НОС СУДНА
HEAD OF SHIP

Изобретение относится к носу судна согласно ограничительной части п.1 формулы.
Такой нос, который может использоваться в современном судостроении также в качестве модуля, пригоден для различных судов, например контейнеровозов, танкеров или многоцелевых судов и т.п.
Носы судов сопоставимых форм известны, например, из DE 2928634 B1, DE 3838791 А1 и DE 3712534 А1.
Контур корпуса судна из DE 2928634 В1 выполнен, например, трехкилевой формы. У этого контура теряется полезное трюмовое пространство. Также модульную конструкцию для различных типов судов вряд ли удалось бы реализовать, причем интеграция направляющей для воздушных пузырьков с целью уменьшения трения о дно судна представляется почти невыполнимой.
В DE 3838791 А1 описан нос судна с двумя внешними килевыми линиями. Нижняя поверхность корпуса судна особенно пригодна при этом для занятий яхтенным спортом. Что касается использования в грузовых судах любого рода, то в отношении интеграции современных приводных систем и современной модульной конструкции судна возможности реализации почти отсутствуют.
Из DE 3712534 А1 известен корпус судна с двумя боковыми катамаранными поплавками и смещенной по высоте средней частью. Эта средняя часть служит в качестве зоны пропуска воды к расположенному приблизительно посередине гребному винту.
Из-за проходящей по всей длине судна средней части приходится сознательно мириться с недостатком неиспользуемого объема в качестве грузового объема. Модульное изменение носа судна пригодно поэтому только для особо описанного в этом уровне техники типа судов.
Описанный в DE 10343078.4 нос судна рассчитан специально для размещенных в носовой части судна пропульсионных блоков, причем гидродинамическая форма требует еще усовершенствований принципиальной концепции.
Перечисленные выше формы носов судов частично модульно непригодны поэтому для различных грузовых судов.
Другой корпус судна известен из патента JP 58047689. Этот известный корпус судна имеет две выступающие структуры форштевня, между которыми предусматривается наклонная поверхность.
В основе изобретения лежит поэтому задача создания носа судна, который при высокой экономичности в эксплуатации судна можно было бы использовать в качестве модуля для самых разных типов судов и в самых разных районах плавания, таких как мелководье и глубоководье.
Эта задача решается согласно изобретению у носа судна посредством признаков п.1 формулы.
Основной идеей изобретения является создание полукатамаранного носа судна со средней салазковой косоповерхностной структурой. Полукатамаранная структура при переходе к средней части судна, т.е. в носовую часть, покидается, чтобы получить максимально возможное грузовое пространство. С другой стороны, косоповерхностный контур от самой низкой воображаемой килевой линии до самой верхней носовой части создан с непрерывно переходящей в нижнюю и верхнюю переходные зоны косой поверхностью, которые в носовой части заставляют скользить втянутые волны под дном судна для эффективной тяги.
Главная поверхность косоповерхностного участка расположена при этом предпочтительно под углом наклона 10-25° к воображаемой килевой линии и переходит с большим радиусом дуги 10-40 м в дно судна или в самую переднюю носовую часть. Косая поверхность имеет при этом набегающую клиновую форму, что в значительной степени предотвращает действие подпора ударяющих волн и делает судно пригодным для плавания во льдах.
Катамаранные внешние полозья предусмотрены со стороны левого и правого бортов по типу установленных клиньев и имеют максимальное свободное расстояние А на штевне.
Полозьевая структура рассчитана относительно средней оси судна преимущественно прямолинейной, при необходимости также строго параллельно средней оси судна. Внешний контур полозьев от передней вершины клина конфигурирован дугообразно до максимальной ширины, причем средняя касательная к внешнему контуру имеет целесообразно угол λ в диапазоне 6-20°. На вершине клина этот угол может составлять также около 30°. Общая ширина В носа или судна в зависимости от назначения и расчета судна находится в соотношении с расстоянием А. Это соотношение выбирают преимущественно в диапазоне от 1,5 до 3,5.
В зависимости от установки пропульсионных блоков в носовой части судна и в согласовании с возможными устройствами для уменьшения трения о дно судна внутренние поверхности полозьев могут быть расположены для гидродинамического улучшения под углом β в диапазоне от -5° до +5° к проведенной через вершину клина линии, параллельной продольной оси или средней оси судна.
Нос судна может использоваться в качестве модуля на самых разных типах судов, таких как контейнеровозы, танкеры или сухогрузы и т.п., и пригоден также для самых разных размеров судов. Оптимальная пригодность для плавания во внутренних водах, а также для каботажного и морского плавания представляется подтвержденной тестовыми испытания на модели.
Предпочтительно приблизительно вертикальная конфигурация форштевня полозьев вместе со средним косоповерхностным контуром дает зону втягивания для ударяющих волн при переднем угле раскрытия А, который пригоден также для смазки воздушными пузырьками косой поверхности и дна судна.
Нос судна особенно пригоден для плавания по мелководью, в частности во внутренних водах, с относительно высокой скоростью, причем за счет гидродинамической структуры даже при более высоких скоростях уменьшается более сильное волнообразование и достигается высокая экономическая эффективность.
Изобретение более подробно поясняется ниже на примере его осуществления, изображенном на чертежах, на которых представляют:
- фиг.1: вертикальный разрез носа судна в зоне средней оси судна;
- фиг.2: донную часть модуля носа судна из фиг.1 с основными данными геометрической формы носа.
На фиг.1 нос 1 модульного типа изображен в разрезе вдоль продольной оси 30 судна.
Форштевень 3 предусмотренного со стороны левого борта полоза 6 имеет в значительной степени вертикально проходящую переднюю вершину клина. Самая нижняя часть носа 1 проходит вдоль воображаемой килевой линии 4, обозначающей в направлении середины судна его дно 5.
Между внешними полозьями 6, 7 симметрично продольной оси 30 судна предусмотрен салазковый косоповерхностный участок 9, проходящий под углом α 10-25° к воображаемой килевой линии 4. На фиг.1 этот косоповерхностный участок 9 дугообразно с большим радиусом С переходит в переходной зоне 14 в дно 5 судна. Радиус С может составлять при этом 10-45 м, преимущественно до 40 м.
Аналогичным образом в передней части косой поверхности 9 предусмотрена дугообразная переходная зона 15 вверх с радиусом D 10-30 м. Примыкающий к переходной зоне 15 вперед участок проходит целесообразно в направлении форштевня 3 под углом ψ 1-20°.
Вид на сторону дна на фиг.2 показывает полозья 6, 7 с прямолинейной поверхностью или внутренней линией 18 и дугообразным внешним контуром 19 до максимальной ширины 25. На форштевне между остриями полозьев 6, 7 предусмотрено расстояние А в качестве проема для затекания воды со стороны носа.
Свободное расстояние А поддерживают целесообразно постоянным в качестве внутреннего расстояния между полозьями 6, 7 в носовой части.
Изменения в соответствии со специфическими условиями, такими как техника привода в передней части судна и т.д., и расположение внутренних линий 18 под углом β +/-5° к параллели средней оси 30 судна возможны для улучшения характера обтекания.
В случае устройства для ввода воздушных пузырьков для уменьшения трения о дно судна уже на косоповерхностном участке 9 могут быть предусмотрены продольные ребра 23 небольшой высоты 2-3 см для лучшего ведения завесы из воздушных пузырьков.
Средний угол λ в качестве тангенциального угла к дугообразному внешнему контуру 19 полоза 7 составляет 6-20°. На вершине 3 клина этот угол больше и может составлять около 30°.
Во время модельных испытаний отношение максимальной общей ширины В носа 1 к расстоянию А оказалось особенно эффективным в диапазоне 1,5-3,5. Отклонения от этого возможны в отношении специального общего расчета корпуса судна, мощности привода и грузоподъемности.
Основные геометрические данные носа судна могут быть также приблизительно взяты из показанных на фиг.1 и 2 соотношений. В своей основополагающей идее этот нос может использоваться в самых разных типах судов и для самых разных вод, как и для самых разных приводных блоков, при необходимости даже для плавания во льдах.