RU2313466C2

RU2313466C2 - Jet-propelled catamaran

Info

Publication number: RU2313466C2
Application number: RU2006103620/11A
Authority: RU
Inventors: Нургазиз Фаттахович Нигматуллин (RU); Нургазиз Фаттахович Нигматуллин
Original assignee: Нургазиз Фаттахович Нигматуллин
Priority date: 2006-02-07
Filing date: 2006-02-07
Publication date: 2007-12-27
Also published as: RU2006103620A

Abstract

FIELD: shipbuilding.

SUBSTANCE: proposed jet-propelled catamaran has two cargo and passenger hulls with connection members and propulsor. Catamaran propulsor is made in form of double-flow turbojet engine installed in fore section on pylons in between hulls; engine is provided with jet propulsion nozzle directing the reaction gases sternward at angle of 45^o relative to water surface for slightly raising the fore section of catamaran above water surface and thawing the ice on this surface in between hulls. Pylons are located at level of upper surface of hulls.

EFFECT: wide use of catamaran.

2 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, а именно к реактивным катамаранам.The invention relates to shipbuilding, namely to jet catamarans.

Известны суда-катамараны с различными движителями, приводимыми в действие, в основном, от дизельных силовых агрегатов. Известны также катамараны на воздушной подушке.Known catamaran ships with various propulsion, driven mainly from diesel power units. Hovercraft catamarans are also known.

Наиболее близким прототипом реактивного катамарана является катамаран на воздушной подушке "Sea Coaster", изготовленный по проекту холдинга "American Marine Holdings". Он способен нести большой груз и много людей, плавать на скорости до 60 узлов (~110 км\час). Борта каждого корпуса такого катамарана имеют каверны, в которые нагнетается воздух, создавая подъемную силу и скорость хода. (Реферативный журнал 05. Водный транспорт. 2005 г.).The closest prototype of a jet catamaran is the Sea Coaster hovercraft designed by American Marine Holdings. He is able to carry a large load and many people, swim at speeds up to 60 knots (~ 110 km \ hour). The sides of each hull of such a catamaran have caverns into which air is pumped, creating lift and speed. (Review journal 05. Water transport. 2005).

Прототип не выполняет функцию очищения водного пути ото льда, имеет сложный движитель, ограниченные скоростные возможности.The prototype does not perform the function of clearing the waterway from ice, has a complex mover, and limited speed capabilities.

Целью изобретения является создание катамарана с эффективным реактивным движителем, создаваемым реактивной скоростью газового потока, истекающего из сопла двухконтурного турбореактивного двигателя (ТРДД), установленного между корпусами, на пилонах верхнего расположения, в передней части корпусов катамарана.The aim of the invention is the creation of a catamaran with an effective jet propulsion created by the reactive velocity of the gas stream flowing from the nozzle of a dual-circuit turbojet engine (turbofan engine) installed between the hulls, on the pylons of the upper arrangement, in front of the hulls of the catamaran.

В реактивном катамаране реализуется ряд преимуществ, в частности высокая температура реактивных газов используется для разрушения структуры ледовой массы, очищения водного пути ото льда и уменьшения сопротивления "облепляемости" водной средой бортов в холодную погоду и отрыва носовой части корпусов от поверхности среды плавания.A number of advantages are realized in a jet catamaran, in particular, a high temperature of reactive gases is used to destroy the structure of the ice mass, clear the waterway of ice and reduce the resistance to “sticking” of the airborne boards in cold weather and to tear off the bow of the hulls from the surface of the navigation medium.

Реактивный катамаран укомплектован двухконтурным турбореактивным двигателем (ТРДД), снабженным выходным соплом, направляющим реактивные газы вниз в сторону кормы корпусов под углом до 45° со скоростью более 550 м/с, сохраняющим температуру более 100°С до встречи с водной (ледовой) поверхностью на расстоянии до 7-8 метров от двигателя.The jet catamaran is equipped with a double-circuit turbojet engine (turbojet engine) equipped with an outlet nozzle that directs jet gases down to the stern of the hulls at an angle of up to 45 ° at a speed of more than 550 m / s, preserving a temperature of more than 100 ° C until it meets a water (ice) surface on distance up to 7-8 meters from the engine.

Для рационального использования реактивной скорости газов двигателя, высокой температуры для разрушения структуры ледовой массы и очищения водной глади ото льдов и отрыва носовой части корпусов от поверхности среды плавания двухконтурный турбореактивный двигатель устанавливается между пилонами, расположенными на уровне верхней поверхности корпусов ближе к носовым оконечностям корпусов. При соприкосновении реактивных газов с ледовой поверхностью водной среды их давление резко возрастает и распространяется под пространство днищ корпусов в носовой части, образуемое под действием тяги, направленной вперед под углом до 45° и назад в сторону кормовых оконечностей корпусов. При этом эффективность реактивного движителя возрастает за счет давления газов на ледовую поверхность.To rationally use the reactive speed of engine gases, high temperature to destroy the structure of the ice mass and clean the water surface from ice and to tear off the bow of the hull from the surface of the navigation medium, a dual-circuit turbojet engine is installed between the pylons located at the level of the upper surface of the hulls closer to the nasal ends of the hulls. When reactive gases come in contact with the ice surface of the aquatic environment, their pressure increases sharply and spreads under the space of the bottoms of the hulls in the bow formed by the thrust directed forward at an angle of up to 45 ° and back towards the aft ends of the hulls. In this case, the efficiency of the jet propulsion increases due to the pressure of gases on the ice surface.

Высокотемпературные газы, распространяясь по ледовой поверхности между корпусами и в пространстве под их днищами, разрушают структуру ледовой массы над водой и очищают путь для высокоскоростного хода катамарана.High-temperature gases, spreading over the ice surface between the hulls and in the space under their bottoms, destroy the structure of the ice mass above the water and clear the path for the high-speed course of the catamaran.

Тяга, создаваемая реактивной скоростью и давлением газов, распределяется на поступательную скорость и на подъемную силу носовой части корпусов. При этом скорость хода реактивного катамарана по чистой водной поверхности может превышать 200 км/ч.The thrust generated by the reactive speed and gas pressure is distributed to the translational speed and the lifting force of the bow of the hull. In this case, the speed of the jet catamaran on a clean water surface may exceed 200 km / h.

Грузопассажирские корпуса реактивного катамарана для плавания на высокой скорости имеют обтекаемую продолговатую форму с округленной верхней поверхностью и мореходным профилем днища и заостренными носовыми оконечностями. Скорость хода регулируется оборотами ТРДД.The cargo and passenger hulls of the jet catamaran for sailing at high speed have a streamlined elongated shape with a rounded upper surface and a seaworthy bottom profile and pointed nasal extremities. The speed is regulated by the engine speed.

Корпуса между собой соединяются несколькими элементами.Cases are interconnected by several elements.

Элемент соединения корпусов, на уровне верхней поверхности кормовой части корпусов, одновременно выполняет функцию аэродинамического крыла, создает подъемную силу, компенсирующую часть силы тяжести массы судна. Несимметричный профиль этого элемента за счет разности давления и скорости воздушного потока создает эффективную подъемную силу.The hull connection element, at the level of the upper surface of the stern of the hulls, simultaneously performs the function of an aerodynamic wing, creates a lifting force that compensates for part of the gravity of the ship. The asymmetric profile of this element due to the difference in pressure and air velocity creates an effective lifting force.

Элемент соединения носовой части располагается перед воздухозаборником двигателя ниже пилонов. Выпуклая поверхность этого элемента способствует приросту скорости встречного воздушного потока и увеличивает объем воздуха, поступающего в воздухозаборник двигателя.The nose connection element is located in front of the engine air intake below the pylons. The convex surface of this element contributes to an increase in the speed of the oncoming air flow and increases the volume of air entering the engine intake.

Ходовой мостик, служебные каюты и салоны для пассажиров размещаются в носовой части корпусов, имеют высокую комфортность и безопасность.The navigation bridge, service cabins and salons for passengers are located in the bow of the hulls, have high comfort and safety.

Ходовой мостик, служебные каюты оснащаются радиоэлектронными приборами и средствами безопасной навигации в сложных метеоусловиях.The navigation bridge, service cabins are equipped with electronic devices and means of safe navigation in difficult weather conditions.

Типовые рулевые механизмы и маневровые реверсивные гребные винты размещаются в углублении кормовых конечностей.Typical steering gears and shunting reversible propellers are located in the recess of the aft limbs.

Реактивный катамаран как грузопассажирское судно предназначается для эксплуатации на полноводных замерзающих реках Сибири, например на реке Енисей между портами Дудинка, Игарка, Красноярск, Абакан и на реках Обь, Иртыш между портами Томск, Нижневартовск, Сургут, на реке Лена между портами Якутии - Ленск, Бодайбо. Такие суда необходимы для развития производительных сил Сибири и Севера.A jet catamaran as a cargo and passenger ship is intended for operation on the deep-freezing rivers of Siberia, for example, on the Yenisei river between the ports of Dudinka, Igarka, Krasnoyarsk, Abakan and on the Ob, Irtysh rivers between the ports of Tomsk, Nizhnevartovsk, Surgut, on the Lena river between the ports of Yakutia - Lensk, Bodaibo. Such vessels are necessary for the development of the productive forces of Siberia and the North.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен внешний вид реактивного катамарана, где представлены корпуса реактивного катамарана 1, 2, двухконтурный турбореактивный двигатель 3, направляющее реактивное выходное сопло 4, пилоны 5, 6, мореходное днище 7.Figure 1 shows the appearance of a jet catamaran, which shows the body of a jet catamaran 1, 2, a turbofan engine 3, directing a jet output nozzle 4, pylons 5, 6, seafloor bottom 7.

Элементы соединения корпусов: кормовой 8, передний 9, ходовой мостик 10, иллюминаторы 11, входные двери 12, рулевой механизм 13, гребной винт 14, водная среда 15, угол отрыва носовой части корпуса α (~10-15°).The elements of the connection of the hulls: aft 8, front 9, navigation bridge 10, portholes 11, entrance doors 12, steering gear 13, propeller 14, water medium 15, separation angle α (~ 10-15 °).

На фиг.2 - схема распределения сил.Figure 2 - diagram of the distribution of forces.

Вектор тяги Р, векторы подъемных сил Y, Yc.э, вектор поступательной скорости U, вектор реактивной скорости газового потока Up, вектор скорости водной среды за кормой U, вектор тяжести G, векторы сопротивления Q.Thrust vector P, lift vectors Y, Yc.е, translational velocity vector U, gas flow reactive velocity vector Up, water velocity vector behind the stern U, gravity vector G, drag vectors Q.

В зависимости от назначения реактивный катамаран может иметь различные габаритные размеры корпусов, могут использоваться реактивные двигатели различной модификации и мощности тяги. За основу можно взять размеры прототипа или проект ВМТ, Nigel Gee & Associates LTD (Р.Ж. 05. Водный транспорт за 2005 год).Depending on the purpose, the jet catamaran can have various overall dimensions of the hulls, jet engines of various modifications and thrust power can be used. You can take the prototype dimensions or the BMT project, Nigel Gee & Associates LTD (R.Zh. 05. Water transport for 2005) as the basis.

Изобретение "Реактивный катамаран" может быть использовано при проектировании надводных судов морского и речного флотов гражданских коммерческих организаций и силовых ведомств России.The invention "Reactive Catamaran" can be used in the design of surface ships of the sea and river fleets of civilian commercial organizations and law enforcement agencies of Russia.

Технической задачей, решаемой изобретением под названием "Реактивный катамаран", является использование реактивного двигателя для создания высокоскоростного катамарана, способного плавать в реках и морях, замерзающих в холодное время года.The technical problem solved by the invention under the name "Reactive catamaran" is the use of a jet engine to create a high-speed catamaran capable of floating in rivers and seas, freezing in the cold season.

Claims

Реактивный катамаран, состоящий из двух грузопассажирских корпусов с элементами их соединения и движителя, отличающийся тем, что движитель катамарана выполнен в виде установленного в носовой части на пилонах между корпусами двухконтурного турбореактивного двигателя с реактивным соплом, направляющим реактивные газы вниз в сторону кормы под углом 45° к поверхности водной среды для приподнятия носовой части катамарана над поверхностью водной среды и обеспечения возможности растапливания ледовой массы на этой поверхности между корпусами, при этом пилоны расположены на уровне верхней поверхности корпусов.Jet catamaran, consisting of two cargo-passenger hulls with elements of their connection and a propulsion device, characterized in that the catamaran propulsion device is designed as a turbojet engine mounted in the nose on pylons between the hulls of the turbofan engine with a jet nozzle directing the reactive gases down towards the stern at an angle of 45 ° to the surface of the aquatic environment to raise the nose of the catamaran above the surface of the aquatic environment and provide the possibility of melting the ice mass on this surface between the hulls and, while the pylons are located at the level of the upper surface of the buildings.