Корпус судна

МПК B 63 B 1/10, B 63 G 7/00
Корпус судна
Полезная модель относится к судостроению и может быть использована для проектирования и изготовления корпусов судов ледового плавания.
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 при сведении к минимуму динамического воздействия на внутренние конструкции судна, его механизмы, оборудование и экипаж, передаваемого от внешнего корпуса, позволяет обеспечить прочность корпуса при взаимодействии со льдом.
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 и одновременном обеспечении необходимой жесткости корпуса в районе ледового пояса для восприятия нагрузок со стороны льда, перпендикулярных к плоскости борта.
Поставленная задача решается тем, что в корпусе судна, содержащем внешний корпус, в полости которого размещен герметичный внутренний корпус, при этом один из корпусов выполнен с возможностью упругого деформирования, отличающийся тем, что 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 районе ледового пояса 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 «во внешнем корпусе… выполнены продольные гофры» позволяет уменьшить жесткость бортовой обшивки внешнего корпуса на сжатие в своей плоскости в вертикальном направлении.
Признак «продольные гофры… выполнены в районе ледового пояса» обеспечивает повышение жесткости корпуса при восприятии нагрузок со стороны льда, действующих перпендикулярно к бортовой обшивке.
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 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 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 районе ледового пояса внешнего корпуса 1 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 ударных воздействиях на подводную часть корпуса обшивка внешнего корпуса 1 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.
При этом размещение продольных гофров 8 в районе ледового пояса позволяет значительно повысить изгибную жесткость обшивки внешнего корпуса 1 при действии ледовых нагрузок в районе ватерлинии со льдом, направленных перпендикулярно обшивке. Таким образом, гофры играют роль подкрепления корпуса в районе ледового пояса без введения дополнительного набора.
Тем самым, при сведении к минимуму динамического воздействия при ударных нагрузках на подводную часть корпуса на жизненно важные конструкции, механизмы, оборудование и организмы членов экипажа, находящиеся во внутреннем корпусе, обеспечивается прочность корпуса при действии ледовых нагрузок.