть крыльев решетки имеют пластинчатые интерцепторы 8, закрепленные на нижней поверхности крыла вдоль задней его кромки. Устройство регулирования углом атаки крыльев решетки не показано.The device consists of installed in the bow of the vessel 1 below the waterline of the side channels 2 (FIG. 1) and placed in the channels of the trellised wings 3 (FIG. 2) (one trellised wing in the channel is shown). The front wing 4 of the grill 3 is installed near the sheathing 5 of the vessel, the rear wing 6 of the grill is located at the side wall 7. All or part of the wings of the grill have plate spoilers 8 mounted on the lower surface of the wing along its rear edge. A device for controlling the angle of attack of the wings of the lattice is not shown.

Устройство работает следующим образом. При движении судна 1 набегающий на нос поток воды под напором поступает в каналы 2, при этом на решетчатом крыле 3 возникает подъемная сила, величина которой регулируется путем установки угла атаки крыльев. Расположение крыльев 4 и 6 относительно обшивки 5 судна и боковой стенки 7 выбирается из условия минимально возможной величиной проекции дополнительного сопротивления, вносимого решетчатыми крыльями, на направление движения судна.The device operates as follows. When the vessel 1 moves, a flow of water running over the nose under pressure enters the channels 2, while a lifting force arises on the trellised wing 3, the magnitude of which is regulated by setting the angle of attack of the wings. The location of the wings 4 and 6 relative to the skin 5 of the vessel and the side wall 7 is selected from the condition of the minimum possible projection of the additional resistance introduced by the lattice wings on the direction of movement of the vessel.

Проекция подъемной силы на направление движения судна дает дополнительную силу тяги. Величина подъемной силы, а также гидродинамического качества решетки за счет взаимодействия потоков между крыльями существенно (до двух раз) выше по сравнению с одиночным крылом. Установка пластинчатого интерцептора 8 способствует дальнейшему повышению подъемной силы и гидродинамического качества решетчатого крыла. Действительно, с одной стороны, интерцептор увеличивает подъемную силу каждого крыла решетки, создавая подпор на нижней поверхности крыла за счет торможения потока перед интерцептором. С другой стороны, интерцепторы сужают расстояние между соседними крыльями, что увеличивает скорость обтекания верхней поверхности нижележащего крыла. Для уменьшения гидравлического сопротивления внутри канала форма обшивки и боковой стенки канала соответствует поверхности тока реальной жидкости при обтекании установленных в канале обтекаемых тел для заданной скорости хода судна, например максимальной.The projection of the lifting force on the direction of movement of the vessel gives additional traction. The magnitude of the lifting force, as well as the hydrodynamic quality of the lattice due to the interaction of flows between the wings, is significantly (up to two times) higher compared to a single wing. The installation of the plate-shaped interceptor 8 contributes to a further increase in the lifting force and hydrodynamic quality of the trellised wing. Indeed, on the one hand, the interceptor increases the lifting force of each wing of the lattice, creating a backwater on the lower surface of the wing due to flow inhibition in front of the interceptor. On the other hand, interceptors narrow the distance between adjacent wings, which increases the speed of flow around the upper surface of the underlying wing. To reduce hydraulic resistance inside the channel, the shape of the casing and the side wall of the channel corresponds to the current surface of the real liquid when flowing around streamlined bodies installed in the channel for a given vessel speed, for example, maximum.

Выполненные оценки показывают, что предложенное устройство дает возможность существенно (на 15% и более) повысить силу тяги судна, что позволит увеличить скорость движения судна или при прежней скорости снизить расход топлива.Estimates show that the proposed device makes it possible to significantly (by 15% or more) increase the thrust of the vessel, which will increase the speed of the vessel or at the same speed to reduce fuel consumption.

Claims (1)

Hoc судна, содержащий щиты, установленные ниже ватерлинии с двух его сторон, причем передняя часть щитов параллельна направлению движения судна, нижние и верхние горизонтальные кромки щитов соединены с обшивкой судна пластинами с образованием каналов, отличающийся тем, что внутри канала по его длине размещено по крайней мере одно решетчатое крыло с регулируемым углом атаки составляющих решетку крыльев, при этом переднее крыло решетки установлено вблизи обшивки судна, заднее - у поверхности боковой стенки канала, а промежуточные крылья решетки - между передним и задним крыльями, причем вдоль задней кромки крыльев на нижней поверхности установлен пластинчатый интерцептор.The hoc of the vessel, containing boards installed below the waterline on its two sides, the front part of the boards parallel to the direction of movement of the vessel, the lower and upper horizontal edges of the boards connected to the skin of the vessel by plates with the formation of channels, characterized in that the channel along its length is placed at least at least one lattice wing with an adjustable angle of attack of the wings constituting the lattice, while the front wing of the lattice is installed near the skin of the vessel, the rear is at the surface of the side wall of the channel, and the intermediate wings are etki - between the front and rear wings, and the rear edge of the wings on the bottom surface of the plate mounted spoiler.

Images