Морское судно
MARINE VESSEL

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса круглогодичной эксплуатации морского судна как в условиях спокойной воды, так и в условиях интенсивного морского волнения.
Известно рыбопромысловое судно для эксплуатации в районах северных морей, включающее корпус с ледовыми обводами и ледовым усилением, надстройку, носовую оконечность, образованную форштевнем, выполненным со скруглением по диаметральной плоскости и с наклоном в корму, с соединяющимися на нем выше уровня ватерлинии поверхностями бортов, имеющими скругление в пределах форштевня к диаметральной плоскости, сопряженными ниже уровня ватерлинии с поверхностью бульба, содержащего в своей верхней части ребро, образованное в диаметральной плоскости судна, имеющее уклон вниз от плоскости ватерлинии, и двигательно-движительный комплекс. (Патент РФ на изобретение №2728476 от 29.07.2020 г.) - прототип.
Недостатком известного судна является отсутствие возможности обеспечивать его эффективную работу в условиях спокойной воды из-за формы бульба с уклоном вниз от плоскости ватерлинии в диаметральной плоскости судна и содержащего в своей верхней части ребро, что с ростом скорости движения приводит к образованию подпорной волны в носовой части судна, и, в свою очередь, приводит к повышенному сопротивлению при движении морского судна, ухудшения параметров ходкости и, как следствие, повышенному расходу топлива. Кроме того, в условиях интенсивного встречного морского волнения с ростом скорости движения судна надводная часть носовой оконечности известного судна, с форштевнем, в надводной части, выполненным на участке S от носового перпендикуляра до 0,12-0,15 длины судна и ограниченным протяженностью поверхностей бортов по высоте Н, равной не более 0,83 высоты надстройки, создает дополнительное сопротивление, что также негативно сказывается на потреблении топлива, ходкости и мореходных качествах, вызванных характеристиками обтекания волн носовой оконечности и приводит к вынужденным мерам по снижению скорости движения судна.
Задачей предполагаемого изобретения является повышение эффективности эксплуатации морского судна в условиях эксплуатации на спокойной воде путем снижения расхода топлива, повышения параметров ходкости за счет уменьшения образования носовой подпорной волны перед форштевнем судна и, как следствие, снижения сопротивления, а также в условиях интенсивного встречного морского волнения путем снижения расхода топлива, сохранения скорости движения судна, улучшения ходкости и мореходных качеств за счет повышения характеристик обтекания волн носовой оконечности судна и, как следствие, снижения дополнительного сопротивления корпуса.
Технический результат достигается тем, что у морского судна, включающего корпус, надстройку, носовую оконечность, образованную форштевнем, выполненным со скруглением по диаметральной плоскости, с наклоном в корму на участке S и ограниченным протяженностью поверхностей бортов по высоте Н, соединяющихся на нем в пределах форштевня выше уровня ватерлинии, сопряженными с бульбом ниже уровня ватерлинии и двигательно-движительный комплекс, по изобретению наклон форштевня в корму на участке S составляет от носового перпендикуляра до 0,3 длины судна, ограничение протяженности поверхностей бортов по высоте Н, составляет не более 0,92 высоты надстройки, длина бульба составляет от 0,01 до 0,12 длины судна, высота от 0,1 до 0,65 высоты борта, ширина от 0,03 до 0,18 ширины судна, а его угол наклона γ в горизонтальной плоскости к ватерлинии составляет от минус 40 градусов до плюс 40 градусов.
Носовая оконечность выполнена с отбойным козырьком.
Выполнение форштевня на участке S, составляющим от носового перпендикуляра до 0,3 длины судна и ограничение протяженности поверхностей бортов по высоте Н, составляющей не более 0,92 высоты надстройки обеспечивают с ростом скорости хода повышенную ходкость за счет более плавного характера обтекания масс воды по поверхностям бортов носовой оконечности при движении судна в условиях интенсивного встречного морского волнения, что в результате обеспечивает снижение дополнительного сопротивления корпуса без снижения скорости движения судна. Выполнение бульба длиной от 0,01 до 0,12 длины судна, высотой от 0,1 до 0,65 высоты борта, шириной от 0,03 до 0,18 ширины судна и с углом наклона γ в горизонтальной плоскости к ватерлинии от минус 40 градусов до плюс 40 градусов, обеспечивает с ростом скорости движения повышенную ходкость, снижение сопротивления за счет уменьшения образования носовой подпорной волны перед форштевнем судна и, как следствие, снижения расхода топлива судна при работе в условиях спокойной воды.
Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг.1 вариант А представлено морское судно с носовым расположением надстройки интегрированной с носовой оконечностью, вариант Б представлено морское судно с расположением надстройки в районе миделя, вариант В представлено морское судно с кормовым расположением надстройки, на фиг.2 - фрагмент корпуса судна в виде его носовой оконечности и на фиг.3 - форма бульба морского судна (поперечное сечение).
Морское судно содержит корпус 1 (фиг.1,3), имеющий надстройку 2 (фиг.1, 2), носовую оконечность (фиг.2) с отбойным козырьком 7 (фиг.1) в своей верхней части и бульбом 4 (фиг.1,2,3), образованную форштевнем 3 (фиг.1, 2). Форштевень 3 выполнен со скруглением по диаметральной плоскости, с наклоном в корму на участке S и ограничен протяженностью поверхностей 6 (фиг.3) бортов по высоте Н, соединяющихся на нем в пределах форштевня 3 выше уровня ватерлинии 5 (фиг.1,2,3), сопряженными с бульбом 4, выполненным ниже уровня ватерлинии 5 и двигательно-движительный комплекс (на рисунке не показано). Наклон в корму на участке S составляет от носового перпендикуляра до 0,3 длины судна, ограничение протяженности поверхностей 6 бортов по высоте Н, составляет не более 0,92 высоты надстройки 2. Длина бульба 4 составляет от 0,01 до 0,12 длины судна, высота от 0,1 до 0,65 высоты борта, ширина от 0,03 до 0,18 ширины судна, а его угол наклона у в горизонтальной плоскости к ватерлинии от минус 40 град. до плюс 40 град.
Эксплуатация предлагаемого морского судна осуществляется следующим образом.
В случае движения морского судна в условиях интенсивного встречного морского волнения, с ростом скорости хода, носовая оконечность (фиг.2), с форштевнем 3 взаимодействует с набегающей волной и рассекает ее форштевнем 3 с наименьшим сопротивлением, после чего рассеченная форштевнем 3 волна плавно обтекает поверхности бортов 6, в направлении кормы, благодаря чему, обеспечивается оптимальное взаимодействие носовой оконечности судна с волной, что в свою очередь обеспечивает снижение дополнительного сопротивления корпуса 1 судна, повышение характеристик ходкости, сохранение скорости хода и, как следствие, снижение расхода топлива.
В случае работы морского судна в условиях спокойной воды, благодаря специально спроектированному бульбу 4 в подводной части корпуса 1 (ниже уровня ватерлинии 5) с ростом скорости хода бульб 4 за счет интерференции волн изменяет обтекание и направление потока воды, уменьшает высоту носовой подпорной волны, за счет чего повышаются параметры ходкости, уменьшается сопротивление и, как следствие, обеспечивается снижение расхода топлива.
Выбор расположения надстройки в носовой оконечности, в районе миделя или в кормовой оконечности на судне выбирается исходя из его архитектурно-конструктивного типа и выполняемых задач.
Предлагаемое морское судно имеет повышенную эффективность его эксплуатации на спокойной воде, благодаря снижению расхода топлива, повышению параметров ходкости, снижению сопротивления за счет уменьшения образования носовой подпорной волны перед форштевнем судна, а также в условиях интенсивного встречного морского волнения, благодаря снижению расхода топлива, сохранению скорости движения судна, улучшению ходкости и мореходных качеств, за счет повышения характеристик обтекания волн носовой оконечности судна и, как следствие, снижения дополнительного сопротивления корпуса, что выгодно отличает его от прототипа.