НАДВОДНОЕ СУДНО

Надводное судно относится к отрасли судостроения и предназначено для транспортировки грузов и пассажиров на морях с повышенными скоростями движения.
Известно плавучее средство (RU, патент №2013306, В63Н 5/16, 1990 г.), содержащее корпус с бортами и подднищевым каналом переменного сечения, в котором размещены движители, причем подднищевой канал выполнен с плавно изменяющимся по его длине сечением, максимальным на входе в канал и выходе из него и минимальным в средней его части, при этом движители размещены в сужающейся части канала, причем по крайней мере один из них размещен в районе минимального сечения канала.
Недостатками аналога являются: большие затраты электроэнергии (не возобновляемой) при движении плавучего средства.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является подводное судно (RU, патент №2095276 С1, В63G 8/00, 8/22, 1997 г.), содержащее корпус, внутри которого в продольной плоскости ниже ватерлинии размещена по крайней мере одна труба со сквозным каналом, в средней части которого установлена водяная турбина (гидротурбина) для обеспечения движения судна, связанная с силовой установкой, причем труба выполнена цилиндрического сечения, а в носовой и кормовой частях ее смонтированы шторки для герметического перекрытия канала трубы, а судно снабжено средством для удаления воды из трубы при закрытых шторках для создания судну положительной плавучести.
Недостатками прототипа является: большие затраты электроэнергии (не возобновляемой) при работе водяной турбины (гидротурбины) в процессе движения судна.
Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается: в использовании в качестве движителя судна медленно вращающихся вокруг вертикальных осей круглых цилиндров - роторов, при неравномерном обтекании морским потоком контура которых образуется сила F (используется эффект Магнуса), движущая судно вперед; в использовании медленно вращающихся вокруг горизонтальных осей круглых цилиндров - роторов, при неравномерном обтекании морским потоком контура которых образуется подъемная сила G (используется эффект Магнуса), которая уменьшает осадку судна; в увеличении скорости движения судна вперед.
Для достижения указанного технического результата надводное судно, содержит корпус, внутри которого в продольной плоскости ниже ватерлинии размещена по крайней мере одна труба со сквозным каналом, а в носовой и кормовой частях трубы смонтированы задвижки с электроприводами для герметического перекрытия канала трубы, принудительное средство для удаления морской воды из трубы, движитель судна, силовую установку и гребной винт, причем труба в плане выполнена в виде синусоиды с прямолинейными участками на продольной и поперечных осях судна, имеет прямой уклон в сторону кормы, сквозной канал имеет прямоугольное поперечное сечение, на прямолинейных участках поперечных осей судна размещены напорные камеры, в которых установлены движители судна - круглые цилиндры - роторы с вертикальной осью вращения, а на прямолинейных участках продольной оси судна размещены напорные камеры, в которых установлены круглые цилиндры - роторы с горизонтальной осью вращения, создающие подъемную силу во время движения судна.
Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше, наиболее близкого к нему, являются то, труба в плане выполнена в виде синусоиды с прямолинейными участками на продольной и поперечных осях судна, имеет прямой уклон в сторону кормы, сквозной канал имеет прямоугольное поперечное сечение, на прямолинейных участках поперечных осей судна размещены напорные камеры, в которых установлены движители судна - круглые цилиндры - роторы с вертикальной осью вращения, а на прямолинейных участках продольной оси судна размещены напорные камеры, в которых установлены круглые цилиндры - роторы с горизонтальной осью вращения, создающие подъемную силу во время движения судна.
Благодаря наличию этих признаков применение данного устройства - надводного судна позволяет: использовать кинетическую энергию морского потока, путем преобразования ее в силу F, движущую судно вперед; использовать кинетическую энергию морского потока, путем преобразования ее в подъемную силу G, уменьшающую осадку судна; в процессе движения судна (от гребного винта) резко сократить потребляемую энергию силовой установки за счет использования сил F и G; увеличить скорость движения судна вперед.
Предлагаемое устройство - надводное судно иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1 и фиг.2.
На фиг.1 показан внешний вид надводного судна на уровне машинного отделения (план), на фиг.2 - продольный разрез.
Надводное судно включает корпус 1, внутри которого размещена в продольной плоскости ниже ватерлинии по крайней мере одна труба 2 со сквозным каналом 3 прямоугольного поперечного сечения. Труба 2 в плане выполнена в виде синусоиды с прямолинейными участками на продольной 4 и поперечных осях 5 судна, имеет прямой уклон 6 в сторону кормы 7. На прямолинейных участках поперечных осей 5 судна размещены напорные камеры 8 прямоугольного поперечного сечения, в которых установлены движители судна - круглые цилиндры - роторы с вертикальной осью вращения 9, создающие движущую силу F судна. На прямолинейных участках продольной оси 4 судна размещены напорные камеры 10 прямоугольного поперечного сечения, в которых установлены круглые цилиндры - роторы с горизонтальной осью вращения 11, создающие подъемную силу G во время движения судна. Круглые цилиндры - роторы с вертикальной осью вращения 9 в зависимости от направления подходного морского потока вращаются (от 3 до 10 об./мин) по часовой стрелке 12 или против часовой стрелки 13. Круглые цилиндры - роторы с горизонтальной осью вращения 11 потока вращаются (от 3 до 10 об./мин) по часовой стрелке 12. На входе 14 в трубу 2 и на входе 15 из трубы 2 установлены задвижки с электроприводами 16. Стрелкой 17 показано направление входного морского потока, а стрелкой 18 выход его из трубы 2. Для удаления морской воды из трубы 2 предусмотрено принудительно устройство (насосный агрегат) 19 с задвижкой на всасывающей линии 20 и на напорной линии 21 со сбросом воды за борт суда. В кормовой 7 части судна размещена силовая установка 22 гребного винта 23. Боковая поверхность сквозного канала 3 и роторов 9, 11 выполняется из прочного материала (листа) с гладкой поверхностью с покрытием от обрастания морскими организмами.
Работа надводного судна осуществляется следующим образом.
При движении корпуса 1 судна в морском потоке образуются силы препятствующие движению: лобового сопротивления; силы трения потока о корпус 1 и силы волнового сопротивления. Силы лобового сопротивления уменьшаются за счет создания при входе 14 в сквозной канал 3 пониженного давления при отборе морской воды в трубу 2 (направление входного 17 и выхода потока 18) в процессе движения судна (работает силовая установка 22 с гребным винтом 23). Силы трения снижаются в процессе движения судна, так как уменьшается площадь смоченной поверхности корпуса 1 за счет выталкивания судна подъемной силой G, которая образуется при неравномерном обтекании контура круглого цилиндра - ротора с горизонтальной осью вращения 11 по часовой стрелке 12 (эффект Магнуса). Силы волнового сопротивления снижаются за счет выполнения корпуса 1 обтекаемой формы в виде удлиненного эллипсоида по продольной оси 4. Увеличение тяги судна в процессе его движения обеспечивается силой F, которая образуется при неравномерном обтекании контура круглого цилиндра - ротора с вертикальной осью вращения 9 в зависимости от направления подходного потока морской воды (по часовой 12 или против часовой стрелки 13, эффект Магнуса). Труба 2 в плане выполнена в виде синусоиды с прямолинейными участками на продольной 4 и поперечных осях 5 судна, имеет прямой уклон 6 в сторону кормы 7. Выполнение трубы 2 в виде синусоиды связано с необходимостью подвода морской воды к круглым цилиндрам - роторам с вертикальной осью вращения 9 (силы инерции, которые возникают в процессе движения морской воды на криволинейных участках трубы 2 уравновешены относительна продольной оси 4). На прямолинейных участках поперечных осей 5 судна размещены напорные камеры 8 прямоугольного поперечного сечения, в которых установлены движители судна - круглые цилиндры - роторы с вертикальной осью вращения 9, создающие движущую силу F судна. На прямолинейных участках продольной оси 4 судна размещены напорные камеры 10 прямоугольного поперечного сечения, в которых установлены круглые цилиндры - роторы с горизонтальной осью вращения 11, создающие подъемную силу G во время движения судна. При закрытых задвижках 16 на входе 14 и выходе 15 из трубы 2 производится удаление морской воды из сквозного канала 3 при помощи работающего принудительного устройства 19 при открытых задвижках 20 и 21. Эта процедура необходима для выполнения осмотра и ремонта сквозного канала 3 и роторов 9 и 11.
Внедрение надводного судна позволит снизить энергоемкость силовой установки во время движения судна и увеличить скорость его движения вперед.