КОРПУС СУДНА
SHIP HULL

Изобретение относится к области моделирования судов гражданского назначения, преимущественно крупногабаритных грузовых судов.
Известен корпус судна, содержащий водонепроницаемую стенку с нанесенной ватерлинией, разделяющей ее на надводную и подводную части, подводные крылья [1].
Задачей изобретения является повышение ходкости крупногабаритных грузовых судов.
Технический результат решения поставленной задачи достигается тем, что в корпусе судна, содержащем водонепроницаемую стенку с нанесенной ватерлинией, разделяющей ее на надводную и подводную части, подводные крылья, на участке стенки между носовым и кормовым участками с каждого борта установлено, по меньшей мере, одно расположенное наклонно по отношению к ватерлинии подводное крыло с возможностью его поворота из рабочего состояния в нерабочее и наоборот. Подводное крыло выполнено плоским, прикреплено к стенке на шарнирах, имеет ограничитель поворота и элемент крепления для троса, наматываемого на барабан лебедки, расположенной в надводной части. Подводное крыло имеет на конце наполненный газом баллон, подъемная сила которого частично компенсирует его массу в водной среде. Подводные крылья имеют форму дугообразную/прямоугольную/треугольную/ромба/трапеции и расположены одно над другим/со смещением одного относительно другого.
На фиг. 1 изображен корпус судна для перевозки насыпных грузов с установленными на его стенке между носовым и кормовым участками с каждого борта подводными крыльями (первая и вторая по ходу судна пары подводных крыльев расположены одно над другим, третья пара - со смещением одного крыла относительно другого), расположенными наклонно по отношению к ватерлинии, вид сбоку; на фиг. 2 - вид на фиг. 1 по А, где по правому и левому бортам по ходу судна подводные крылья находятся, соответственно, в рабочем и нерабочем состояниях; на фиг. 3 изображен фрагмент стенки корпуса с навесным поворотным подводным крылом в форме равнобокой трапеции; на фиг. 4 изображены схемы разнообразных форм подводных крыльев.
Корпус грузового судна, например судна для перевозки насыпных грузов, содержит водонепроницаемую стенку 1 с условно нанесенной ватерлинией W, разделяющей ее на надводную 2 и подводную 3 части. Ниже ватерлинии с каждого борта между носовым 4 и кормовым 5 участками к стенке прикреплены посредством шарниров 6 плоские подводные крылья 7, расположенные одно над другим/со смещением одного крыла относительно другого (фиг. 1). На стенке корпуса подводные крылья расположены (установлены) под углом α=2-12° по отношению к ватерлинии (угол α образован пересечением оси X, лежащей в плоскости подводного крыла, с ватерлинией W в точке O). Подводные крылья могут быть в рабочем и нерабочем состояниях (фиг. 2) в зависимости от натяжения стальных тросов 8. Трос с одного конца зажат в подводном крыле элементом 9 крепления, а с другого конца прикреплен к барабану 10 лебедки 11, расположенной в надводной части корпуса (фиг.3). Лебедки могут быть объединены в единую систему (не показана) управления поворотом подводных крыльев. Вместо троса может быть использована круглозвенная цепь. Каждое подводное крыло имеет ограничитель 12 поворота. Подводное крыло может иметь на конце наполненный газом баллон 13, подъемная сила которого частично компенсирует его (крыла) массу в водной среде. Подводное крыло может иметь форму дугообразную (фиг.4, a-d), прямоугольную (e, f), треугольную {g, h), ромба (i), трапеции (j, k). К стенке с каждого борта корпуса в его надводной части сверху может быть прикреплена траверса (поворотная, выдвижная, складная) с сигнальным (цветовым, световым) маячком на конце, указывающим на граничное положение подводных крыльев.
Из устойчивых к водной коррозии материалов изготавливают модель, экспериментальный образец корпуса судна, имеющего стенку 1, с нанесенной на нее ватерлинией W, разделяющей ее на надводную 2 и подводную 3 части (фиг. 1 и 2). Из листового материала (металла, пластмассы) изготавливают (например, методом газовой, лазерной, механической резки, штамповки, литья) подводные крылья 7. Плоскости подводных крыльев выполняют ровными и гладкими, кромки скругляют. Изготовленные подводные крылья устанавливают (подвешивают) на стенке корпуса с каждого борта на шарнирах 6, располагая их между носовым 4 и кормовым 5 участками с наклоном оси X по отношению к ватерлинии под углом α=2-12°, например α=6° (фиг. 1). На стенке корпуса подводные крылья устанавливают одно над другим или со смещением одного крыла относительно другого. При этом каждое подводное крыло устанавливают с возможностью поворота из рабочего положения в нерабочее (фиг. 2) с помощью натяжения/ослабления троса 8. Для выполнения операции поворота подводного крыла трос с одного конца зажимают элементом 9 крепления, а с другого конца прикрепляют к барабану 10 лебедки 11 (фиг. 3). Ограничитель 12 препятствует повороту подводного крыла выше заданного (горизонтального) рабочего положения. Для уменьшения усилия поворота подводного (металлического) крыла на его конце закрепляют наполненный газом баллон 13, подъемная сила которого частично компенсирует его массу в водной среде. Эквивалентным техническим решением является заполнение баллона балластом, например свинцовой дробью, при изготовлении подводного крыла из композитного материала, плотность которого меньше плотности воды. Форму (фиг.4, а-к), размер, количество подводных крыльев выбирают в зависимости от грузоподъемности и заданной скорости движения модели судна. К стенке корпуса в его надводной части сверху прикрепляют траверсу с сигнальным маячком, указывающим, например, встречному судну, на граничное положение подводных крыльев.
При перемещении грузового судна в акватории (моря, озера, крупного водохранилища) подводные крылья, находящиеся в рабочем положении, создают подъемную силу, способную несколько приподнять корпус относительно водной поверхности. При этом уменьшается гидродинамическое сопротивление корпуса встречному водному потоку, повышается ходкость судна. В случае крена судна, например, при смещении перевозимого насыпного груза, подводные крылья оставляют в рабочем положении только с одной стороны (крена) корпуса, при этом поддерживается его плавучесть. При погрузке/разгрузке судна в порту подводные крылья переводят (ослабляют натяжение троса) в нерабочее положение.
Изобретение повышает ходкость судна.
Источник информации
1. Политехнический словарь. Гл. ред. И.И. Артоболевский. - М.: Советская энциклопедия, 1976. - С. 480 (судно на подводных крыльях).