УСПОКОИТЕЛЬ КАЧКИ СКОРОСТНОГО СУДНА
HIGH-SPEED SHIP ROLLING AND PITCHING DAMPER

Изобретение относится к области судостроения и касается успокоителей продольной и бортовой качки скоростных судов.
Известны пассивные успокоители качки, включающие установленное на скуловом закруглении корпуса судна крыльевое устройство малого удлинения в виде скулового (бокового) киля, представляющего наружные продольные листовые или профильные связи (А.Н.Холодилин, А.Н.Шмырев. Мореходность и стабилизация судов на волнении. Справочник, Л.: Судостроение, 1976, с.157-169 - прототип). Эти связи образуют стенку киля, к свободной кромке которой прикрепляются обделки в виде трубчатого, пруткового или полособульбового профилей (по ОСТ5Р. 1194-95), либо в виде гнутой пластины с поперечным сечением в форме равнобокого угольника. Последняя жестко прикреплена к стенке киля. Обычно протяженность в поперечном направлении (высота стенки) успокоителя качки назначается максимально возможной, при которой успокоитель не выходит за габариты судна.
Недостатком известного успокоителя качки, используемого на быстроходных судах, является малая эффективность при высокой скорости хода, то есть слабое успокоение продольной и бортовой качки и, как следствие, высокий уровень нагрузок на корпусные конструкции, значительное гидродинамическое сопротивление, вызывающее снижение скорости хода судна.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности успокоения продольной и килевой качки, уменьшение нагрузок на корпусные конструкции, а также снижение сопротивления воды движению судна.
Для достижения указанного технического результата по изобретению в успокоителе качки скоростного судна, включающем установленное на скуловом закруглении корпуса судна крыльевое устройство, последнее выполнено в виде последовательно расположенных друг за другом крыльев (полиплана) с шагом, составляющим от половины до десяти корневых хорд крыла.
Для более эффективного снижения качки крылья могут иметь стреловидность, причем угол стреловидности по передней кромке составляет не менее 50°.
Для повышения гидродинамического качества крылья оснащены концевыми шайбами.
Выполнение успокоителя качки в виде последовательности расположенных друг за другом крыльев с шагом, составляющим от половины до десяти корневых хорд крыла, в совокупности с рациональным выбором протяженности в поперечном направлении (с назначением размаха крыла максимально возможным, при котором успокоитель не выходит за габариты судна), обеспечивает увеличение (по сравнению с протипом) удлинения крыла. В результате на высоких скоростях хода судна повышаются гидродинамические силы, воздействующие на успокоитель и вызывающие успокоение качки.
Придание крыльям стреловидности и оснащение крыльев концевыми шайбами также повышают гидродинамическое демпфирование качки и эффективность устройства.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется рисунками, где на фиг.1 показана носовая часть успокоителя с двумя расположенными друг за другом крыльями, на фиг.2 - сечение А-А крыла и корпуса на фиг.1, на фиг.3 - распределение гидродинамических сил вдоль прототипа (скулового киля), на фиг.4 - распределение гидродинамических сил вдоль предлагаемого успокоителя качки.
1
2
Успокоитель качки скоростного судна содержит расположенные друг за другом крылья (с корневой хордой L и с шагом установки L), которые состоят из несущей плоскости (стенки) 1 с наклонной входящей кромкой. Несущая плоскость соединяется с обшивкой 2 корпуса судна через соединительную планку 3. Концевая шайба 4 соединяется с несущей плоскостью.
Достижение технического результата с помощью предлагаемых вариантов исполнения скулового киля осуществляется следующим образом.
Во время хода судна на волнении происходит качка судна, вызывающая скос вызванного ходом судна и натекающего на крылья потока жидкости. В результате на крылья действует гидродинамическая сила, вызывающая успокоение качки и, вследствие этого, уменьшение внешних сил, действующих на корпусные конструкции. Характер распределения этой силы в продольном направлении представлен на фиг.2. При высокой скорости хода судна эта сила значительна только на той части длины крыла, которая расположена вблизи входящей кромки. Поэтому при увеличении числа крыльев, связанном с переходом от скулового киля, представляющего собой одно крыло (фиг.3), к последовательности расположенных друг за другом крыльев (фиг.4) происходит увеличение демпфирующих сил на крыльях, более эффективное успокоение качки, уменьшение интенсивности ударов корпуса о встречные волны и уменьшение внешних сил, действующих на корпусные конструкции. Кроме того, уменьшается смоченная площадь крыльевого устройства, вследствие чего в условиях тихой воды и малого волнения снижается вязкостное сопротивление воды движению судна. При интенсивном волнении происходит более значительное (по сравнению с прототипом) уменьшение амплитуд качки и, благодаря этому, имеет место существенное снижение дополнительного сопротивления воды движению судна в условиях волнения.
Предлагаемый успокоитель качки позволяет снизить качку судна, уменьшить внешние силы, действующие на корпусные конструкции, сопротивление воды движению судна и обладает повышенной эффективностью, что его выгодно отличает от прототипа.