RU2585688C2 - High-speed vessel with redan at bottom - Google Patents

Abstract

FIELD: shipbuilding.

SUBSTANCE: invention relates to shipbuilding, particularly, to high-speed ships. High-speed ship with redan at bottom is equipped with, along with main propulsors, an auxiliary propulsor. Latter is arranged in shaft located above redan, and can be moved vertically in said shaft. Design of auxiliary propulsor is composed of screw propeller, combined with motor of circular type. Redan section located under bottom hole of shaft is adapted for movement at bottom along length of ship.

EFFECT: invention allows to reduce energy costs for operation of ship propulsion in mode of its full stroke.

2 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к судостроению и касается конструирования корпуса быстроходного судна с реданом на днище с учетом размещения на судне вспомогательного (разгонного, стартового) движителя, а также выбора типа этого движителя. К быстроходным судам (судам с динамическим принципом подержания - СДП) относятся, например, скеговые суда на воздушной подушке и глиссирующие; у этих судов в кормовой оконечности днища выполняется редан.The present invention relates to shipbuilding and relates to the design of the hull of a high-speed vessel with redan on the bottom, taking into account the placement on the vessel of an auxiliary (accelerating, starting) propulsion, as well as the choice of the type of this propulsion. High-speed vessels (vessels with a dynamic principle of holding - PSD) include, for example, hovercraft and planing vessels; these ships have a redan at the aft end of the bottom.

Рассмотрим аналоги предлагаемого технического решения.Consider the analogues of the proposed technical solution.

Известно быстроходное судно - пассажирский теплоход на воздушной подушке скегового типа¹⁾ (¹Любимов В.И., Поспелов В.И., Горбунов Ю.В. Суда на воздушной подушке. Устройство и эксплуатация. - М.: Транспорт, 1984. - 207 с. (см. с. 44-45, 81, 134)) (эксплуатационное наименование «Зарница») с реданом в кормовой оконечности днища; последний в книге представлен как «жесткий наклонный свод».Known high-speed vessel - passenger ship hovercraft skeg type ¹⁾ ( ¹ Lyubimov V.I., Pospelov V.I., Gorbunov Yu.V. Air-cushion ships. Device and operation. - M .: Transport, 1984. - 207 pp. (See pp. 44-45, 81, 134)) (operational name "Zarnitsa") with redan in the aft end of the bottom; the latter is presented in the book as a “rigid oblique arch”.

На судне «Зарница» редан выполняет роль кормового ограждения воздушной подушки, и, кроме того, за счет глиссирования его плоской наклонной поверхности создается подъемная сила. На наклонной поверхности редана жестко закреплен водоприемник основного движителя судна (водомета). Вспомогательный движитель на этом судне отсутствует.On the Zarnitsa vessel, the redan acts as a stern fence of the air cushion, and, in addition, due to gliding of its flat inclined surface, lifting force is created. On the inclined surface of the redan, the water intake of the main propulsion of the vessel (water cannon) is rigidly fixed. Auxiliary mover on this ship is missing.

Теплоход «Зарница» относится к быстроходным судам; характер кривой силы сопротивления движению рассматриваемого судна подобен зависимостям R (ν), которые представлены на рис. 50 (стр. 109)¹⁾ (¹Любимов В.И., Поспелов В.И., Горбунов Ю.В. Суда на воздушной подушке. Устройство и эксплуатация. - М.: Транспорт, 1984. - 207 с. (см. с. 44-45, 81, 134)) и на рис. 4.26 (стр. 186)²⁾ (²Жинкин В.Б. Теория и устройство корабля: Учебник. - 3-е изд., стереотип. - СПб.: Судостроение, 2002. - 336 с. (С. 186)) для быстроходных судов. Характерным признаком этих зависимостей является «горб» у кривой R (ν) при скоростях разгона судна (в переходный период). В случае использования, наряду с основным(ми), вспомогательного движителя при скоростях разгона, на судне могут быть применены более эффективные основные движители для режима полного хода (длительного хода). За счет этого могут быть уменьшены энергозатраты на основные движители.The motor ship "Zarnitsa" refers to high-speed vessels; the nature of the curve of the resistance to movement of the vessel in question is similar to the dependences R (ν), which are presented in Fig. 50 (p. 109) ¹⁾ ( ¹ Lyubimov V.I., Pospelov V.I., Gorbunov Yu.V. Hovercraft. Design and operation. - M.: Transport, 1984. - 207 p. (Cm. p. 44-45, 81, 134)) and in fig. 4.26 (p. 186) ²⁾ ( ² Zhinkin VB Theory and device of the ship: Textbook. - 3rd ed., Stereotype. - St. Petersburg: Shipbuilding, 2002. - 336 p. (P. 186)) for high-speed ships. A characteristic feature of these dependencies is the “hump” of the R (ν) curve at vessel acceleration speeds (during the transition period). In the case of using, along with the main (s) auxiliary propulsion at acceleration speeds, more effective main propulsors for the full speed (long stroke) mode can be applied on the vessel. Due to this, energy costs for the main movers can be reduced.

Отсутствие на «Зарнице» вспомогательного движителя является недостатком этого судна-аналога.The absence of an auxiliary propulsion at the Zarnitsa is a drawback of this analogue vessel.

Известно предложение по выполнению конструкции вспомогательного движителя («дополнительного приводного устройства для судов», см. описание изобретения к патенту RU №2379212). По изобретению вспомогательные движители («пропульсивные блоки») предложено размещать в «коробе» в объеме корпуса судна. Пропульсивный блок (каждый из пары) включает винт и связанный с ним гребным валом двигатель.A proposal is known for the construction of an auxiliary propulsion device (“an additional drive device for ships”, see the description of the invention to patent RU No. 2379212). According to the invention, auxiliary propulsors (“propulsive blocks”) are proposed to be placed in a “box” in the volume of the ship’s hull. The propulsive block (each of the pair) includes a screw and an engine connected to it by a propeller shaft.

Пропульсивные блоки имеют значительные габариты; для приведения их в рабочее положение предусмотрены весьма сложные механизмы поворота и поступательного перемещения блоков. Предполагается, что при использовании вспомогательных движителей они выдвигаются за пределы корпуса судна через отверстия в его стенках; по окончании работы движители возвращаются в «короб», а отверстия в стенках закрываются специальными заслонками.Propulsive blocks have significant dimensions; To bring them into working position, very complex mechanisms for turning and translating blocks are provided. It is assumed that when using auxiliary propulsors, they extend beyond the hull through openings in its walls; at the end of the work, the movers return to the “box”, and the holes in the walls are closed with special shutters.

Конструкция пропульсивного блока по изобретению к патенту RU №2379212 отличается значительными габаритами и сложностью и, кроме того, в подводной (обтекаемой) части корпуса судна необходимо предусматривать отверстия со специальными заслонками. Отмеченные обстоятельства являются недостатками этого вспомогательного движителя (пропульсивного блока).The design of the propulsive block according to the invention to patent RU No. 2379212 is notable for its considerable dimensions and complexity, and, in addition, openings with special shutters must be provided in the underwater (streamlined) part of the ship's hull. The noted circumstances are the disadvantages of this auxiliary propulsion unit (propulsive unit).

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке технических решений с целью установки на быстроходном судне с реданом на днище вспомогательного движителя и уменьшения за счет этого энергозатрат на движение судна в режиме полного хода (крейсерском режиме).The task to which the claimed invention is directed is to develop technical solutions for the purpose of installing an auxiliary propulsion unit on a high-speed vessel with redan on the bottom of the propulsion unit and thereby reduce energy consumption for the vessel to move in full speed (cruising mode).

Поставленная задача достигается тем, что на быстроходном судне с реданом на днище вспомогательный движитель, согласно изобретению, размещен в диаметральной плоскости судна над реданом, в шахте, с возможностью его перемещения по вертикали, а конструкция движителя принята в виде гребного винта, совмещенного с электродвигателем кольцевого типа.³⁾ (³Конструкция движителя в виде гребного винта, совмещенного с кольцевым электродвигателем, представлена, например, в журнале «Судостроение»: см. за 2012 г. № 3, с. 10 и № 4, с. 68. Отличительная особенность такого типа движителя - его компактность). Кроме того, участок редана, расположенный под нижним отверстием шахты, выполнен с возможностью его перемещения на днище по длине судна.The task is achieved by the fact that on a high-speed vessel with redan on the bottom of the auxiliary mover, according to the invention, is placed in the diametrical plane of the vessel above the redan, in the shaft, with the possibility of its vertical movement, and the mover design is adopted in the form of a propeller, combined with a ring motor type. ³⁾ ( ³ The design of the propulsion device in the form of a propeller combined with a ring electric motor is presented, for example, in the journal Sudostroenie: see 2012 No. 3, p. 10 and No. 4, p. 68. A distinctive feature of this type mover - its compactness). In addition, the section of the redan located under the lower hole of the shaft is made with the possibility of its movement on the bottom along the length of the vessel.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен вид сбоку быстроходного судна с показом очертаний (штриховой линией) плоскости днища, а также, расположенных в кормовой оконечности - редана и над ним вспомогательного движителя.In FIG. 1 shows a side view of a high-speed vessel with the outlines (dashed line) of the bottom plane, and also located in the aft end - redana and above it an auxiliary propulsion.

На фиг. 2 представлен вид по А фиг. 1 с вырывом в кормовой стенке в ее средней части по ширине судна; при этом показаны вспомогательный движитель, с удерживающей его рамой, а под ним - перемещаемый блок (участок) редана. На судне, по бортам, размещены два основных движителя.In FIG. 2 is a view according to A of FIG. 1 with a break in the stern wall in its middle part along the width of the vessel; at the same time, an auxiliary mover is shown with the frame holding it, and below it is the movable block (section) of the redana. On the side of the ship are two main propulsors.

На фиг. 3 изображен разрез по Б-Б фиг. 2 с показом кормовой оконечности судна без основного движителя (условно). Вспомогательный движитель при этом дан в нерабочем положении, а перемещаемый блок редана (заштрихован) - в «штатном» положении, что соответствует режиму полного хода судна или его плаванию на «стопе».In FIG. 3 shows a section along BB of FIG. 2 with the display of the stern end of the vessel without the main mover (conditionally). In this case, the auxiliary mover is given in the inoperative position, and the movable redana block (shaded) is in the “standard” position, which corresponds to the full speed of the vessel or its navigation at the “stop”.

На фиг. 4 изображен разрез по Б-Б фиг. 2, но с иным, по сравнению с фиг. 3, расположением вспомогательного движителя и перемещаемого блока редана: движитель показан в рабочем положении, а блок редана - в смещенном (временном) положении, которое соответствует этапу разгона судна.In FIG. 4 shows a section along BB of FIG. 2, but with a different comparison to FIG. 3, by the location of the auxiliary mover and the movable redan block: the mover is shown in the operating position, and the redan block is shown in the displaced (temporary) position, which corresponds to the stage of acceleration of the vessel.

На фиг. 5 представлен вид по В фиг. 4 с обрывом и показом (полностью) вспомогательного движителя и блока редана на фоне кормовой оконечности днища. Вектор T определяет направление действия силы упора, создаваемой движителем.In FIG. 5 is a view of FIG. 4 with a break and display (completely) of the auxiliary mover and redan block against the background of the aft end of the bottom. The vector T determines the direction of action of the stop force created by the propulsion device.

Быстроходное судно 1 содержит скеги 2 (узкие продольные плавучести), которые ограждают по бортам объем, расположенный под днищем 3 (фиг. 1, 2). В корме этот объем ограждается реданом 4; при его глиссировании создается подъемная сила. При движении судна 1 под днище 3 нагнетается воздух (схема подачи воздуха условно не показана) и, таким образом, обеспечивается его воздушная «смазка». За скегом 2 размещен основной движитель 5 (фиг. 1).The high-speed vessel 1 contains skegs 2 (narrow longitudinal buoyancy), which enclose on the sides the volume located under the bottom 3 (Fig. 1, 2). In the stern, this volume is enclosed by redan 4; when gliding, a lifting force is created. When the vessel 1 moves under the bottom 3, air is pumped (air supply circuit is not shown conditionally) and, thus, its air "lubrication" is provided. Behind the skeg 2 is the main mover 5 (Fig. 1).

В кормовой оконечности судна 1, в его средней части по ширине, установлена шахта 6, у которой нижнее отверстие располагается на уровне днища 3 (фиг. 3). В шахте 6 находится вспомогательный движитель 7, который жестко связан в его верхней части с рамой 8. Вертикальное перемещение движителя 7 обеспечивается с помощью троса 9, закрепленного на раме 8, и механизма 10 (фиг. 3, 4).In the aft end of the vessel 1, in its middle part in width, a shaft 6 is installed, in which the lower hole is located at the level of the bottom 3 (Fig. 3). In the shaft 6 is an auxiliary mover 7, which is rigidly connected in its upper part to the frame 8. The vertical movement of the mover 7 is provided by a cable 9, mounted on the frame 8, and the mechanism 10 (Fig. 3, 4).

Редан 4, в его средней части по ширине судна 1 (под шахтой 6), выполнен в виде замкнутого объема - блока 11, который закреплен на днище 3 с возможностью перемещения по длине судна 1 (фиг. 3, 4) (устройство для перемещения блока 11 условно не показано).Redan 4, in its middle part along the width of the vessel 1 (under the shaft 6), is made in the form of a closed volume - block 11, which is mounted on the bottom 3 with the ability to move along the length of the vessel 1 (Fig. 3, 4) (device for moving the block 11 conventionally not shown).

В нижнем, рабочем положении, движитель 7 удерживается (фиксируется) за счет обжатия рамы 8 в просвете между транцем блока 11, накладной пластиной 12 и прилегающими боковыми стенками неподвижных частей редана 4 (фиг. 4, 5).In the lower, working position, the mover 7 is held (fixed) by compressing the frame 8 in the lumen between the transom of the block 11, the patch plate 12 and the adjacent side walls of the fixed parts of the redan 4 (Fig. 4, 5).

Рассмотрим процесс использования вспомогательного движителя 7 на быстроходном судне 1.Consider the process of using auxiliary propulsion 7 on a high-speed vessel 1.

При плавании судна 1 «на стопе» движитель 7 располагается в шахте 6, а блок 11 занимает кормовое положение, т.е. такое же положение по длине днища 3, как и неподвижные части редана 4. Блок 11 закрывает собой нижнее отверстие шахты 6.When the vessel 1 is “on foot”, the propulsion unit 7 is located in the shaft 6, and the block 11 is in the aft position, i.e. the same position along the length of the bottom 3, as the fixed parts of the redan 4. Block 11 closes the bottom hole of the shaft 6.

Перед началом разгона судна 1 блок 11 смещается в нос на расстояние «а-с» (фиг. 4), а вспомогательный движитель 7 с помощью механизма 10 опускается и устанавливается в рабочем положении (фиг. 4, 5). Затем запускаются в работу основные движители 5 и вспомогательный движитель 7.Before the acceleration of the vessel 1 begins, the block 11 is shifted into the nose by the distance “a-c” (Fig. 4), and the auxiliary mover 7 is lowered and installed using the mechanism 10 in the working position (Fig. 4, 5). Then the main movers 5 and the auxiliary mover 7 are put into operation.

В процессе увеличения скорости хода судна 1 блок 11 направляет набегающий поток воды в движитель 7 (фиг. 4) и одновременно, взаимодействуя с потоком воды, создает подъемную силу.In the process of increasing the speed of the vessel 1, the block 11 directs the incoming water flow into the propulsion 7 (Fig. 4) and, simultaneously, interacting with the water flow, creates a lifting force.

В результате совместного действия движителей 5 и 7 судно 1 выходит на «загорбовый» режим движения; после этого вспомогательный движитель 7 с помощью механизма 10 поднимается в шахту 6 и отключается от источника энергии.As a result of the joint action of propulsors 5 and 7, vessel 1 enters the “hump” mode of movement; after that, the auxiliary mover 7 using the mechanism 10 rises into the shaft 6 and is disconnected from the energy source.

После закрепления движителя 7 в шахте 6 блок 11 смещается в корму на расстояние «а-с» и затем фиксируется в «походном» положении (фиг. 3)After securing the propulsion unit 7 in the shaft 6, the block 11 is shifted to the stern by the distance “a-c” and then fixed in the “stowed” position (Fig. 3)

Установившийся скоростной режим судна 1 обеспечивается основными движителями 5.The steady-state speed of the vessel 1 is provided by the main engines 5.

Остановка судна 1 производится путем уменьшения подачи энергии к основным движителям 5.The ship 1 is stopped by reducing the energy supply to the main movers 5.

Целесообразность размещения вспомогательного движителя 7 в диаметральной плоскости (ДП) (в средней части по ширине судна 1) заключается в следующем. Составляющие силы сопротивления движению судна 1 и силы упора основных движителей 5 на прямом курсе распределяются симметрично относительно ДП. В случае установки дополнительного движителя 7 в ДП это условие не нарушится, т.е. не появится фактор, нарушающий прямолинейное поступательное движение (устойчивость на прямолинейном курсе).The feasibility of placing the auxiliary mover 7 in the diametrical plane (DP) (in the middle part along the width of the vessel 1) is as follows. The components of the resistance to the movement of the vessel 1 and the thrust of the main movers 5 in a straight course are distributed symmetrically relative to the DP. In the case of installing additional propulsion 7 in the DP, this condition will not be violated, i.e. a factor does not appear that violates the rectilinear translational motion (stability on a straight course).

Вспомогательный движитель 7 может найти применение не только в процессе разгона, но и, например, для поддержания необходимой скорости хода судна 1 в условиях волнения, когда сопротивление его движению возрастает.The auxiliary mover 7 can find application not only in the process of acceleration, but also, for example, to maintain the necessary speed of the vessel 1 in conditions of excitement, when its resistance to movement increases.

Предложенное техническое решение по типу вспомогательного движителя и устройству для его установки на быстроходном судне с реданом на днище представляется простым и надежным.The proposed technical solution for the type of auxiliary propulsion and device for its installation on a high-speed vessel with redan on the bottom seems simple and reliable.

Claims (2)

1. Быстроходное судно с реданом на днище, отличающееся тем, что в диаметральной плоскости корпуса судна над реданом в шахте размещен вспомогательный подъемно-опускной движитель, выполненный в виде гребного винта, совмещенного с электродвигателем кольцевого типа.1. A high-speed vessel with a redan on the bottom, characterized in that in the diametrical plane of the hull above the redan in the shaft there is an auxiliary lifting and lowering propulsion made in the form of a propeller combined with a ring type electric motor. 2. Быстроходное судно по п. 1, отличающееся тем, что участок редана, расположенный под нижним отверстием шахты, выполнен с возможностью его перемещения на днище по длине судна. 2. The high-speed vessel according to claim 1, characterized in that the section of the redan located under the bottom hole of the shaft is made with the possibility of its movement on the bottom along the length of the vessel.

Images