Корпус судна

Полезная модель относится к судостроению и может быть использована для проектирования и изготовления судов противоминной борьбы, предназначенных для выполнения комплекса мероприятий, направленных на обеспечение безопасности судоходства, путем снижения вероятности от подрыва на морских минах в прибрежных и удаленных морских районах.
Известен корпус судна, содержащий внешний корпус, внутри которого размещен внутренний корпус (см. заявку US3386404, 1968). При этом во внешнем корпусе выполнено как минимум одно сквозное отверстие, которое сообщает межкорпусное пространство с забортной водой.
Данная конструкция корпуса позволяет минимизировать вертикальные составляющие волновых нагрузок, но не обладает достаточной прочностью, т.к. сквозные отверстия во внешнем корпусе являются потенциальными концентраторами напряжений, а наличие воды в межкорпусном пространстве обуславливает необходимость обеспечения антикоррозионной защиты.
В качестве ближайшего аналога принят корпус судна, содержащий внешний корпус, в полости которого размещен внутренний корпус, выполненный с возможностью упругого деформирования (см. заявку GB1028136, 1966). При этом межкорпусное пространство через обшивку внешнего корпуса сообщено с забортной водой.
Недостатком ближайшего аналога является выполнение внешнего корпуса из материалов с нулевой или крайне низкой плавучестью, что приводит к тому, что в случае повреждения любого из корпусов межкорпусное пространство наполнится забортной водой или наливным грузом из внутреннего корпуса, тем самым снижая плавучесть судна.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка корпуса судна, который позволяет минимизировать динамическое воздействие на внутренние конструкции судна, его механизмы, оборудование и экипаж, передаваемое от внешнего корпуса.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в минимизации динамического воздействия на внутренние конструкции судна, его механизмы, оборудование и экипаж, передаваемое от внешнего корпуса, за счет конструкции внешнего корпуса и снижения жесткости бортовой обшивки внешнего корпуса на сжатие в своей плоскости в вертикальном направлении.
Поставленная задача решается тем, что в корпусе противоминного судна, содержащем внешний корпус, в полости которого размещен герметичный внутренний корпус, при этом один из корпусов выполнен с возможностью упругого деформирования, оба корпуса обладают самостоятельной плавучестью и жестко соединены между собой посредством палубного стрингера и связей, размещенных по периметру судна, в его межкорпусном пространстве в районе ширстрека, кроме того внешний корпус выполнен герметичным, с возможностью упругого деформирования и в надводной части внешнего корпуса, ниже ширстрека, выполнены продольные гофры.
Кроме того, гофры сформированы в ряды, размещенные по периметру внешнего корпуса.
Кроме того, плоскость симметрии гофров для каждого ряда ориентирована горизонтально.
Кроме того, в качестве связей дополнительно используют поперечные переборки.
Кроме того, палубный стрингер и связи объединяют ширстреки обоих корпусов в горизонтальную балку коробчатого профиля шириной, равной ширине межкорпусного пространства.
Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
При этом отличительные признаки формулы полезной модели решают следующие функциональные задачи.
Признак «оба корпуса обладают самостоятельной плавучестью» повышает надежность и безопасность судна в случае повреждения одного из корпусов.
Признак «оба корпуса… жестко соединены между собой» обеспечивает совместную работу внешнего и внутреннего корпусов, при которой нагрузка, обусловленная динамическим воздействием, от внешнего корпуса передается через связи на внутренний корпус и далее на внутренние конструкции судна, его механизмы, оборудование и экипаж.
Признаки «жестко соединены между собой посредством палубного стрингера и связей, размещенных по периметру судна, в его межкорпусном пространстве в районе ширстрека» и признак третьего зависимого пункта формулы обуславливают передачу нагрузки через связи на конструкции внутреннего корпуса судна, обладающие максимальной прочностью в продольной плоскости судна.
Признак «внешний корпус выполнен герметичным» повышает прочность внешнего корпуса судна и обуславливает отсутствие забортной воды в межкорпусном пространстве.
Признак «внешний корпус выполнен… с возможностью упругого деформирования» обеспечивают упругую деформацию подводной части внешнего корпуса при динамическом воздействии.
Признак «в надводной части внешнего корпуса, ниже ширстрека, выполнены продольные гофры» позволяет уменьшить жесткость бортовой обшивки внешнего корпуса на сжатие в своей плоскости в вертикальном направлении, при этом снижается возможность повреждения гофров от динамического воздействия.
Признаки первого и второго зависимого пункта формулы обеспечивают более равномерное распределение нагрузки, обусловленной динамическим воздействием, по периметру судна, за счет того, что ряды гофров размещены горизонтально.
Признаки третьего зависимого пункта формулы позволяют повысить жесткость судна в поперечной плоскости.
Признаки четвертого зависимого пункта формулы описывают простой способ формирования профиля замкнутого сечения, обладающего высокой прочностью при небольшом весе.
На фиг.1 показан поперечный разрез корпуса судна.
На фиг.2 показан поперечный разрез корпуса судна при динамическом воздействии.
На чертежах показаны внешний 1 и внутренний 2 корпуса, палубный стрингер 3, связи 4, межкорпусное пространство 5, ширстреки 6 и 7 внешнего 1 и внутреннего 2 корпусов соответственно, продольные гофры 8.
Внешний корпус 1 обладает самостоятельной плавучестью и выполнен герметичным, с возможностью упругого деформирования.
Кроме того, в надводной части внешнего корпуса 1, ниже его ширстрека 6, выполнены продольные гофры 8, сформированные в ряды, размещенные по периметру внешнего корпуса 1, причем плоскость симметрии гофров 8 для каждого ряда ориентирована горизонтально.
В полости внешнего корпуса 1, с образованием межкорпусного пространства 5, размещен герметичный внутренний корпус 2, который обладает самостоятельной плавучестью.
Внешний 1 и внутренний 2 корпуса жестко соединены между собой посредством палубного стрингера 3 и связей 4, размещенных по периметру судна, в его межкорпусном пространстве 5 в районе ширстреков 6 и 7. При этом палубный стрингер 3 и связи 4 объединяют ширстреки 6 и 7 внешнего 1 и внутреннего 2 корпусов соответственно в горизонтальную балку коробчатого профиля шириной, равной ширине межкорпусного пространства 5.
Дополнительно в качестве связей можно использовать поперечные переборки (на чертежах не показаны).
Заявляемое устройство работает следующим образом.
При подводном взрыве вблизи от корпуса судна на обшивку внешнего корпуса 1 действует силовой импульс, создаваемый ударной волной.
Обшивка внешнего корпуса 1 корпуса упруго деформируется, поглощая часть энергии удара. Вертикальная составляющая ударного импульса передается бортовой обшивкой на продольные гофры 8, которые, обладая высокой гибкостью при действии сжимающего усилия, деформируются, играя роль амортизатора, и передают на палубный стрингер 3, связи 4, ширстреки 6 и 7 ослабленный импульс.
Тем самым, к минимуму сводится ударное воздействие взрывной волны на жизненно важные конструкции, механизмы, оборудование и организмы членов экипажа, находящиеся во внутреннем корпусе.
Следует иметь в виду, что корпуса противоминных судов как правило выполняют из неметаллических материалов (раньше это было дерево, сейчас – полимеры), так как приведение в действие значительной части мин основано на электромагнитных принципах.
Использование полимеров дает дополнительные преимущества в силу их высокой эластичности. На этом основан принцип демпфирования ударных воздействий на корпус за счет упругого изгиба без повреждений днищевого перекрытия при ударном воздействии на него, а устройство гофров позволит существенно повысить эффект демпфирования.