RU93067U1 - WING DEVICE FOR A WATER ON A WATER - Google Patents

Abstract

1. Крыльевое устройство для судна на подводных крыльях, включающее корпус, крыло и обтекаемую стойку, отличающееся тем, что перед крылом установлен соединенный обтекаемой стойкой с корпусом судна и двигателем в судне, размещенной в обтекаемой стойке трансмиссией, водометный движитель, сопло которого выполнено в виде щели вдоль передней кромки крыла на всю его длину. ! 2. Крыльевое устройство для судна на подводных крыльях по п.1, отличающееся тем, что дополнительно установлена пластина, на переднем ее крае по всей длине расположено сопло со щелью водометного движителя, и при этом щель примыкает к поверхности пластины, а крыло плоской нижней линией профиля примыкает к пластине, верхняя линия профиля имеет кривизну выпуклостью вверх. 1. Wing device for a hydrofoil vessel, comprising a hull, a wing and a streamlined strut, characterized in that a wing is connected in front of the wing with a streamlined strut with the hull of the ship and the engine in the ship, placed in the streamlined strut with a transmission, a jet propulsion device, the nozzle of which is made in the form slots along the leading edge of the wing over its entire length. ! 2. The wing device for a hydrofoil ship according to claim 1, characterized in that the plate is additionally installed, a nozzle with a slot of the jet propulsion is located along its front edge along the entire length, and the slot adjoins the surface of the plate, and the wing has a flat bottom line profile adjacent to the plate, the upper profile line has a curvature with a bulge up.

Description

Полезная модель относится к судостроению и может быть использована при проектировании судов на подводных крыльях.The utility model relates to shipbuilding and can be used in the design of hydrofoil vessels.

По своим техническим характеристикам крыльевые суда - самые быстроходные и комфортабельные в своем классе в мире. Суда на подводных крыльях речные или морские используют устройство в форме крыла для того, чтобы поднять корпус над водой и уменьшить силы трения и сопротивления ограничивающие скорость передвижения обычных судов.According to their technical characteristics, winged vessels are the fastest and most comfortable in their class in the world. Hydrofoil boats, river or sea, use a wing-shaped device to lift the hull above the water and reduce the friction and drag forces that limit the speed of movement of ordinary ships.

Конструкции крыльев, количество и расположение их относительно друг друга и корпуса судна широко представлено в литературе (например: Злобин Г.П. и др. Суда на подводных крыльях и воздушной подушке. Л.: Судостроение, 1976, с.103-104, рис.48), а также в Интернете (например: ru/wiripedia/jrg/wiki/ крыло - (лодка).The design of the wings, the number and location of them relative to each other and the hull are widely represented in the literature (for example: Zlobin G.P. et al. Hydrofoil and air cushion vessels. L .: Sudostroenie, 1976, pp. 103-104, fig. .48), as well as on the Internet (for example: ru / wiripedia / jrg / wiki / wing - (boat).

Крыло представляет собой пластину у которой верхняя и нижняя линии профиля имеют разную кривизну, причем верхняя линия длиннее нижней. В этом случае при движении крыла жидкость будет обтекать его верхнюю часть с большой скоростью и над крылом возникают силы разряжения. Вследствие разности давления в потоке по обе стороны крыла появляется подъемная сила, величина которой будет зависеть от скорости движения, размера крыла и его расположения относительно потока.The wing is a plate in which the upper and lower profile lines have different curvatures, the upper line being longer than the lower one. In this case, when the wing moves, the liquid will flow around its upper part at a high speed and there will be rarefaction forces above the wing. Due to the pressure difference in the flow on both sides of the wing, a lifting force appears, the value of which will depend on the speed of movement, the size of the wing and its location relative to the flow.

Таким образом, чтобы поднять судно над водой нужно сообщить ему определенную скорость с помощью энергетической установки и движителя, например гребного винта или водометного движителя. Поэтому для судов с большим водоизмещением, для поднятия их на крылья т.е. сообщить необходимую скорость требуются энергетические установки большой мощности. Например, по американским данным для того, чтобы вывести на крылья корабль водоизмещением 4400 т понадобится энергетическая установка мощностью около 200 тыс. л.с. Разместить столь мощную установку в корпусе относительно небольшого корабля задача чрезвычайно трудная. Приходится считаться и с массой крыльевых систем, которая на кораблях иностранной постройки даже умеренного водоизмещения (150-200 т) составляет около 15% водоизмещения. Именно поэтому преимущества подводных крыльев наиболее ощутимы для относительно небольших судов и кораблей. В настоящее время серийно строятся катера на подводных крыльях с водоизмещением до 400 т. Судно водоизмещением 50 т. при скорости 50 уз. нужно оснастить энергетической установкой 7500 л.с., а его крылатому аналогу для достижения такой скорости достаточно около 3500 л.с. Из соотношения приведенных мощностей видно сколь значительны затраты мощности на сопротивление движению обычных судов. Судовые двигатели работают только на увеличение скорости передвижения судна как в обычных судах, так и в судах на подводных крыльях. Меньшая мощность потребная в судах на подводных крыльях определяется меньшим сопротивлением передвижению судов на подводных крыльях.Thus, in order to raise a vessel above water, it is necessary to tell it a certain speed with the help of a power plant and propulsion device, for example a propeller or a jet propulsion device. Therefore, for ships with a large displacement, for raising them on the wings i.e. communicate the required speed; large-capacity power plants are required. For example, according to American data, in order to bring a ship with a displacement of 4,400 tons to the wings, you need a power plant with a capacity of about 200 thousand hp To place such a powerful installation in the hull of a relatively small ship is an extremely difficult task. One has to reckon with the mass of wing systems, which on foreign-built ships of even moderate displacement (150-200 tons) make up about 15% of the displacement. That is why the benefits of hydrofoils are most tangible for relatively small vessels and ships. Currently, hydrofoil boats with a displacement of up to 400 tons are being mass-built. A vessel with a displacement of 50 tons at a speed of 50 knots. 7500 hp need to be equipped with a power plant, and about 3500 hp is enough for its winged counterpart to achieve this speed From the ratio of the given capacities it can be seen how significant the power consumption is for the resistance to the movement of ordinary ships. Marine engines work only to increase the speed of movement of the vessel both in ordinary vessels and in hydrofoil vessels. Less power required in hydrofoil vessels is determined by lower resistance to movement of hydrofoil vessels.

Наиболее близким техническим решением является «Судно на подводных реактивных лыжах» (П.М. RU 27916) содержащее корпус, стойки и подводные крылья.The closest technical solution is the "Jet ski boat" (PM RU 27916) containing the hull, racks and hydrofoils.

Недостатком такого судна является то, для подъема судна на крылья не используется энергия сбрасываемой воды движителем (гребной винт, водометный движитель).The disadvantage of such a vessel is that the energy of the discharged water by the propulsion device (propeller, water jet propulsion) is not used to lift the vessel onto the wings.

Задача предлагаемого технического решения - снижение мощности энергетических установок судна.The objective of the proposed technical solution is to reduce the power of the ship’s power plants.

Сущность полезной модели заключается в том, что крыльевое устройство для судна на подводных крыльях включающее корпус, обтекаемую стойку, крыло при этом перед крылом установлен водометный движитель, соединенный обтекаемой стойкой с корпусом судна и двигателем в судне, и размещенной в обтекаемой стойке трансмиссией, а сопло водометного движителя выполнено в виде щели вдоль передней кромки крыла на всю его длину, дополнительно установлена пластина, на переднем ее крае по всей длине расположено сопло со щелью водометного движителя, при этом щель примыкает к поверхности пластины, а крыло плоской нижней линией профиля примыкает к пластине, а верхняя линия профиля имеет кривизну выпуклостью вверх.The essence of the utility model consists in the fact that the wing device for a hydrofoil vessel including a hull, a streamlined strut, the wing with a jet propelled in front of the wing, connected by a streamlined strut to the hull of the ship and the engine in the vessel, and a transmission placed in the streamlined strut, and the nozzle water jet propulsion is made in the form of a gap along the front edge of the wing over its entire length, an additional plate is installed, on its front edge along the entire length there is a nozzle with a slot of the water jet propulsion m, the gap adjoins the surface of the plate, and the wing with the flat lower profile line adjoins the plate, and the upper profile line has a curvature upward convexity.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 - показано крыльевой устройство, а на фиг.2 - крыльевой устройство с пластиной.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in Fig.1 - shows a wing device, and in Fig.2 - wing device with a plate.

Крыло 1 через обтекаемую стойку 2 закреплено на корпусе судна 3 (фиг 1). Перед крылом 1 установлен соединенный обтекаемой стойкой 4 с корпусом 3 с двигателем 5, размещенной в обтекаемой стойке 4 трансмиссией 6, водометный движитель 7, сопло 8, которого выполнено в виде щели вдоль передней кромки крыла 1 на всю его длину.The wing 1 through a streamlined rack 2 is mounted on the hull of the vessel 3 (Fig 1). In front of the wing 1 is installed connected streamlined rack 4 with the body 3 with the engine 5, placed in the streamlined rack 4 transmission 6, water jet 7, nozzle 8, which is made in the form of a gap along the front edge of the wing 1 for its entire length.

На фиг 2 показано аналогично устройство с дополнительно установленной пластиной 9. На переднем крае пластины 9, по всей ее длине расположено сопло 8 со щелью водометного движителя 7 и при этом щель примыкает к поверхности пластины 9. Крыло 1 плоской нижней линией профиля примыкает к пластине 9, а верхняя линия профиля имеет кривизну выпуклостью вверх.Fig. 2 shows a similar device with an additionally installed plate 9. On the front edge of the plate 9, along its entire length there is a nozzle 8 with a slot of the jet propulsion 7 and the slot adjacent to the surface of the plate 9. Wing 1 with its flat bottom profile line adjoins the plate 9 , and the top profile line has a curvature with a bulge up.

Устройство работает следующим образом. При работе водометного движителя 7 (фиг.1) от двигателя 5 через трансмиссию 6, размещенную в стойке 4 водяной поток выбрасывается из щели сопла 8 и обтекает крыло 1, создавая подъемную силу (по законам гидродинамики), направленную вверх. Судно приподнимается на крыльях. При работе основной энергетической установки, приводящей в движение гребной винт, судно перемещается в горизонтальном направлении. Дополнительную силу, действующую в горизонтальном направлении, судно 3 получает от водометного движителя 7. Такое крыльевой устройство может и не преследовать цель - полностью поднять судно на подводные крылья (для судов имеющих большое водоизмещение).The device operates as follows. When the water jet propulsion device 7 (Fig. 1) is operated from the engine 5 through a transmission 6 located in the rack 4, the water flow is ejected from the slot of the nozzle 8 and flows around the wing 1, creating a lifting force (according to the laws of hydrodynamics) directed upward. The ship rises on the wings. During the operation of the main power plant, which drives the propeller, the ship moves in the horizontal direction. The additional force acting in the horizontal direction, the vessel 3 receives from the jet propulsion device 7. Such a wing device may not pursue the goal of completely raising the hydrofoil (for ships with a large displacement).

При работе устройства (фиг 2) с пластиной 9 возникает большая подъемная сила, действующая на крыло 1, так как весь поток из сопла 8 идет под крылом 1. Под крылом 1, т.е. под пластиной 9 скорость потока щелевая, если судно 3 стоит или равна скорости передвижения судна.When the device (Fig. 2) operates with the plate 9, a large lifting force arises which acts on the wing 1, since the entire flow from the nozzle 8 goes under the wing 1. Under the wing 1, i.e. under the plate 9, the slotted flow velocity if the vessel 3 is at or equal to the speed of the vessel.

Наиболее приемлемой реализацией таких устройств будет для катамаранов с подводными крыльями, расположенными между корпусами и будет способствовать снижению потребляемой мощности, при сохранении прежней скорости.The most acceptable implementation of such devices will be for catamarans with hydrofoils located between the hulls and will help reduce power consumption, while maintaining the same speed.

Claims (2)

1. Крыльевое устройство для судна на подводных крыльях, включающее корпус, крыло и обтекаемую стойку, отличающееся тем, что перед крылом установлен соединенный обтекаемой стойкой с корпусом судна и двигателем в судне, размещенной в обтекаемой стойке трансмиссией, водометный движитель, сопло которого выполнено в виде щели вдоль передней кромки крыла на всю его длину.1. Wing device for a hydrofoil vessel, comprising a hull, a wing and a streamlined strut, characterized in that a wing is connected in front of the wing with a streamlined strut with the hull of the ship and the engine in the ship, placed in the streamlined strut with a transmission, a jet propulsion device, the nozzle of which is made in the form slots along the leading edge of the wing over its entire length. 2. Крыльевое устройство для судна на подводных крыльях по п.1, отличающееся тем, что дополнительно установлена пластина, на переднем ее крае по всей длине расположено сопло со щелью водометного движителя, и при этом щель примыкает к поверхности пластины, а крыло плоской нижней линией профиля примыкает к пластине, верхняя линия профиля имеет кривизну выпуклостью вверх.

2. The wing device for a hydrofoil ship according to claim 1, characterized in that the plate is additionally installed, a nozzle with a slot of the jet propulsion is located along its front edge along the entire length, and the slot adjoins the surface of the plate, and the wing has a flat bottom line the profile is adjacent to the plate, the upper profile line has a curvature with a bulge up.