УСТРОЙСТВО ДИНАМИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ СУДНА

Полезная модель относится к области судостроения, в частности к области парусного судостроения.
Известна конструкция парусной яхты, которая для противодействия крену от давления ветра на паруса, оборудована качающимся килем, выполненным в виде плавника обтекаемого профиля с бульбом на конце, закрепленного в нижней части корпуса с возможностью поворота в плоскости перпендикулярной диаметральной плоскости (ДП) яхты и снабженного механизмом поворота (журнал «Катера и яхты» №1 (217), 2009 г., С.132-133).
К недостаткам такой конструкции относятся значительный вес киля, доходящий до 60% водоизмещения, большая осадка, резкое снижение сопротивления дрейфу при значительных углах поворота киля, значительное гидродинамическое сопротивление движению, которое вместе с рулем составляет 10-40% от общего сопротивления, что особенно не оправдано на полных курсах, когда кренящий момент и дрейф снижаются вплоть до исчезновения на фордевинде.
Известна конструкция парусной яхты, которая для повышения динамической устойчивости оснащена двумя горизонтальными крыльями несимметричного гидродинамического профиля, расположенными в герметичных отсеках корпуса ниже ватерлинии симметрично относительно диаметральной плоскости корпуса судна (журнал «Катера и яхты» №5 (221), 2009 г., С.16). Для противодействия крену во время движения из корпуса выдвигается наветренное крыло. При достаточной площади крыльев возможен отказ от качающегося киля, но сохраняется необходимость в устройстве, препятствующем дрейфу в виде плавникового киля или шверта.
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
Недостатками прототипа, не позволяющими достичь поставленной нами цели, являются: большая осадка, большой вес, высокое гидродинамическое сопротивление на полных курсах, более низкое гидродинамическое качество киля по сравнению со швертом несимметричного профиля, возможность оголения горизонтального крыла при ходе на волнении, чреватое опрокидыванием.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является снижение осадки, снижение гидродинамического сопротивления, снижение веса, увеличение безопасности.
Для достижения указанного технического результата в устройстве динамической стабилизации судна, включающем два шверта (крыла) несимметричного гидродинамического профиля, помещенных в швертовые колодцы, расположенные симметрично относительно диаметральной плоскости корпуса судна, и выполненные в виде тел вращения, например, цилиндров или бочкообразных тел установленных с возможностью поворота в седла, внутренняя поверхность которых совпадает с внешней поверхностью швертовых колодцев, а оси вращения образуют с диаметральной плоскостью и с плоскостью конструктивной ватерлинии углы, обеспечивающие возникновение подъемной силы на шверте при любом угле поворота.
Отличительным признаком предлагаемой полезной модели является выполнение швертовых колодцев в виде тел вращения помещенных с возможностью поворота в седла, внутренняя поверхность которых совпадает с внешней поверхностью швертовых колодцев, оси вращения образуют с диаметральной плоскостью и с плоскостью конструктивной ватерлинии углы, которые обеспечивают возникновение подъемной силы на шверте при любом угле поворота.
Благодаря наличию этих признаков расширяются функции швертов, которые кроме противодействия дрейфу обеспечивают создание откренивающего момента, тем самым создавая устройство для стабилизации движения парусного судна, то есть движения без крена и дрейфа.
Предлагаемое устройство динамической стабилизации судна, иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-6.
На фиг.1 показан вид сверху корпуса яхты.
На фиг.2 - поперечное сечение корпуса яхты.
На фиг.3 - боковая проекция корпуса яхты.
На фиг.4 - поперечное сечение яхты с видом на гидропривод поворота швертового колодца.
На фиг.5 - вид сбоку на швертовый колодец с приводом подъема-опускания шверта.
На фиг.6 - поперечное сечение швертового колодца с приводом подъема-опускания шверта.
Устройство динамической стабилизации судна 1 (фиг.1 - фиг.3) содержит шверты 2 (фиг.1 - фиг.6) несимметричного гидродинамического профиля, швертовые колодцы 3 в виде тел вращения, например цилиндров или бочкообразных тел (фиг.1 - фиг.6), седла 4 (фиг.4), гидродомкраты 5 привода поворота швертовых колодцев 3 (фиг.4), гидро-канатно-блочный привод подъема-опускания швертов 2, включающий шток 6, гидроцилиндр - 7, две пары блоков 8, троса 9, стойку 10 (фиг.5, фиг.6), угол α - угол проекции оси вращения швертового колодца 3 на плоскость конструктивной ватерлинии (КВЛ) с диаметральной плоскостью (ДП) корпуса судна 1, угол β - угол между проекцей оси вращения швертового колодца 3 на ДП корпуса судна 1и плоскостью КВЛ.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Для противодействия дрейфу подветренный шверт 2 с помощью гидродомкрата 5 поворачивается в вертикальное положение. Поскольку проекция оси вращения швертового колодца 3 на плоскость КВЛ составляет с ДП корпуса судна 1 угол α (см. фиг.1), подъемная сила возникающая на шверте 2 направлена в противоположную дрейфу сторону. Величина подъемной силы, возникающей на шверте 2 регулируется за счет его перемещения в швертовом колодце 3, осуществляемого гидро-канатно-блочным приводом подъема-опускания швертов 2 состоящим из гидроцилиндра 7, шток 6 которого закреплен на верхней стороне швертового колодца 3 и двух колец из троса 9 огибающих две пары блоков 8 размещенных на концах гидроцилиндра 7 и жестко соединенных с торцом шверта 2 с одной стороны и со стойкой 10 с другой стороны. Подобная конструкция позволяет поднимать шверт 2 на величину примерно в два раза превышающую ход штока 6 гидроцилиндра 7. Наветренный шверт 2 поворачивается при этом гидродомкратом 5 привода поворота швертовых колодцев 3 в положение близкое к горизонтальному. Проекция оси вращения швертового колодца 3 на ДП корпуса составляет с плоскостью КВЛ угол β (см. фиг.3) подъемная сила шверта 2 создает откренивающий момент. Регулирование величины откренивающего момента производится за счет перемещения шверта 2 в швертовом колодце 3 или путем изменения угла наклона шверта 2.
При смене галса ставший наветренным шверт 2 приводится в положение близкое к горизонтальному, а подветренный шверт 2 ставится вертикально. На полных курсах оба шверта 2 могут убираться внутрь корпуса для уменьшения гидродинамического сопротивления.