Судно с винтами в корме туннельного типа

Судно с винтами в корме туннельного типа относится к области судостроения и касается конструирования кормовой оконечности судна, имеющей винтовые движители в туннелях с выправляющим устройством, пропульсивной насадкой, что позволяет увеличить КПД винтов по аналогии с применением кольцевых насадок с выправляющим устройством, улучшить пропульсивные качества судов, и защитить винты от повреждения льдом и другими предметами.
По Патенту на изобретение РФ 2296081 «НАСАДКА ГРЕБНОГО ВИНТА», внутри которой установлены направляющие для раскручивания потока от винта, что повышает упор и КПД до 25-30%. Однако, при плавании в ледовых условиях насадка подвергается опасности повреждения от воздействия льдин на переднем и заднем ходах, может забиваться льдом, что приводит к снижению упора винта и даже остановке судна. Имеется Патент на изобретение РФ 2495781 «КОРМОВАЯ ОКОНЕЧНОСТЬ СУДНА ТУННЕЛЬНОГО ТИПА» с винтами закрытыми от опасности повреждения льдом и другими посторонними предметами на переднем ходу. Днищевая поверхность между бортами выполнена в виде нескольких полуконусов с вершинами в носовой и основаниями в кормовой оконечностях корпуса, каналы имеют аркообразную форму в поперечном сечении и расположены в днище ниже конструктивной ватерлинии вдоль судна. В кормовой части тоннелей в арках встроены дополнительные водометные движители, которые значительно улучшают пропульсивные качества судна, но они не защищены от повреждений при движении задним ходом и применяются для скоростных судов, но не для ледового класса, где требуется не высокая скорость, а повышенная сила упора винта при плавании в ледовых условиях.
Согласно Патента на изобретение РФ №2527244 имеется полутоннельная корма двухвального грузового судна с бортовыми свесами и обводами, снижающими сопротивление формы для подтока воды к движителям с насадкой, что приводит к улучшению пропульсивных характеристик судна. Но такие бортовые свесы, поднимаясь вверх с места формирования полутуннелей от основной плоскости под углом до 18 градусов, не закрывают движители от затягивания в них фрагментов льда при плавании в ледовых условиях, чем создают угрозу повреждения винтов.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение ледопроходимости судна во время ледового плавания с предохранением винтов от повреждения льдами на переднем и заднем ходах.
Указанная техническая задача решается формированием в кормовой части днища конусообразных туннелей, начинающихся в районе середины судна для уменьшения угла конусности перехода от плоского днища к аркам туннелей Фиг. 3, где находятся винты, за которыми установлены выправляющие устройства в виде трех пластин, соединенных в центре под углом 120° на грушевидной насадке на выходе тоннелей. Размещение движителей на выходе туннелей в арках по размеру диаметра винтов Фиг. 4 увеличивает упор винта подобно направляющей насадке, а установка выправляющего устройства с грушевидной насадкой сразу за винтом улучшает пропульсивные свойства судна. Наружная обшивка бортовых балластных танков, простирающаяся до кормовых срезов Фиг. 5, предохраняет винты от повреждения льдинами снаружи при движении передним ходом, а выправляющие устройства, установленные на выходе туннелей за винтами, защищают их от повреждения льдом при движении задним ходом. Количество туннелей и движителей, их размеры зависят от водоизмещения, ширины корпуса и осадки судна для преодоления ледового покрова соответствующей толщины в планируемом районе плавания. На Фиг. 1 изображена схема днища судна с двумя туннелями: 1 - конусообразные туннели, 2 - бортовые балластные танки, 3 - средний балластный танк-килевая площадка, 9 - выправляющее трехпластинчатое устройство с грушевидной насадкой 8, 7- винт фиксированного шага, 4 - вал привода вращения винта, 6 - кронштейны с муфтой крепления вала, 10 - дейдвуд, 5 - подруливающее устройство водометного типа с горизонтальным винтом. На Фиг. 2 изображены поперечные сечения подводной части корпуса судна: А-А носовая часть конусообразных туннелей; Б-Б конусообразные туннели с выходом валов (дейдвуды); В-В туннели полного вертикального размера по диаметру винтов; Г-Г вид с кормы туннелей и выправляющих устройств;
Судно с такими туннелями и винтами, установленными в кормовых арочных оконечностях, работает следующим образом. Конструктивная ватерлиния всегда находится выше верхнего свода туннелей, а обшивка бортов по величине осадки проходит до кормы как наружная стенка бортового балластного танка 2 и предотвращает попадание льдин в туннель 1. При движении судна вода проходит вдоль корпуса под днищем примерно до середины, далее благодаря малому углу конусности перехода от плоскости днища к туннельным пространствам идет ламинарным потоком и полностью наполняет туннели, что создает устойчивость работы винтов прямого привода валами в арках и повышает их упор подобно направляющим насадкам. Закрученные винтами потоки воды проходят через выправляющие устройства, установленные в арках за винтами и состоящие из трех пластин, соединенных под углом 120° на грушевидной насадке в центре. Такая конструкция винто-рулевого устройства улучшает пропульсивные качества судна и повышает ледопроходимость.
Для маневрирования судна устанавливается водометный движитель с горизонтальным винтом в балластном танке килевой площадки 3. Подобные модели давно используются на некоторых типах судов.