БОКОВОЙ ЩИТОК СУДНА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ПРИ ВЫТАСКИВАНИИ СУДНА НА БЕРЕГ И ШВАРТОВКЕ, И СУДНО, ОСНАЩЕННОЕ ТАКИМ БОКОВЫМ ЩИТКОМ

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к боковому щитку, который используется при вытаскивании судна на берег и швартовке, и который включает упругий элемент, предназначенный для размещения снаружи вдоль борта судна с целью ослабления энергии удара, а также тканый элемент, расположенный поверх упругого элемента для удержания упругого элемента на месте, при этом указанный тканый элемент присоединяется к борту судна при помощи по меньшей мере одного троса, соединенного с боковым щитком, по меньшей мере в одной точке соединения. Полезная модель относится также к судну, оснащенному таким боковым щитком.
Полезная модель предназначена для предотвращения повреждения конструкции судна при вытаскивании судна на берег и швартовке, когда судно находится в контакте с другим судном или с некоторым другим неподвижным объектом.
Уровень техники
В боковых щитках известного уровня техники обычно используется пластмассовый элемент, заполняемый воздухом и устанавливаемый вдоль бортов судна. Проблемой бокового щитка, заполненного воздухом, является возможный разрыв, который приводит к потере эффекта ослабления удара боковым щитком. Кроме того, если используемое судно относится к классу, так называемых, жестко-надувных лодок (Rigid Inflatable Boat, RIB), в которых боковой щиток выполняет также задачу обеспечения плавучести судна, разрыв бокового щитка является особенно опасным.
Публикация AU 2004201648 описывает боковой щиток, который имеет, по существу, круглое поперечное сечение, и который заполнен элементом, увеличивающим плавучесть. Кроме того, внутри заполняющего элемента предусмотрены полости для мешков, заполненных воздухом. Недостаток такого решения заключается в том, что круглая форма занимает большое пространство внутри корпуса судна, а также значительно уменьшает пространство на палубе. Кроме того, изготовление воздушного мешка внутри бокового щитка является трудоемким процессом с учетом технологии производства.
Из публикации US 5,651,328 известен плавучий хомут, который присоединяется к судну в нескольких точках соединения. Недостатками такого решения являются сложность конструкции и точечные нагрузки на тканый элемент, которые связаны с присоединением. Вследствие точечного соединения тканый элемент может разрываться в случае ударов.
Раскрытие полезной модели
Задачей настоящей полезной модели является создание бокового щитка, который используется при вытаскивании судна на берег и швартовке, и соответствующего судна, оснащенного боковым щитком, при этом указанный боковой щиток имеет простую конструкцию, а нагрузка от соединения равномерно распределяется по всему тканому элементу. Отличительные признаки бокового щитка согласно настоящей полезной модели более подробно описаны в пункте 1, а отличительные признаки судна согласно полезной модели - в пункте 10 прилагаемой формулы полезной модели.
Указанная задача решена при помощи бокового щитка судна, который используется при вытаскивании судна на берег и швартовке, и который включает упругий элемент, устанавливаемый снаружи вдоль бортов судна для ослабления энергии удара, а также тканый элемент, прикрепленный поверх упругого элемента, для удержания упругого элемента на месте. Тканый элемент предназначен также для присоединения к борту судна при помощи тросов, соединенных с боковым щитком, по меньшей мере в одной точке соединения. Тканый элемент является двухслойным и образует по меньшей мере одну складку, параллельную продольной оси бокового щитка, по меньшей мере в одной точке соединения, при этом каждый трос проходит продольно в каждой складке для того, чтобы фиксировать ее в каждой точке соединения и равномерно распределять напряжение по всему тканому элементу при помощи каждой складки и каждого троса. Такая конструкция ослабляет удары, направленные к корпусу судна при вытаскивании судна на берег и швартовке, не занимая пространство на палубе судна. Тросы равномерно распределяют напряжения, направленные к боковому щитку, по всему тканому элементу, поэтому при использовании бокового щитка тканый элемент не испытывает точечных нагрузок.
Боковой щиток предпочтительно включает надувную воздушную подушку, расположенную между бортом судна и упругий элемент, для натяжения тканого элемента вокруг упругого элемента. При помощи воздушной подушки тканый элемент туго натягивается, при этом поверхность бокового щитка не имеет складок, и упругий элемент не перемещается во время плавания судна или под действием напряжений.
Согласно одному варианту осуществления тканый элемент присоединяется к судну за счет механического сжатия по меньшей мере между одной крепежной накладкой, установленной в каждой точке соединения, и бортом судна, при этом в каждой точке соединения каждая крепежная накладка и борт судна имеют конец. При помощи крепежной накладки обеспечивается надежное и прочное соединение.
В точках соединения трос предпочтительно прижат к концам каждой точки соединения, поэтому напряжения, действующие на тканый элемент, направлены на трос, а напряжение, действующее на болты, остается небольшим.
В каждой точке соединения длина S каждой прижимаемой складки может составлять 5-25%, предпочтительно 10-15% от высоты Н бокового щитка. Прижатие, которое происходит на достаточно большой длине, обеспечивает достаточную площадь контакта для возникновения трения.
Согласно одному варианту осуществления основная форма вертикального поперечного сечения бокового щитка является прямоугольной. Высота бокового щитка может составлять 140-300%, предпочтительно - 160-250% от его ширины. Прямоугольный боковой щиток занимает небольшое пространство на палубе судна, однако, обеспечивает защиту бортов судна от столкновений. Упругий элемент может быть выполнен из вспененного пластика с закрытыми ячейками.
Согласно одному варианту осуществления боковой щиток в рабочем положении опирается нижней частью на выступ борта судна. Часть бокового щитка, находящаяся за выступом, может составлять 15-70%, предпочтительно - 40-60 от ширины бокового щитка. При помощи выступа можно легко обеспечить нижнюю опору бокового щитка.
Задачей настоящей полезной модели является также создание судна, которое содержит корпус частично открытого типа и подвесной двигатель, и которое включает боковой щиток согласно одному из вариантов осуществления, описанных выше.
Высота бокового щитка в кормовой части судна вблизи подвесного двигателя составляет 120-180%, предпочтительно - 130-160% от высоты бокового щитка в других частях судна, при этом кормовая часть судна составляет 10-33%, предпочтительно - 15-25% от общей длины судна. В случае опрокидывания судна боковой щиток предпочтительно удерживает подвесной двигатель над поверхностью воды. Благодаря этому, двигатель судна остается над поверхностью воды, даже если судно опрокидывается по какой-либо причине.
Краткое описание чертежей
Ниже приведено более подробное описание полезной модели со ссылками на прилагаемые чертежи, которые изображают некоторые варианты осуществления полезной модели и на которых представлены:
фигура 1а - поперечный разрез конструкции бокового щитка согласно полезной модели,
фигура 1b - нижняя точка соединения тканого элемента с фигуры 1а в увеличенном масштабе,
фигура 2 - аксонометрический частичный поперечный разрез конструкции бокового щитка согласно полезной модели,
фигура 3 - боковой щиток согласно полезной модели, присоединенный к судну.
Осуществление полезной модели
На фигуре 1а показано поперечное сечение бокового щитка согласно полезной модели. Боковой щиток 10 содержит упругий элемент 26, тканый элемент 14, окружающий его, воздушную подушку 28, точки 30 и 32 соединения и тросы 34. Боковой щиток присоединен к борту 24 судна в точках 30 и 32 соединения при помощи крепежных накладок 38. Тканый элемент 14, который выполнен из одного полотна, проходит вокруг упругого элемента 26, а также через точки 30 и 32 соединения. Количество точек соединения может изменяться в зависимости от конкретного применения, а в некоторых случаях может использоваться только одна точка соединения.
Крепежная накладка 38 для обеих точек 30 и 32 соединения может прикрепляться к точкам 30 и 32 соединения на судне, например, при помощи болтов 40. Однако основная часть сил, возникающих во время эксплуатации и действующих на тканый элемент 14, прикладывается не к болтам 40, а к тросам 34, которые проходят внутри тканого элемента 14. На фигуре 1b соединение бокового щитка показано более подробно. В увеличенном масштабе показана только нижняя точка 30 соединения, однако, основной принцип конструкции верхней точки 32 соединения является аналогичным. Угол наклона точки 32 соединения относительно вертикальной части борта судна может значительно изменяться в зависимости от конструкции судна. Кроме того, для различных типов судов площадь контактной поверхности между бортом 24 судна и боковым щитком 10 может значительно изменяться. Соотношение между выступом 27 на борту 24 судна, подцерживающим боковой щиток 10 снизу, и частью бокового щитка 10 над выступом 27 может также сильно изменяться. Часть бокового щитка за выступом может составлять 15-65% от ширины выступа. Часть бокового щитка над бортом судна, в свою очередь, может составлять 10-50% от высоты борта судна.
Для изготовления тканого элемента бокового щитка можно использовать материал хипалон на основе натурального каучука или другой материал, обладающий достаточной долговечностью для данной цели.
Материал, используемый внутри упругого элемента бокового щитка, может предпочтительно представлять собой вспененный пластик. Вспененный пластик имеет закрытые ячейки, поэтому при увлажнении он не впитывает воду, что приводило бы к большому увеличению веса бокового щитка. Ячеистая структура вспененного пластика содержит множество воздушных промежутков, что улучшает его плавучесть и уменьшает вес. Кроме того, прокол поверхностного материала в случае бокового щитка, изготовленного из вспененного пластика, практически не оказывает влияния на несущую способность бокового щитка согласно полезной модели в отличие от традиционных боковых щитков, заполненных воздухом. Упругий элемент, используемый в боковом щитке, может быть выполнен также из другого материала, пригодного для этой цели и не впитывающего воду. Упругий элемент бокового щитка согласно полезной модели может также состоять из нескольких различных материалов. Эти различные материалы могут иметь, например, различную упругость, что оказывает влияние на свойства бокового щитка. Различные материалы могут образовывать различные зоны внутри бокового щитка, которые также имеют различные свойства.
На фигуре 1b показано соединение тканого элемента 14 с точками 30 и 32 соединения. Для крепления в тканом элементе предусмотрены отверстия, сквозь которые проходят крепежные элементы, например болты 40. Предпочтительно использовать по меньшей мере два болта, при этом каждая крепежная накладка надежно закрепляется на месте, а напряжение, действующее на один болт, остается небольшим. Для каждой точки соединения предпочтительно используется одна крепежная накладка, при этом борт судна или некоторая конструкция на борту судна предпочтительно действует в качестве ответной части. При помощи болтов и гаек крепежная накладка 38 прижимается к борту судна, таким образом, тканый элемент 14 оказывается механически зажатым между крепежной накладкой 38 и бортом судна. После этого тканый элемент остается между крепежной накладкой и бортом судна главным образом за счет трения. Каждая крепежная накладка покрывает всю длину бокового щитка, т.е., проходит непрерывно по всей длине бокового щитка. При этом слишком большая сила не будет направлена через болты к отверстиям в тканом элементе, поскольку внутри тканого элемента параллельно продольной оси бокового щитка расположен трос. Открытый тканый элемент, сложенный вдвойне, проходит между крепежной накладкой и бортом судна таким образом, что сложенный тканый элемент образует закрытую складку 36 за пределами точки соединения, которая показана в поперечном разрезе на фигуре 1b в виде петли 36. Длина S складки 36, сжатой в точках 30 и 32 соединения составляет 5-25%, предпочтительно - 10-15% от высоты Н бокового щитка 10. Отношение длины S к высоте Н может изменяться между точками соединения, например, в точке 30 соединения отношение может составлять 12%, а в точке 32 соединения - 15%. Достаточно большая площадь контактной поверхности обеспечивает достаточное трение в точках соединения между тканым элементом, крепежными накладками и бортом судна. В отличие от представленных чертежей в некоторых вариантах осуществления количество складок в тканом элементе может быть равным двум или более.
Сплошной трос 34 проходит вдоль складки 36. Иными словами, трос 34 вклеен в складку между сложенным вдвойне тканым элементом. Поскольку воздушная подушка 28 заполняется при установке бокового щитка 10, и тканый элемент 14 растягивается, складка 36, предусмотренная в тканом элементе 14, вытягивается между крепежными накладками 38, прижимая трос 34 к концам 39 точек 30 и 32 соединения. Таким образом, при возникновении напряжения натяжение в тканом элементе, создаваемое боковым щитком, действует на тросы, а не на отверстия для болтов. Кроме того, напряжение, действующее на тканый элемент, распределяется по всей длине бокового щитка. Концы троса можно обжечь для того, чтобы сделать их сферическими. В этом случае они не будут выскальзывать из складок. Свободные концы тканого элемента 14 можно провести от точки 32 соединения к противоположной стороне точки 32 соединения относительно тросов 34, где концы тканого элемента можно соединить. В верхней точке 32 соединения предпочтительно предусмотреть две складки 36, поскольку в этой точке складываются оба свободных конца тканого элемента 14. При этом тросы 34 помещаются в обе складки 36.
Воздушная подушка 28 установлена между упругим элементом 26 и бортом 24 судна. В воздушной подушке предусмотрено соединение, на конце которого установлен клапан, находящийся внутри судна. При помощи этого соединения производится заполнение воздушной подушки при установке бокового щитка, благодаря чему, тканый элемент натягивается и становится гладким, как показано на фигуре 2. Кроме того, натяжение предотвращает перемещение упругого элемента внутри тканого элемента во время плавания или при возникновении напряжения. Воздушную подушку можно присоединить к борту судна, например, при помощи приклеивания. Размещение воздушной подушки между бортом судна и упругим элементом значительно упрощает изготовление упругого элемента. Кроме того, это упрощает техническое обслуживание воздушной подушки в случае необходимости его проведения. При этом можно также регулировать общую упругость бокового щитка при помощи степени заполнения воздушной подушки, добавляя в нее воздух или выпуская его наружу.
Основная вертикальная форма поперечного сечения бокового щитка соответствует форме верхней кромки борта, поэтому она не занимает такого большого пространства в боковом направлении, в отличие от круглой формы известного уровня техники. Это позволяет сэкономить пространство на палубе судна для других целей. В этой связи тот факт, что высота бокового щитка значительно больше его ширины, означает, что высота бокового щитка составляет 140-300%, предпочтительно - 160-250% от его ширины. Высота бокового щитка может составлять 40-120 см, предпочтительно - менее чем 70 см, однако, может изменяться в зависимости от типа судна. Форма поперечного сечения бокового щитка может иметь значительные отклонения, однако, его основная форма в вертикальном направлении всегда является прямоугольной. Возможность использования множества различных форм поперечного сечения также обеспечивает свободу для применения в конкретной конструкции судна. Согласно вариантам осуществления, показанным на чертежах, наружные углы прямоугольной формы могут быть в значительной степени закруглены.
На фигуре 3 показан боковой щиток 10, присоединенный к судну 12. Высота бокового щитка в кормовой части 20 судна больше, чем в средней или передней части судна. Высота бокового щитка в кормовой части составляет 120-180%, предпочтительно - 130-160% от высоты бокового щитка в других местах судна. Кормовая часть 20 судна 12 составляет 10-33%, предпочтительно - 15-25% от общей длины судна 12. Длина высокой части 20 составляет примерно 1-3 м при измерении от кормы судна. Высокая кормовая часть предназначена для улучшения плавучести судна и, соответственно, для повышения его эксплуатационной надежности в экстренных ситуациях. Если ошибка управления или т.п. приводит к опрокидыванию судна, боковой щиток будет удерживать судно на поверхности воды. Благодаря высокой кормовой части бокового щитка, двигатели судна остаются над поверхностью воды, поэтому, когда судно выправится, двигатели все еще будут находиться в рабочем состоянии. Такое свойство позволяет присваивать судну более высокий класс по классификации СОЛАС (International Convention for Safety of Life at Sea, SOLAS).
В варианте осуществления, показанном на фигуре 3, при перемещении корпуса судна боковой щиток находится над поверхностью воды или по меньшей мере вблизи поверхности воды, поэтому при нормальной эксплуатации его эффект плавучести не имеет большого значения. В случае повреждения корпуса боковой щиток сможет удерживать судно на плаву. Боковой щиток проходит вокруг судна за исключением кормы, которая, естественно, остается свободной для двигателей. Боковой щиток может содержать усиленную часть 17, показанную на фигуре 3 и выполненную из особенно износостойкого материала. На борту судна может быть предусмотрен выступ, на который устанавливается и опирается боковой щиток. Это наглядно показано на фигуре 1. Благодаря такому выступу, боковой щиток выдается наружу относительно ширины судна гораздо меньше, чем собственная ширина бокового щитка.
Согласно одному варианту осуществления боковой щиток имеет конструкцию, подобную сумке. В этой конструкции тканый элемент бокового щитка можно открыть сверху и легко заменить упругий элемент, расположенный внутри тканого элемента. Такая конструкция позволяет производить установку, техническое обслуживание и ремонт вспененного пластика. Благодаря тому, что карман, образованный тканым элементом, можно открывать, боковой щиток можно ремонтировать даже во время плавания судна.
Боковой щиток согласно полезной модели можно использовать во всех областях применения, если имеется возможность его прикрепления.