ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ КАТАМАРАН
HIGH-SPEED CATAMARAN

Изобретение относится к области судостроения, преимущественно высокоскоростного речного, и может быть использовано для пассажирских перевозок как на реках (вар. мелководных), так и в прибрежной морской зоне и может служить альтернативой судам на воздушной подушке.
Известны катамараны, в которых с целью снижения волнового сопротивления предполагается использование асимметричных корпусов, имеющих в плане форму плоско-выпуклого крыла с плоскими наружными поверхностями (патент RU №2106279), но достигаемый эффект оказывается незначительным вследствие «утечки» поперечной межкорпусной волны вниз в процессе перемещения ее относительно корпусов судна. А прямоугольное сечение этих корпусов увеличивает смоченную поверхность (в сравнении с корпусами круглого сечения), увеличивая потери энергии на трение, что сводит достигаемый эффект к нулю. И вследствие этого предлагаемый способ снижения волнового сопротивления не нашел практического применения.
Целью изобретения является достижение рекуперации большей части энергии поперечной межкорпусной волны, возникающей при высокоскоростном движении катамарана с асимметричными корпусами (ориентировочно 80÷90%).
Технически результат достигается тем, что в катамаране, содержащем два корпуса, связанных между собой соединительным мостом, в котором каждый из корпусов имеет в плане форму плоско-выпуклого крыла с плоской вертикально расположенной наружной поверхностью и криволинейной внутренней, относительно продольной оси катамарана и с плоскими горизонтально расположенными верхней и нижней плоскостями и в которых каждое поперечное сечение имеет прямоугольную форму, по изобретению нижние поверхности корпусов соединяются между собой горизонтально расположенной плоскостью, имеющей в продольном сечении форму плоско-выпуклого крыла с плоской нижней поверхностью. При этом движители (вар. гребные винты) располагаются в самом узком месте межкорпусного пространства. А горизонтально расположенная плоскость перекрывает все межкорпусное пространство в его нижней части. Под нижнюю поверхность горизонтально расположенной плоскости в передней ее части подается тонкослойно сжатый воздух. Для обеспечения равномерности распределения сжатого воздуха по всей нижней поверхности горизонтально расположенной плоскости и нижней поверхности корпусов катамарана на их наружной поверхности и по всей длине устанавливаются продольные ребра.
На фиг. 1 изображен скоростной катамаран (далее В.К.) в продольном разрезе. На фиг. 2 - В.К., разрез A-A. На фиг. 3 и 4 показана схема рекуперации энергии поперечной волны.
В.К. содержит два асимметричных корпуса 1, соединенных мостом 2, нижнюю горизонтально расположенную плоскость 3 с продольными ребрами 4 и движители 5.
Рекуперация энергии поперечной волны в предлагаемом В.К. осуществляется следующим образом. При движении В.К. с высокой скоростью встречная вода вследствие своей инерционности создает в передней части межкорпусного пространства избыточное давление, поднимающее поперечную волну (см. фиг. 3), которая создает так называемое волновое сопротивление, тормозящее судно. Но после прохождения самого узкого места в межкорпусном пространстве (Б-Б) поперечная волна начинает отдавать свою энергию (рекуперация), оказывая дополнительное гидростатическое давление на расходящиеся внутренние поверхности корпусов В.К. (коньковый эффект). При этом горизонтально расположенная плоскость 3 препятствует оттоку энергии поперечной волны вниз межкорпусного пространства. Горизонтально расположенная плоскость 3 создает дополнительную смоченную поверхность, увеличивая этим потери энергии на трение, и для его снижения используется воздушная «смазка» (под его нижнюю поверхность, как и под нижние поверхности корпусов В.К. тонкослойно подается сжатый воздух от компрессора - не показан).
Использование принципа рекуперации энергии поперечной волны позволит свести к минимуму волновое сопротивление, являющееся главным препятствием в создании высокоскоростных судов водоизмещающего типа. А высокая экономичность и большая грузоподъемность, присущая судам такого типа, обеспечивают им ряд преимуществ в сравнении с высокоскоростными судами других типов (на п/крыльях, на в/подушке и пр.). Кроме того, принцип рекуперации энергии поперечной волны применим не только для моторных судов, но для парусных (вар. спортивных).