Надувная моторная лодка со спонсонами и водоводными каналами

Полезная модель относится к средствам передвижения по воде, в частности к надувным лодкам с подвесными движителями, и предназначена для использования на водоемах с различной глубиной, в том числе на мелководье.
При создании надувных моторных лодок решается техническая проблема, связанная с безопасностью плаванья, в том числе по мелководью в качестве одного из сложных условий, в которых может оказаться судно в процессе эксплуатации. При плавании по мелководью опасность создают факторы природного происхождения (например, камни, растительность и т.п.), в том числе пороги, так и привнесенных вследствие деятельности человека (например, части строительных конструкций, бревна на лесосплавных реках и т.п.).
Известны конструкции надувных моторных лодок, включающих корпус U-образной формы, образованный незамкнутым контуром надувных бортов и носовой части, днище, выполненное килеватым с использованием формообразующих перегородок, и транец (RU 109735, RU 138845, RU 2599293).
Однако выполнение днища килеватым не дает преимуществ при плавании по мелководью вследствие эффекта присасывания днища лодки к поверхности воды, обусловленной работой водометного движителя с водозаборником.
Из патента RU 145840 известна надувная моторная лодка, включающая корпус U-образной формы, образованный незамкнутым контуром надувных бортов и носовой части, транец и днище с выполненным в нем осесимметричным продольным пазом, выполняющим функцию водоводного канала с П-образным поперечным сечением, при этом высота паза равномерно увеличивается от носа лодки к корме.
Использование надувной моторной лодки, созданной для эксплуатации на малых глубинах без риска повреждения гребных винтов подвесных лодочных двигателей, не обеспечивает безопасность в полной мере. Данный вывод основан на возможной осадке кормовой части лодки. Кроме того, выполнение водоводного канала прямоугольной конфигурации в поперечном сечении является причиной для образования завихрений потоков воды в угловой области, препятствующей формированию плотного потока воды, отрицательно влияющего на работу движителя.
Вышеуказанные аналоги характеризуются низкой степенью безопасности с точки зрения возможности повреждения днища или формообразующих перегородок.
В качестве ближайшего аналога выбрана надувная моторная лодка по патенту RU177429, включающая корпус U-образной формы, образованный незамкнутым контуром надувных бортов и носовой части, транец и днище с выполненным в нем осесимметричным продольным пазом, выполняющим функцию водоводного канала. В поперечном сечении паз выполнен сводчатой формы, а в продольном сечении данный паз выполнен состоящим из двух участков, один из которых имеет плоскую горизонтальную поверхность, плавно переходящую с уменьшением глубины во второй наклонный участок, имеющий в продольной проекции вид кривой, наподобие параболы, также плавно сопряженной с днищем в направлении к носу лодки.
Известное техническое решение, обладая несомненным достоинством для оптимизации размещения подвесного движителя при предотвращении эффекта присасывания ко дну и равномерности распределения скоростей в потоке, проходящим через водоводный канал в направлении движителя, тем не менее создает проблему возможной осадки кормовой части днища при использовании более тяжелых моторов. Также известная конструкция не решает проблему в аспекте обеспечения остойчивости судна при дифференте, когда при высоких нагрузках на его кормовую часть, в том числе вследствие установки тяжелого мотора, возможна осадка кормовой части лодки при выходе на глиссирование.
Кроме того, анализируемая конструкция лодки небезопасна с точки зрения возможности повреждения днища или формообразующих перегородок.
Техническая проблема, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в создании надувной моторной лодки надежной конструкции, в том числе при использовании на мелководье.
Технический результат заключается в повышении проходимости лодки на мелководье:
- за счет обеспечения объема плавучести и уменьшения осадки кормовой части при использовании тяжелых моторов;
- за счет предохранения водозаборников водометов от засорения при попадании камней, песка и других образований в водной среде.
Сущность полезной модели, направленной на решение указанной проблемы, состоит в том, что надувная моторная лодка, включающая корпус U-образной формы, образованный незамкнутым контуром надувных бортов и носовой части, днище со сводчатым водоводным каналом и транец. Новыми признаками, привнесенными в известную конструкцию, являются:
- днище содержит три продольных изолированных отсека;
- днище выполнено с двумя сводчатыми водоводными каналами, отделенными смежной областью и расположенными в пространстве под центральным отсеком;
- боковые отсеки выступают за пределы центрального отсека с образованием спонсонов;
- боковые отсеки выполнены с уменьшением высоты относительно палубы в направлении корма-нос;
- центральный отсек выполнен с уменьшением высоты относительно палубы в направлении мидель-корма в области примыкания к соответствующему боковому отсеку;
- центральный и боковые отсеки отделены соответствующими стенками;
- формообразующие перегородки в отсеках выполнены так, что днище имеет переменную килеватость;
- в продольном направлении указанная область уменьшения высоты центрального отсека образует отстоящие от смежной области боковые стенки водоводных каналов.
Предпочтительно, когда для образования смежной области сводчатых водоводных каналов формообразующие перегородки центрального отсека включаютцентральную перегородку, установленную на одной оси с осью симметрии днища, причем с каждой стороны центральной перегородки в ее нижней части с прилеганием к соответствующей поверхности указанной перегородки и к внутренней поверхности полотнища центрального отсека установлены профильные элементы с поперечным сечением в виде прямоугольного треугольника, предназначенные для формирования сводчатой формы каналов;
,
Также возможно, когда для образования смежной области сводчатых водоводных каналов центральный отсек снабжен наружной перегородкойустановленной на одной оси с осью симметрии днища, при этом наружная перегородка оснащена двумя профильными элементами, предназначенными для формирования сводчатой формы каналов, каждый профильный элемент установлен с прилеганием к поверхности соответствующей стенки наружной перегородки и к наружной поверхности центрального отсека.
Кроме того, в предлагаемой лодке:
- профильные элементы имеют в поперечном сечении вид прямоугольного треугольника.
- уменьшение высоты боковых отсеков выполнено с уклоном 3-15 градусов, уменьшение высоты центрального отсека в области примыкания к боковым отсекам в направлении мидель-корма выполнено с уклоном 8-40 градусов, причем уменьшение высоты выполнено так, что боковые отсеки имеют меньший угол наклона, чем центральный отсек в направлении корма мидель.
- транец установлен с опорой на днище вровень с торцевой поверхностью центрального отсека.
- боковые отсеки выступают за пределы центральной части на величину, равную 20-50 см.
- водоводный канал выполнен с горизонтальным плоским участком, переходящим в наклонный участок, имеющий в проекции на плоскость продольного направления вид наподобие параболы и выполненный плавно сопряженным с днищем со стороны носовой части.
- центральный отсек со стороны выходов водовоных каналов оснащен средством для срыва потока воды, которое имеет плоскую рабочую поверхность, представляющую собой продолжение поверхности горизонтального плоского участка центрального отсека.
Конфигурация днища с переменными поперечным и продольным сечениями продиктована его килеватой формой и выполнением отсеков с разнонаправленным изменением высоты, как минимум вдоль боковых сторон боковых отсеков.
В области миделя центральный отсек выполнен килеватым, следовательно, перегородки формируют поперечное сечение с выпуклой линией, соединяющей линии вертикальных стенок данного отсека, при этом боковые отсеки в поперечном сечении имеют форму наподобие прямоугольной трапеции, большее основание которой представляет соответствующую стенку между боковым отсеком и центральным отсеком, а наклонная боковая сторона указанной трапеции сопряжена с выпуклой линией центрального (килеватого) отсека.
Наличие боковых спонсонов, выступающих в продольном направлении, придают лодке объем плавучести, влияющий на повышение остойчивости судна при кормовом дифференте и препятствующий осадке его кормовой части при повышенных нагрузках.
Исходя из вышесказанного следует, что спонсны выполняют функцию транцевых плит.
Выполнение днища надувной моторной лодки из трех изолированных отсеков приводит не только к возможности выполнения днища со спонсонами. Так, изменение высоты боковых отсеков и центрального отсека, выполненное в противоположных направлениях в области примыкания центрального отсека к соответствующему боковому отсеку, приводит к образованию отстоящих от смежной области водоводных каналов стенок данных каналов.
Останавливаясь на предпочтительных вариантах выполнения водоводных каналов, следует принять во внимание, что смежную область целесообразно организовать посредством наружной перегородки или посредством центральной перегородки из числа формообразующих днище перегородок.
В одном из возможных вариантов наружная перегородка в сочетании с дополнительными средствами в виде протяженных профильных элементов, обеспечивающих плавность свода каналов, выполняет функцию ребра жесткости, что положительно сказывается на надежности конструкции днища. Ввиду того, что сводчатая форма водоводных каналов формируется с использованием наружной перегородки, центральный отсек в направлении мидель- корма выполнен с равномерным уменьшением высоты как в области боковых сторон боковых отсеков (или отстоящих стенок водоводных каналов), так и между указанными боковыми сторонами (стенками).
В другом из возможных вариантов центральная формообразующая перегородка центрального отсека, соединенная с дополнительными средствами в виде протяженных профильных элементов, установленных в нижней части данной перегородки с двух ее сторон - с обеспечением примыкания соответствующей поверхности такого профильного элемента к внутренней поверхности полотнища центрального отсека - обеспечивает плавность свода каждого канала. Кроме того, протяженные элементы вместе с указанной перегородкой выполняют функцию ребра жесткости, влияющего на надежность выполнения каналов, следовательно, на надежность конструкции днища.
Таким образом, при наличии смежной области водоводных каналов, представляющей собой продольное ребро, днище в направлении нос-корма имеет переменный профиль, имеющий постепенное сопряжение от выпуклой кривой (обращенной вниз относительно горизонтальной палубы) до профиля прямоугольного вида, затем до сопряжения с профилем, который включает две выпуклые кривые (обращенные вверх относительно горизонтальной палубы), отражающих сводчатую конструкцию каналов центрального отсека.
Итак, переменное сечение центрального отсека от килеватой формы к двойной сводчатой форме создает предпосылки для подачи большего объема воды в зону работы движителя и обеспечивает формирования равномерного и сплошного потока воды в свободный объем водоводных каналов под центральным отсеком, а также быстрое поступление к водозаборной части движителя потока воды, имеющего ламинарный характер течения. Такое движение потока воды облегчает выход лодки на глиссирование, в том числе в условиях мелководья. Объясняется это тем, что при ламинарном течении воды в области винта движителя не создается дополнительных завихрений потоков воды, негативно влияющих на его работу.
Выполнение водоводных каналов с двумя участками: начинающимся от торцевой части центрального отсека горизонтальным плоским участком и сопряженным с ним вторым наклонным участком, имеющим в проекции на плоскость продольного направления вид наподобие параболы, плавно сопряженным, в свою очередь, с днищем со стороны носовой части, также направлено на обеспечение вблизи движителя ламинарного потока воды, поднимающегося вверх по данному наклонной участку.
Кроме того, при организации водоводных каналов становится возможным использовать смежную область каналов в качестве продольного ребра, обладающего жесткостью, при этом имеющего уровень не ниже уровня поверхности днища боковых сторон (относительно поверхности палубы), и благодаря такому конструктивному приему плавание на мелководье становится безопасным вследствие возможности противостоять ударным нагрузкам на водометные насадки лодочных моторов, возникающим при непредвиденных ударах камней, бревен и других нежелательных предметов.
При движении лодки на мелководье наличие спонсонов препятствует присасыванию днища ко дну реки или водоема. Учитывая, что максимальная высота боковых отсеков соответствует высоте спонсонов, при вынужденном контакте днища лодки с дном реки или водоема спонсоны предохраняют водозаборник водометов от засорения при попадании камней, песка и других образований в водной среде.
Повышение безопасности предлагаемого судна, его живучести также обеспечивается при выполнении днища из трех изолированных отсеков, каждый из которых имеет возможность независимого наполнения воздухом через соответствующий клапан, имеющийся в стенке каждого отсека.
Исходя из вышесказанного следует вывод о повышении проходимости предлагаемой лодки за счет возможности применения более тяжелых моторов и более легкому выходу на глиссирование, в том числе на мелководье. Кроме того, предлагаемая конструкция лодки обеспечивает надежность при глиссировании за счет выполнения днища, имеющего спонсоны, килеватым. Иными словами, указанные конструктивные особенности днища приводят к уменьшению смачиваемой поверхности при глиссировании и уменьшению сопротивления воды.
Днище надувной моторной лодки может быть оснащено средством для срыва потока, установленного на торцевой части центрального отсека и предназначенного для предотвращения подъема воды, выходящей из смежных каналов в направлении транца.
Эти и другие особенности предлагаемой полезной модели поясняется с помощью чертежей, на которых изображено:
- на фигуре 1 - вид лодки сверху со стороны палубы;
- на фигуре 2 - вид лодки сбоку с указанием 4-х поперечных сечений;
- на фигуре 3 - схематично поперечные сечения А-А, Б-Б, С-С, Д-Д в соответствии с обозначением сечений, приведенных на фигуре 2;
- на фигуре 4 - поперечное сечение Д-Д центрального отсека при использовании наружной перегородки (позиция 9);
- на фигуре 5 - поперечное сечение Д-Д центрального отсека при использовании центральной формообразующей перегородки (позиция 8);
- на фигуре 6 - продольное сечение лодки
- на фигуре 7 - узел, показывающий средство для срыва потока на продольном разрезе лодки.
Надувная моторная лодка содержит незамкнутый корпус 1, днище, состоящее из изолированных отсеков: центрального отсека 2 и двух боковых отсеков 3, выполненных сужающимися к носовой части лодки.
Боковые отсеки 3 выполнены выступающими за центральный отсек 2 с образованием спонсонов 4.
Транец 5, предназначенный для установки движителя, установлен вровень с торцевой поверхностью центрального отсека 2.
Днище лодки выполнено килеватым, переходящим в два смежных сводчатых водоводных канала 6.
Килеватая форма днища с водоводными каналами 6 характеризуется поверхностью переменной формы в продольном и поперечном направлениях. Такая форма днища создана:
- при выполнении центрального отсека 2 и каждого из боковых отсеков 3, взаимно изолированными с использованием соответствующей стенки 7, отделяющей смежные отсеки;
- при выполнении центрального отсека 2 с уменьшением высоты в продольном направлении от миделя к носовой части;
также в зависимости от формирования продольного ребра, разделяющего водоводные каналы:
- при выполнении центрального отсека 3 с уменьшением высоты в направлении мидель-корма при использовании наружной перегородки 8, установленной вместе с двумя профильными элементами 9 в центральном отсеке 2 (фиг.4);
- при выполнении центрального отсека 2 в области примыкания к боковым стенкам 7 боковых отсеков 3 с уменьшением высоты в направлении мидель-корма при использовании центральной формообразующей перегородки 10 центрального отсека 2 вместе с двумя продольными профильными элементами 9, имеющими в поперечном сечении вид прямоугольного треугольника (фиг.5);
- при выполнении боковых отсеков с уменьшением высоты в продольном направлении от кормовой части до носовой части;
- также в зависимости от наличия средства 11 для срыва потока воды, установленного на торцевой части центрального отсека 2.
Величина уменьшения высоты боковых отсеков 3 выбирается с меньшим углом наклона, чем величина уменьшения центрального отсека 2 в области примыкания к боковым стенкам 7 боковых отсеков 3 (в направлении мидель-корма). Для воплощения переменной поверхности днища величина уклона для боковых отсеков 3 составляет 3-15 градусов, а для центрального отсека 2 в направлении мидель-корма 8-40 градусов. Данный конструктивный прием связан с обеспечением эффективности лодки при глиссировании.
Размер выступающей части боковых отсеков - спонсонов 4 - на величину 20-50 см обусловлен необходимостью регулирования ходового дифферента, повышения объема плавучести судна с возможностью предотвращения присасывания днища ко дну во время эксплуатации лодки, как это было указано выше. Исходя из ширины боковых отсеков, равной 30-50 см (при ширине днища 90-120 см), площадь поперечного сечения спонсонов является достаточной для выполнения данной функции.
Смежные каналы 6 в продольном направлении выполнены с горизонтальным плоским участком 12, переходящим в наклонный участок 13, имеющий в проекции на плоскость продольного направления вид наподобие параболы, выполненный плавно сопряженным с днищем со стороны носовой части.
Для наглядности изменения поперечного сечения днища в направлении нос-корма сечения на фигуре 3 иллюстрируют характерные сечения: сечение А-А относится к носовой части, которая имеет слабую килеватость; сечение Б-Б относится к области миделя, характеризующейся ярко-выраженной килеватостью; сечение С-С относится к переходу (сопряжению) килеватой поверхности днища к его поверхности, характеризующейся равной высотой боковых отсеков и центрального отсека; сечение Д-Д относится к выходу водоводных каналов, сформированных с использованием наружной перегородки 8 или центральной формообразующей перегородки 10.
Надувное днище изготавливается из известных материалов (ПВХ ткани и ПВХ пластмассы) с использованием в каждом отсеке формообразующих перегородок и перегородок для формирования каналов, также соответствующих полотнищ для образования палубы и изолированных отсеков.
Средство для срыва потока воды представляет собой пластину 14, соединенную с профильным элементом 11, выполняющим функцию средства крепления пластины 10 на торцевую часть центрального отсека 2 днища. Средство для срыва потока выполнено из ПВХ.
На основании вышесказанного следует, что что заявляемая полезная модель характеризуется надежностью, обусловленной повышенной проходимостью на мелководье за счет предотвращения присасывания днища ко дну реки или водоема при обеспечении подачи потока воды по двум каналам непосредственно в зону работы винта или водомета.