НОСОВОЕ КРЫЛЬЕВОЕ УСТРОЙСТВО
FORWARD HYDROFOIL DEVICE

Область техники
Изобретение относится к области судостроения, а именно к носовому крыльевому устройству для судов на подводных крыльях, или носовому подводному крылу.
Уровень техники
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является крыльевое устройство, раскрытое в авторском свидетельстве СССР SU182544, 25.05.1966. Конструкция включает стартовое крыло, расположенное под ним ходовое крыло, и четыре крепежные стойки для индивидуального крепления крыльев к корпусу судна. Стартовое и ходовое крыло имеют V-образную форму и сегментный (плосковыпуклый) профиль в поперечном сечении со смещением наибольшей толщины к носу судна. При этом ходовое крыло характеризуется переменной килеватостью, при которой центральная часть крыла имеет больший угол килеватости по отношению к боковым частям.
Недостатком известной конструкции является сравнительно низкая жесткость и высокое гидродинамическое сопротивление крыльевого устройства.
Раскрытие сущности изобретения
Задачей заявленного изобретения является устранение недостатков аналогов, и разработка более эффективной с гидродинамической точки зрения конструкции носового крыльевого устройства, или носового подводного крыла, судна на подводных крыльях.
Технический результат изобретения заключается в снижении гидродинамического сопротивления носового крыльевого устройства при одновременном повышении устойчивости судна в поперечном направлении, а также повышении жесткости и прочности носового крыльевого устройства.
Поставленная задача решается, а указанный технический результат достигается в настоящем изобретении за счет того, что носовое крыльевое устройство содержит стартовое крыло V-образной формы, расположенное под ним ходовое крыло V-образной формы и крепежные стойки для соединения стартового крыла и ходового крыла с корпусом судна. Ходовое крыло включает боковые части и центральную часть, имеющую больший угол килеватости по отношении к боковым частям. Стартовое крыло и ходовое крыло имеют в поперечном сечении сегментный профиль со смещением наибольшей толщины по направлению к передней кромке соответствующего крыла. Крепежные стойки включают одну центральную и две боковые стойки, каждая из которых соединяет стартовое и ходовое крыло с образованием единой рамы, которая также содержит две дополнительные стойки, соединяющие ходовое крыло в местах его перехода центральной части и боковых частей со стартовым крылом. При этом боковые части ходового крыла имеют переменную хорду, увеличивающуюся по направлению к периферии ходового крыла.
Кроме того, поставленная задача решается, а указанный технический результат достигается в частных вариантах реализации изобретения, согласно которым стартовое крыло имеет больший угол атаки, чем ходовое крыло; центральная и боковые крепежные стойки имеют верхнюю часть трапецеидальной формы и нижнюю часть в форме параллелограмма; дополнительные стойки выполнены в форме параллелограмма.
Применение описанной рамной конструкции носового крыльевого устройства с центральной стойкой и дополнительными стойками в сочетании с геометрией крыльев позволяет существенно (около двух раз) увеличить жесткость и прочность ходового крыла в его центре, где находится перелом. В свою очередь, это позволяет использовать в области повышенной килеватости профили крыла, которые имеют существенно меньшие (около двух раз) высоту и хорду крыла. Применение таких профилей по сравнению с аналогичными известными крыльями позволяет существенно уменьшить общее гидродинамическое сопротивление носового крыльевого устройства на больших скоростях с одновременным повышением устойчивости судна в поперечном направлении, т.к. значительная часть участка ходового крыла с увеличенной килеватостью продолжает оставаться в погруженном состоянии при больших скоростях.
Краткое описание чертежей
Далее сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показан вид заявленного носового крыльевого устройства спереди;
на фиг. 2 показан вид заявленного носового крыльевого устройства сбоку;
на фиг. 3 показан разрез заявленного носового крыльевого устройства;
на фиг. 4 показана модель судна с заявленным носовым крыльевым устройством, вид спереди;
на фиг. 5 показана модель судна с заявленным носовым крыльевым устройством, вид сбоку,
на фиг. 6 показана модель судна с заявленным носовым крыльевым устройством, вид сзади под углом,
на фиг. 7 показана модель судна с заявленным носовым крыльевым устройством, вид снизу.
Элементы конструкции обозначены на фигурах следующими позициями:
1 – стартовое крыло;
2 – ходовое (маршевое) крыло;
3 – крепежная центральная стойка;
4 – крепежная боковая стойка;
5 – центральная часть ходового крыла;
6 – периферийная часть ходового крыла;
7 – дополнительная стойка;
8 – корпус судна.
Осуществление изобретения
Носовое крыльевое устройство (или носовое подводное крыло) предназначено для подъема носа судна над поверхностью воды в ходовом режиме, чем достигается уменьшение смоченной поверхности и соответственно уменьшение сопротивления корпуса.
Устройство содержит стартовое подводное крыло 1, ходовое (маршевое) подводное крыло 2 и пять стоек 3, 4, 7, соединяющих указанные крылья 1, 2 с образованием единой рамной конструкции.
Стартовое крыло 1 имеет V-образную форму с сегментным (плосковыпуклым) профилем в поперечным сечении и характеризуется смещением наибольшей толщины профиля к передней кромке стартового крыла, т.е. к носу судна (см. сечение на фиг. 3). Кроме того, стартовое крыло 1 характеризуется увеличенным углом атаки по сравнению с углом атаки ходового крыла 2.
Ходовое (маршевое) крыло 2 расположено под стартовым крылом 1 и имеет форму «чайка», или V-образную форму, с переменной килеватостью, так что центральная часть 5 ходового крыла 2 имеет больший угол килеватости по отношению к боковым частям 6 ходового крыла 2.
Центральная часть 5 и боковые части 6 ходового крыла 2 в поперечном сечении также имеют сегментный, плосковыпуклый профиль со смещением наибольшей толщины по направлению к передней кромке ходового крыла 2, т.е. к носу судна. При этом боковые части 6 ходового крыла 2 имеют переменную хорду профиля, которая увеличивается по направлению к периферии ходового крыла 2, т.к. к борту судна (см. фиг. 2, 7).
Крепежные стойки 3, 4 включают одну центральную стойку 3 и две боковые стойки 4, которые соединяют стартовое крыло и ходовое крыло 2 и обеспечивают их крепление к корпусу 8 судна. При этом в месте перехода боковых частей 6 к центральной части 5 ходового крыла (2) предусмотрены две дополнительные стойки 7, которые соединяют стартовое крыло 1 и ходовое крыло 2 без крепления к корпусу 8судна.
Крепежные стойки 3, 4 и дополнительные стойки 7 имеют по существу вертикальную ориентацию и параллельны направлению движения судна. Крепежные стойки 3, 4 имеют верхнюю часть трапецеидальной формы и нижнюю часть в форме параллелограмма. Дополнительные стойки 7 выполнены в форме параллелограмма.
При работе устройства, когда судно начинает движение, стартовое крыло 1 создает подъемную силу для выталкивания судна. При движении ходовое крыло 2 помогает судну удерживаться на поверхности воды, снижая сопротивление.