Податливое покрытие для обшивки корпуса судна

Полезная модель относится к гидродинамике судов, судостроению и касается снижения сопротивления трения корпуса судна путем управления турбулентным пограничным слоем на обшивке корпуса судна.
Известно устройство по снижению гидродинамического трения обшивки корпуса судна путем подачи водного раствора полимерных добавок в турбулентный пограничный слой жидкости, обтекающей корпус судна, с вводом высококонцентрированного исходного продукта полимера, дозатором в предлопастную зону насоса системы подачи полимерного раствора, дистрибьютируют лопастной системой насоса полимерные частицы, раздвигая и дробя продукт взаимодействия пасты с жидкостью, интенсифицируя процесс растворения, формируют трубопроводами и щелевыми камерами трехщелевую систему прокачки забортной жидкости, засасывая забортную жидкость насосной системой в зоне вниз или вверх по потоку от щели подачи водного раствора полимерных добавок, подавая напором другого насоса в пограничный слой судна через наклонную к плоскости обшивки щель, снесенную вниз по потоку относительно щели подачи водного раствора добавок, (см. МПК В63В 1/34 (2000.01) описание изобретения к патенту №2196700 Российской Федерации, дата публикации 20.03.2003 г.).
К недостаткам известного устройства управления турбулентным потоком является малая экономическая целесообразность, связанная с вводом дополнительного расходного компонента в виде полимерных добавок, постоянно требующих их пополнения.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является техническое решение по снижению сопротивления движению тел посредством формирования вязкоупругого покрытия их поверхности, включающее в себе следующие операции: а) определение характеристик турбулентного пограничного слоя при заданной скорости свободного потока, используя граничные условия для жесткой поверхности, имеющей такой же размер и форму, как и поверхность с покрытием, при этом указанные характеристики включают толщину пограничного слоя, фазовую скорость и частоту, соответствующие максимальным энергонесущим возмущениям, профили средней скорости, распределение напряжений Рейнольдса, распределение напряжений сдвига на стенке, и сопротивление трения; б) выбор свойств материала покрытия, включая плотность, комплексный модуль сдвига и толщину покрытия, при которых покрытие, подвергаемое действию вынуждающей функции, идентичной нагрузке, порождаемой этим пограничным слоем и определенной на этапе а), будет обеспечивать максимальный поток энергии в покрытие, не вызывая возмущения поверхности, которые превышают по амплитуде толщину вязкого подслоя, в) определение характеристик этого пограничного слоя на покрытии при заданной скорости свободного потока, используя амплитуды колебаний и поток энергии, соответствующие свойствам материала покрытия, выбранным на этапе б), включая профили средней скорости, распределение напряжений Рейнольдса, распределение напряжений сдвига на стенке и сопротивление трения, г) определение снижения сопротивления трения в процентах как отношение разницы между значениями сопротивления трения с покрытием и без него, определенными на этапе а) и в), к сопротивлению трения, определенному на этапе а), для определения количественных значений состава и конфигурации покрытия; д) формирование вязкоупругого покрытия из материала или комбинации материалов, выбранных на этапах а)-г). (см. МПК В63В 1/34, В64С 21/10 описание изобретения к патенту №2250175 Российской Федерации, дата публикации 20.03.2004 г.).
Недостаткам известного устройства является однородность внутреннего слоя податливого покрытия, что существенно снижает эффективность по поглощению энергии турбулентного потока.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение эффективности поглощения энергии турбулентного потока.
Сущность технического решения заключается в том, что в податливом покрытии для обшивки корпуса судна между внутренним и наружным слоем расположены поперечные трубчатые перегородки с изменяемой толщиной по высоте и длине, которые обеспечивают изменение жесткости в продольном и поперечном направлении.
Расположение между внутренним и наружным слоем набора ребер с изменяемой толщиной по высоте и длине, соответствующим геометрическим размерам длины обшивки корпуса судна повышает эффективность поглощения турбулентного потока.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где изображено податливое покрытие для обшивки корпуса судна в разрезе.
Податливое покрытие для обшивки корпуса судна, содержит внутренний слой 1, толщиной L=2…10 мм, который крепится на корпусе судов с помощью монтажнных метизов или специальных клеев, наружный слой 2, толщиной l=0,1…2 мм, в виде тонкой вязкоупругой стенки, которая поглощает энергию из турбулентного потока и модифицирует механизм обмена энергии между стенкой и потоком, в результате чего изменяется локальный профиль скорости и развитие пограничного слоя, и поперечными трубчатыми перегородками 3, диаметром d=0,1-0,3 мм и высотой h=1,0-10 мм, которые обеспечивают изменение жесткости в продольном и поперечном направлении со свойствами поглощения энергии пристроенного турбулентного слоя внутрь покрытия. Податливое покрытие может изготавливается из следующих материалов: резина (марки ИРП-3029, ИРП-1287, В-14 по ГОСТ 9.071-76), пластмасса (марки 15303-003 ГОСТ 16337-77, 20808-024 ГОСТ 16338-85), полиуретан (марки ШУ-ЗБТ, ДВ-105 ГОСТ 17648-83) с диапазоном значений модуля Юнга от 0,1 до 1000 МПа, диапазоном значений коэффициента потерь (ГОСТ Р ИСО 18437-1-2014) от 0,01 до 2.
Применение заявляемой полезной модели позволит увеличить эффективность поглощения энергии турбулентного потока, а также экономичность эксплуатации судов и подводных аппаратов за счет снижения гидродинамического сопротивления на 30-50%.
.