КОРПУС СУДНА-БУКСИРА

Полезная модель относится к области судостроения, а именно корпусному решению судна-буксира, и может быть использована в автономных судах-буксирах в условиях безэкипажного судовождения для безопасного выполнения швартовных операций морских транспортных средств (грузовых судов), в том числе, для обеспечения эскорта, раскантовки, с высокими показателями маневренности.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Современные судостроители и разработчики, такие как Damen, Abu Dhabi Ports, Robert Allan Ltd и другие, в процессе обоснования своих технологических решений, выделяют три поколения буксиров.
К первому поколению относятся традиционные буксиры, и все его предыдущие технологические решения за множество лет.
Второе - современные буксиры с полноворотными винторулевыми колонками (далее - ВРК) или азиподами (Azimuthing stern-drive tug - ASD - "Азимутальный буксир"), которые, как правило, располагались в районе кормы и попарно. Данное техническое решение повлияло на развитие внешнего вида корпуса. Был сформирован класс роторных буксиров {Rotor tug).
К третьему поколению можно отнести буксиры на базе активно развивающихся технологий безэкипажного судовождения (БЭС).
Известны следующие конструктивные решения по патентным документам.
Буксир-толкач (Патент РФ RU 2204500 С2, опубл. 20.05.2003)
Изобретение относится к судостроению, в частности к конструкции буксиров-толкачей. Буксир-толкач содержит корпус со смонтированными на торце носовой части двумя упорами и сцепной замок с захватными клешнями. Буксир-толкач снабжен обтекателем. На внешней боковой поверхности каждого упора размещена направляющая. Обтекатель имеет в плане форму стрелы. Направляющие выполнены в виде полосы. На каждой боковой поверхности обтекателя вырезана продолговатая щель для направляющей. Направляющие установлены перпендикулярно к боковой поверхности обтекателя. Днище обтекателя выполнено с языком, прикрывающим торец носового участка корпуса. Достигается уменьшение сопротивления движению буксира-толкача при ходе без баржи.
Морское судно с подвижным килем (патенту №WO 2009109697).
Основной идеей изобретения является сохранение основного принципа киля при одновременном уменьшении боковой площади при маневрах бокового шага и при этом киль играет активную роль в маневрировании морского судна. Это может быть расширено путем предоставления морскому судну всенаправленной двигательной установки и килевой компоновки, имеющей активную килевую установку с первым активным килем и вторым активным килем, которые оба являются вращающимися членами киля.
Корпус и киль ( WO 2001038166).
Задачей данного изобретения является обеспечение конструкции корпуса и киля, которая решает проблему фиксированного балластного водоизмещения лодок, создающих носовые и кормовые волны, которые взаимодействуют для ограничения максимальной скорости корпуса через воду, как описано выше. Это цель сделать это без чрезмерной ширины, без ограничений по размеру и с возможностью вернуться в вертикальное положение после опрокидывания.
Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает корпус и киль, в которых киль имеет достаточную плавучесть для поддержки любого балласта и достаточную дополнительную плавучесть для поддержания веса корпуса, к которому он прикреплен, так что корпус опирается на поверхность воды или вблизи нее.
Плавучесть может быть такой, что корпус располагается чуть выше или чуть ниже поверхности воды. Тем не менее, предпочтительно, чтобы он опирался на поверхность воды или просто на ней, а не в ней.
Известно изобретение по патенту US 20150191224, относящееся к конструкции буксира, а конкретно, к усовершенствованной оболочке буксира, предназначенного для буксировки и маневрирования судов или им подобных судов, а также для оказания помощи судам, которым угрожает опасность из-за повреждений или несчастных случаев.
Изобретение по патенту US 20190283850 относится к буксиру, имеющему азимутальные гребные установки.
В рамках настоящего изобретения под выражением «азимутальная гребная установка» подразумевается гребная установка, направление движения которой в горизонтальном направлении может изменяться на 360°. Такие азимутальные гребные установки уже известны сами по себе, например, в виде сопла, в нем расположенного пропеллера.
К буксиру предъявляются особые требования в отношении тяги и маневренности. Например, желательно, чтобы буксир не только производил тяговую силу в прямом, но и в заднем направлении и даже в боковом направлении, хотя тяговая мощность, производимая в боковом направлении, будет меньше, чем тяговая мощность, производимая в продольном направлении.
Известно, что буксир имеет три азимутальные гребные установки. Два азимутальных гребных агрегата предусмотрены в первом продольном положении, на противоположных сторонах средней плоскости буксира. Третий азимутальный гребной агрегат расположен в продольном положении, отличном от продольных положений указанных двух азимутальных гребных агрегатов. В этом известном буксире, который известен в полевых условиях как буксир Ротор, каждый гребной агрегат имеет гребной вал и главный вал. Гребной винт может вращаться вокруг главного вала не менее чем на 360 градусов, а главные валы простираются параллельно друг другу, в вертикальном направлении, когда буксир находится на одном уровне.
Известен буксир по патенту СА 2144460. Во время буксировки сопровождения буксир предназначен для оказания помощи на высокой скорости в управлении и остановке судна, которым необходимо помочь с помощью буксирного троса, идущего от буксировочной лебедки и подключенного к судну, на которое оказывается помощь. Во время работы в гавани буксир может быть применен к обычным задачам буксировки и буферизации.
Кроме того, разработка буксиров нового типа была необходима для оказания помощи и сопровождения танкеров в опасных и прибрежных водах, т.е. вне безопасных гаваней.
Общими недостатками описанных конструкций является то, что они неспособны осуществить тяговое усилие лагом, отсутствует возможность быстрого маневрирования, а также имеет место высокий риск кавитации.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА
Технической задачей, на которую направлена предлагаемая полезная модель, является обеспечение безопасного и быстрого выполнения морских маневров (эскорта, раскантовки, швартовки-отшвартовки) при осуществлении автономного управления, не требующего участия людей непосредственно на борту судов.
Техническая задача достигается тем, что предложен корпус судна-буксира, включающий судовой набор в виде двух бортов, жестко соединенных с днищем, одинаковые по конструктивному исполнению, идентичные бак и корму, жестко соединенные с остальными частями судового набора, обводы корпуса выполнены с учетом рассекаемого потока воды при движении вперед и потока, создаваемого винторулевой колонкой, в днище корпуса диаметрально симметрично выполнены сквозные отверстия для размещения винторулевых колонок, причем одно выполнено ближе к баку, а другое - к корме, к днищу крепится килевая конструкция с вертикальной и горизонтальной частями, имеющая в сечении вид перевернутой буквы Т, вертикальная часть которой одной поверхностью крепится к днищу корпуса, а другой - к горизонтальной части, при этом вертикальная часть килевой конструкции выполнена с вогнутыми боковыми торцами, а горизонтальная часть представляет собой ромб с усеченными вершинами, геометрическое расположение отверстий для размещения винторулевых колонок определяется с учетом килевой конструкции, прикрепленной к днищу, а килевая конструкция выполнена по всей длине днища корпуса между отверстиями для размещения винторулевых колонок, рядом с которыми находятся отверстия для водометной системы, расположение и форма которых выполнены с учетом физических и геометрических параметров всех остальных элементов корпуса и узлов судна-буксира.
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
Технический результат заключается в том, что предлагаемая конструкция корпуса судна-буксира позволяет осуществлять безопасное движение во всех направлениях, в частности лагом, компенсируя разные виды качек и выполняя маневры без привязки к наличию бака и кормы в виду их идентичности. Результат достигается возможностью расположения винторулевых колонок в диаметральной плоскости судна, что обеспечивает выполнение всех необходимых маневровых характеристик в автономном режиме
Технический результат достигается благодаря взаимосвязи всех технологических решений при строительстве судна-буксира для достижения максимально выгодных гидродинамических характеристик при выполнении морских маневров.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
В предлагаемой конструкции корпуса судна-буксира реализована концепция разработки азимутального судна-буксира с возможностью работы в условиях автономного и дистанционного судовождения без экипажа на борту, с возможностью выполнения всех вариантов морских маневров быстро, безопасно, а также осуществлять значительные тяговые усилия при разнообразных положениях винторулевых колонок (ВРК), отвечающим только одному условию - находиться в диаметральной плоскости днища судна-буксира.
Широкий выбор положения ВРК относительно диаметральной плоскости и друг друга при расположении их в кормовой части получить невозможно. Расположение ВРК в диаметральной плоскости расширяет выбор маневров и тяговых усилий.
За счет возможности расположения ВРК в диаметральной плоскости получаем:
возможность использования положения ВРК без ограничений, что позволяет осуществлять все возможные морские маневры с разным положением ВРК относительно друг друга и в диаметральной плоскости;
отсутствие при развороте на месте радиуса вращения равного длине корпуса судна-буксира;
возможность удерживания судна-буксира на курсе без частого подруливания за счет равномерного усилия из-за расположения ВРК в диаметральной плоскости как при прямом движении, так и при лаговом (бортом).
быстрый подход и отход лагом, а также высокое тяговое усилие при прижимании большей площадью корпуса, чем баком;
отсутствие привязки к корме и баку во время маневров;
низкий риск кавитации;
при использовании автоматического швартовного устройства как поворотного на баке и корме, так и стационарного бортового, отсутствует неравномерная нагрузка на конструкцию и узлы всего судна-буксира которое характерно для расположения ВРК в корме;
данное решение снижает негативное влияние на винт, которое характерно для парного расположения винторулевых колонок в корме из-за гидродинамического влияния друг на друга.
Одинаковые по конструктивному исполнению, идентичные бак и корма дают сокращение времени маневрирования за счет конструктивной привязки, например, при работе на укол, а также, чтобы обеспечить высокие маневровые характеристики, в частности при движении лагом и развороте на месте с сокращением времени на выполнение самих маневров.
Положительный эффект от расположения винторулевых колонок в диаметральной плоскости судна и идентичных бака и кормы, усиливает оснащение судна-буксира специальной килевой конструкцией, которая имеет вертикальный гребень, напоминающий классический киль и вертикальную симметрическую плоскость в нижней части горизонтальной по обе его стороны, которая обеспечивает ровное движение лагом, компенсирует все виды качек и рысканье и нейтрализует влияние на волне, а так же горизонтальная часть киля является вспомогательным упором подходе
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображены:
На фиг. 1 - представлен основной вид судна-буксира.
На фиг. 2 - представлен вид снизу судна-буксира.
На фиг. 3 - представлен вид спереди.
На фиг. 4 - представлено изометрическое изображение.
На фиг. 5 - представлен вид килевой конструкции.
На фиг. 6 - представлено изображение сечения килевой конструкции.
Устройство содержит
1 - корпус судна,
2 - килевая конструкция,
3 - отверстия для винторулевая колонка в диаметральной плоскости судна,
4 - отверстия водометной системы,
5 - идентичные бак и корма,
6 - горизонтальная часть киля,
7 - вертикальная часть киля.
Устройство работает следующим образом.
При движении судна корпус разрезает поток воды и за счет обводом создает оптимальные гидродинамические условия. При движении вперед поток, создаваемый передней ВРК, разрезается вертикальной часть килевой конструкции и создает усилие образованным между днищем корпуса и горизонтальной частью, а задняя ВРК создает стандартное усилие. Горизонтальная и вертикальные части килевой конструкции компенсируют качки при любых движениях и рысканье. При лаговом движении ВРК необходимо развернуться на 90 градусов, а для полного разворота на месте одна ВРК перекладывается в одну сторону, а вторая в обратную. Для движения не линейно, ВРК необходимо переложить в соответствующее направление для создания необходимого потока. В совокупности все конструктивные решения и обеспечивают описанные маневры (движение). В случае выхода из строя ВРК в корпусе предусмотрены отверстия для оснащения судна-буксира водометной установкой. Подобная комбинация корпусных решений обеспечивает безопасное и оптимальное выполнение морских маневров судна и в автономном режиме без экипажа на борту.
НАДЕЖНОСТЬ УСТРОЙСТВА
Надежность устройства была подтверждена экспериментами.
С целью обоснования жесткости конструкции, был произведен эксперимент, описывающий состояние и поведение узлов при разных нагрузках на статику и устойчивость в зависимости от конструкции самого судна, от района плавания, расположения элементов и т.п., а также от выбранного материала для килевой конструкции.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
ОПИСАНИЯ ЗАРУБЕЖНЫХ ПАТЕНТОВ-АНАЛОГОВ.
WO 2009109697 - МОРСКОЕ СУДНО С ПОДВИЖНЫМ КИЛЕМ
Морские суда, в данном случае особенно буксиры, снабжены килем для обеспечения курсовой устойчивости, генерации рулевого усилий и демпфирования крена. В настоящее время так называемые ASD (Azimuthing Stern Drive) и обычные буксиры снабжены килем, простирающимся более или менее по длине корпуса. Эти кили имеют низкое соотношение сторон, что делает их неэффективными в качестве подъемных поверхностей, а поскольку они фиксированы и по-прежнему имеют большую поперечную площадь, они значительно снижают возможность бокового шага. Так называемые tractor Escort Tug Boats снабжены либо циклоидальным винтом (VSP - Voith Schiffstechnik Cycloidal Propeller), либо Z-приводом в носовой части и большим фиксированным килем на корме, обеспечивающим рулевое усилие. Несмотря на некоторое улучшение демпфирования крена в открытом море, обход значительно сокращается, учитывая экстремальное положение плавника по отношению к центру тяжести и тяговой тяге.
Целью настоящего изобретения является избежание вышеупомянутых проблем и достижение морского судна с улучшенной маневренностью и превосходными мореходными характеристиками.
Основной идеей изобретения является сохранение основного принципа киля при одновременном уменьшении боковой площади при маневрах бокового шага и при этом киль играет активную роль в маневрировании морского судна. Это может быть расширено путем предоставления морскому судну всенаправленной двигательной установки и килевой компоновки, имеющей активную килевую установку с первым активным килем и вторым активным килем, которые оба являются вращающимися членами киля.
Киль или активный киль, не является рулем. Руль влияет только на рыскание судна, на котором он используется. Кроме того, руль создает только поворотную силу вокруг центра тяжести судна.
Особым преимуществом в буксирной эксплуатации является то, что киль играет активную роль в применении рулевого усилий к обслуживаемом судну. Активный киль действует преднамеренно по отношению к точке буксировки морского судна.
Под определением активного подразумевается, что активная килевая единица в целом, т.е. первый и второй активные элементы киля, не являются фиксированными, но что их можно перемещать, т.е. вращать вокруг вертикальной оси вращения относительно осевой линии, или килевой линии, морского судна. Таким образом, активный килевой блок является вращательной килевой единицей. Активный килевой блок расположен ниже обычно более или менее плоского дна морского судна. Активный килевой блок влияет как на рыскание, так и на раскачивания морского судна.
Расположив первый активный элемент киля и второй активный элемент киля независимо друг от друга, гидродинамическая среда для первого элемента киля может быть улучшена с целью повышения эффективности маневрирования. Регулировка направления, т.е. угла атаки индивидуально для каждого активного члена киля может быть достигнута оптимальная величина подъема.
В связи с морским судном, традиционно имеющим длинный киль с низким соотношением сторон, например, буксир ASD, активная килевая единица предпочтительно включает в себя первый активный элемент киля и второй активный элемент киля. Поскольку элементы киля находятся близко друг к другу и выровнены вдоль центральной линии судна, они оказывают гидродинамическое влияние друг на друга. Элемент кормового активного киля столкнется с потоком с другим углом атаки, чем член активного киля вперед, поскольку активный элемент киля вперед может влиять на направление потока. Таким образом, активный киль-мембер может перемещаться, т.е. вращаться вокруг вертикальной оси вращения относительно осевой линии, или килевой линии, морского судна. Таким образом, активные члены киля являются ротационными членами киля.
При вращении активных элементов киля угол атаки киля по отношению к потоку воды может отличаться от угла атаки корпуса судна. Это позволит буксиру генерировать больше боковой подъемной или ломаной мощности с меньшим углом атаки для самого буксира. Следовательно, это позволит буксиру в режиме сопровождения работать с носом ближе к направлению головы. Преимущество будет видно в лучшем управлении и остойчивости буксира в заданных рабочих ситуациях.
Активная килевая единица, состоящая, например, из первого активного члена киля и второго активного члена киля, предпочтительно снабжена опорной рамой, ускользающей от члена поддержки вперед, продольного опорного элемента и кормового опорного элемента. Опорная рама обеспечивает средства защиты и устойчивости в связи с стыковкой и возможными ситуациями столкновения.
Обеспечивая первый активный элемент киля и второй активный элемент киля общей опорной плитой, гидродинамическая среда для обоих элементов киля может быть улучшена с целью увеличения подъемной силы. Общая опорная плита может выступать в качестве концевой пластины или законцовочного крыла для секций крыла килевого элемента.
Активные элементы киля могут быть повернуты в поперечное положение, чтобы свести к минимуму сопротивление боковому движению буксира, чтобы обеспечить лучшую возможность бокового шага, чем это может быть достигнуто с фиксированным килем, обеспеченным той же площадью.
Таким образом, всенаправленная силовая установка, например управляемая силовая установка, такая как управляемое подруливающее устройство, или циклоидальный винт, обеспечивает основное усилие рулевого управления для морского судна.
Такое положение выгодно ввиду увеличения косвенного буксирного усилия при работе буксира в режиме сопровождения. Таким образом, угол активных элементов киля может быть легко скоординирован для обеспечения максимальной подъемной силы и, следовательно, рулевого усилий буксира для данного буксирного судна. Это также обеспечивает безопасное сопровождение на высоких скоростях путем обеспечения корректирующих усилий рулевого управления или торможения, например, при буксировке автоцистерн на скорости около 10 узлов и более. Это является преимуществом, поскольку буксиры, которые обычно предназначены для сопровождения на таких высоких скоростях, менее маневренны из-за их фиксированных килей. В случае, если активный киль принимает форму двух килей, заменяющих один, фиксированный, низкокачественный киль, килевая система согласно изобретению обеспечивает заметное преимущество более высокой эффективности подъема, чем у одного фиксированного киля. Это позволяет буксирам, которые обычно предназначены для работы на низкой скорости, т.е. по своей сути буксирам ASD, выполнять сопровождение на более высокой скорости за счет способности развивать более высокие усилия рулевого управления.
Поскольку активные элементы киля выровнены вдоль центральной линии судна, они оказывают гидродинамическое влияние друг на друга. Регулируя направление, т.е. угол атаки индивидуально для каждого активного члена киля, можно достичь оптимального количества подъемной силы.
При вращении активных элементов киля угол атаки активного килевого блока по отношению к потоку воды может отличаться от угла атаки корпуса судна. Это позволит буксиру генерировать больше боковой подъемной или ломаной мощности с меньшим углом атаки для самого буксира. Следовательно, это позволит буксиру в режиме сопровождения оперировать носовой частью ближе к направлению движения. Преимущество будет видно в лучшем управлении и остойчивости буксира в заданных рабочих ситуациях.
В этом варианте осуществления всенаправленная силовая установка обычно будет представлять собой управляемую двигательную установку (не показанную) либо на переднем, либо на кормовом конце морского судна. Морское судно может быть даже снабжено множеством таких силовых установок, как на переднем, так и на кормовом конце морского судна. Таким образом, управляемый двигательный блок, такой как управляемое подруливающее устройство, обеспечивает основное усилие рулевого управления для морского судна.
Поскольку килевые элементы выровнены вдоль центральной линии морского судна, они оказывают гидродинамическое влияние друг на друга. Регулируя направление, т.е. угол атаки индивидуально для каждого активного члена киля, можно достичь оптимального количества подъемной силы.
При вращении активных элементов киля угол атаки активного килевого блока по отношению к потоку воды может отличаться от угла атаки корпуса судна. Это позволит буксиру генерировать больше боковой подъемной или ломаной мощности с меньшим углом атаки для самого буксира. Следовательно, это позволит буксиру в режиме сопровождения оперировать носовой частью ближе к направлению движения. Преимущество будет видно в лучшем управлении и остойчивости буксира в заданных рабочих ситуациях.
WO 2001038166 - КОРПУС И КИЛЬ
Традиционно лодки полагались на балласт внутри лодки или тяжелый внешний киль в сочетании с шириной корпуса, чтобы противостоять опрокидывающим силам и обеспечивать способность к самовосстановлению. Добавленный вес означает, что для перемещения корпус лодки должен вытеснить воду, на которой она плавает, вокруг корпуса. Это смещение воды создает носовую волну в передней части лодки, кормовую волну в задней части лодки и впадину между двумя волнами. Взаимодействие этих двух волн ограничивает максимальную скорость лодки по воде, так как по мере увеличения скорости корпуса увеличиваются, размеры носовых и кормовых волн также увеличивается, и лодка оседает глубже в созданное желоб и не может убежать. Как правило, максимальная скорость в узлах водоизмещающего корпуса этого типа представляет собой коэффициент квадратного корня его длины водяного в футах. На сегодняшний день существует два метода преодоления этого ограничения скорости корпуса. Первый метод заключается в проектировании длинных узких корпусов, поскольку общее правило не применяется к корпусам, длина которых превышает в пять раз ширину, поскольку эти узкие корпуса прорезают воду, не создавая кормовых волн, которые могут взаимодействовать. Однако по отдельности эти корпуса не обеспечивают большого сопротивления опрокидывающим силам, поэтому два или три корпуса используются вместе, и как правило, не используют балласт (катамараны и тримараны). Недостатками такого расположения являются чрезмерная ширина и отсутствие возможности вернуться в вертикальное положение после опрокидывки. Второй метод заключается в проектировании корпусов с плоскими поверхностями и без фиксированного балласта, лодки могут перестать быть водоизмещающими типами, имея возможность вылезти из желоба на носовую волну и скользить или плоскость по поверхности воды. Недостатки этой компоновки заключаются в том, что размер ограничен из-за отсутствия фиксированного балласта с легкой конструкцией и снова отсутствия возможности вернуться в вертикальное положение после опрокидывая.
Задачей данного изобретения является обеспечение конструкции корпуса и киля, которая решает проблему фиксированного балластного водоизмещения лодок, создающих носовые и кормовые волны, которые взаимодействуют для ограничения максимальной скорости корпуса через воду, как описано выше. Это цель сделать это без чрезмерной ширины, без ограничений по размеру и с возможностью вернуться в вертикальное положение после опрокидывания.
Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает корпус и киль, в которых киль имеет достаточную плавучесть для поддержки любого балласта и достаточную дополнительную плавучесть для поддержания веса корпуса, к которому он прикреплен, так что корпус опирается на поверхность воды или вблизи нее. Плавучесть может быть такой, что корпус располагается чуть выше или чуть ниже поверхности воды. Тем не менее, предпочтительно, чтобы он опирался на поверхность воды или просто на ней, а не в ней.
Длина киля превышает в пять раз ширину киля, чтобы предотвратить создание на носу и корме волн, которые могут взаимодействовать для ограничения максимальной скорости. То есть общая длина киля в пять раз больше ширины киля в его самой широкой части. (Скорость изменения ширины киля по его длине может следовать обычной практике). Предпочтительно, там, где корпус и киль встречаются, корпус по обе стороны киля должен находиться как можно ближе к горизонтальной плоской плоскости на поверхности воды или вблизи нее. Эффект этого заключается в том, чтобы сгладить любые волны, которые может создать киль, и позволить корпусу обеспечить немедленное сопротивление силам опрокидывания. Ширина этих поверхностей будет варьироваться в зависимости от конкретной конструкции. Альтернативно, в некоторых конструкциях эти поверхности могут проявлять некоторую кривизну или наклон, которая отходит от плоской горизонтальной плоскости.
Предпочтительно корпус и киль должны быть изготовлены из самых легких доступных строительных материалов для лодок, таких как пластмассы, армированные углеродными или стеклянными волокнами, или дерево или сталь или комбинация этих или других материалов.
US 20150191224 - БУКСИР
Настоящее изобретение относится к усовершенствованной оболочке буксира, предназначенного для буксировки и маневрирования судов или им подобных судов, а также для оказания помощи судам, которым угрожает опасность из-за повреждений или несчастных случаев.
Указанный буксир включает в себя неглубокий корпус, симметричный как поперечно, так и продольно, который имеет плоское дно и вертикальные стороны, соединенные с указанной нижней частью двойным поддоном, части на носу и корме, симметрично наклоненные вверх от указанного плоского дна, и в целом прямоугольный профиль, если смотреть в плане, с плоскими прямыми концами и плоскими прямыми сторонами, соединенными закругленными краями.
Кроме того, указанный буксир содержит всенаправленные подруливающие средства, которые поддерживаются наклонными частями указанного корпуса и простираются ниже уровня указанной нижней части и средств защиты (кили или скег), которые поддерживаются указанным корпусом и простираются нижеуказанных подруливающих средств и центрированы относительно центральной линии носа и кормы указанного корпуса.
Однако упомянутый известный буксир имеет некоторые недостатки.
Первый недостаток заключается в том, что указанный буксир имеет днище (т.е. часть корпуса, предназначенную для погружения), которая является плоской и имеет низкую осадку, с тем, чтобы поток воды мог перемещаться без помех гребными винтами движителей, которые должны отвечать следующим двум требованиям.
Первое требование к указанному буксиру связано с глубиной корпуса, которая должна быть меньше по сравнению с длиной буксира, как правило, 1,8 м, и движителями, которые полностью выступают из указанной плоскости под корпусом в течение других 3 м.
Что касается конкретно первого требования, то днище указанного буксира представляет собой плоский киль, с тем чтобы поток воды не нарушался гребными винтами.
Второй недостаток, связанный с тем, что днище является плоским и с малой осадкой, дает тот факт, что указанный буксир не оказывает требуемого сопротивления боковому перетаскиванию, когда он занимается буксировкой или сопровождением.
Еще одним недостатком этого буксира является сложность передачи энергии на судно, которое буксируется/толкается, когда оно находится рядом с ним. В такой ситуации буксир имеет свою продольную ось, параллельную оси толкаемого/буксируемого судна, и в случае, если он использует всю номинальную мощность двигателей, не имея опоры в подводной части, а только на уровне резинового крыла, размещенного на сдвиговом страйке, испытывает трудности для толкания этого судна, потому что сила, приложенная движителями в точке оказания, рискует перевернуть буксир, создавая высокий опрокидывающий момент. В качестве примера следует учитывать, что тяга, оказываемая буксиром 60-тонным тяжением на фиксированную точку напряжения, если она приложена сбоку, когда буксир сопровождает судно во время маневрирования, вызовет опрокидывающий момент, по меньшей мере равный результату умножения 60 тонн на 3,5 метра (расстояние между центром гребных винтов и точкой напряжения), что неприемлемо для такого буксира.
US 20190283850- БУКСИР
Изобретение относится к буксиру, имеющему азимутальные гребные установки.
В рамках настоящего изобретения под выражением «азимутальная гребная установка» подразумевается гребная установка, направление движения которой в горизонтальном направлении может изменяться на 360°. Такие азимутальные гребные установки уже известны сами по себе, например, в виде сопла, в нем расположенного пропеллера.
К буксиру предъявляются особые требования в отношении тяги и маневренности. Например, желательно, чтобы буксир не только производил тяговую силу в прямом, но и в заднем направлении и даже в боковом направлении, хотя тяговая мощность, производимая в боковом направлении, будет меньше, чем тяговая мощность, производимая в продольном направлении.
Известно, что буксир имеет три азимутальные гребные установки. Два азимутальных гребных агрегата предусмотрены в первом продольном положении, на противоположных сторонах средней плоскости буксира. Третий азимутальный гребной агрегат расположен в продольном положении, отличном от продольных положений указанных двух азимутальных гребных агрегатов. В этом известном буксире, который известен в полевых условиях как буксир Ротор, каждый гребной агрегат имеет гребной вал и главный вал. Гребной винт может вращаться вокруг главного вала не менее чем на 360 градусов, а главные валы простираются параллельно друг другу, в вертикальном направлении, когда буксир находится на одном уровне.
Как правило, целью изобретения является обеспечение буксира, который в отношении вышеупомянутых аспектов работает лучше, чем буксиры, известные до сих пор.
Целью изобретения является обеспечение буксира, который может производить большую мощность, чем буксиры типа роторного буксира, известные до сих пор, без увеличения осадки. Целью изобретения является обеспечение буксира, который может производить такую же мощность, как и буксиры типа роторного буксира, известные до сих пор, при этом осадка уменьшается. В известных буксирах увеличение мощности может быть реализовано за счет использования двух более сильных гребных агрегатов, но следствием этого является то, что размеры гребных агрегатов также увеличиваются, что отрицательно сказывается на осадке корабля.
Для того чтобы реализовать вышеуказанные цели, буксир по настоящему изобретению может иметь три азимутальных гребных блока, рассматриваемых сверху, лежать по треугольному рисунку, при этом по меньшей мере основная ось двух таких гребных агрегатов на противоположных сторонах средней секционной плоскости буксира простирается под углом относительно вертикальной линии, когда буксир находится в ровном положении. Такой угол предпочтительно образован или включает угол со средней плоскостью сечения буксира. Такой угол может быть образован или включать угол в плоскости, параллельной указанной плоскости среднего сечения.
СА 2144460 - БУКСИР
Во время буксировки сопровождения буксир предназначен для оказания помощи на высокой скорости в управлении и остановке судна, которым необходимо помочь с помощью буксирного троса, идущего от буксировочной лебедки и подключенного к судну, на которое оказывается помощь. Во время работы в гавани буксир может быть применен к обычным задачам буксировки и буферизации.
Кроме того, разработка буксиров нового типа была необходима для оказания помощи и сопровождения танкеров в опасных и прибрежных водах, т.е. вне безопасных гаваней.
Для таких, так называемых эскортных буксиров, устанавливаются совершенно разные буксиры по сравнению с обычными портовыми буксирами. Во-первых, скорость сопровождения эскортного буксира должна быть не менее высокой, чем самая низкая рабочая скорость танкера. Наиболее экономичной скоростью сопровождения является самая высокая разрешенная рабочая скорость для танкеров в определенном районе или, если таких ограничений не существует, самая высокая разрешенная скорость, при которой незаконный оборот является безопасным. На практике это означает, что скорость сопровождения может составлять даже от 13 до 14 узлов. Соответственно, буксир должен на этой скорости иметь возможность выполнять свои задачи по сопровождению, а также просто следовать за танкером на этой скорости. Кроме того, эскортный буксир должен быть в состоянии функционировать в любое время погоды. Такие предпосылки требуют, чтобы эскортный буксир мог функционировать во всех мыслимых направлениях и, при необходимости, он должен быть в состоянии изменить направление на максимальной скорости. Кроме того, эскортный буксир, подобный этому, должен обладать максимальной тяговой силой. Ввиду таких требований единственным полезным двигательным аппаратом в нынешних эскортных буксирах является, по сути, гребное средство, способное развернуться вокруг 360 и обладающее большой тяговой тягой.
В первую очередь в этой области техники известны два типа буксиров, подходящих для буксировки сопровождения, один из которых представляет собой так называемый тракторный буксир, в котором буксировочная лебедка расположена на кормовой палубе и в котором гребные средства были расположены на передней стороне буксировочной лебедки, ближе к носу судна. Другой тип представляет собой так называемый кормовой приводной буксир, в котором буксировочная лебедка размещена на носовой палубе и в которой гребные средства были расположены в корме судна. Таким образом, тракторные буксиры и буксиры сопровождения с кормовым приводом представляют собой самые современные технологии. Недостатком, особенно связанным с буксиром с кормовым приводом, является то, что, хотя площадь боковой поверхности корпуса его корпуса довольно велика, она не выгодна с точки зрения его формы, а точка приложения силы расположена слишком далеко назад, так что поперечные силы трудно достичь.
С другой стороны, коробчатый киль или пластинчатый киль часто использовался для улучшения курсовой устойчивости на обычных судах, но не в буксирах.
Соответственно, целью настоящего изобретения является предоставление нового буксира для сопровождения буксировки и/или использования в гавани, при этом достигается улучшение по сравнению с проектами уровня техники.
Для реализации данной цели, в изобретении, для улучшения остойчивости буксира и буксировочных, рулевых и эквивалентных свойств, которые буксиром должен оказывать помощь, устраивается буксировочное проход или эквивалент, через которое буксируется тяговая сила буксирного троса, соединенного с буксировочной лебедкой прогноза, к судну, которому необходимо оказать помощь. Буксировочное люверс расположено в соответствии с углом буксировки и в непосредственной близости от плоскости палубы или в плоскости палубы. Корпус буксира имеет такую форму, что гидродинамическая точка приложения корпуса может быть обеспечена вверх и до примыкания буксирующего люверса или его эквивалента с целью снижения крутящего момента буксира и приближения силы троса и гидродинамической силы в продольном направлении друг к другу.