СУДНО

Полезная модель относится к области судостроения, в частности к устройствам стабилизации качки судов.
Известна пассивная система успокоения килевой качки судна (RU 269848, МПК В63В 39/00, опубл. 1970, БИ №15) в виде водяных каналов, приемные отверстия которых расположены у форштевня, а выпускные смещены в корму и расположены на днище корпуса.
Стабилизирующий момент возникает благодаря свободному перетеканию забортной воды через отверстия, выполненные в носовой части корпуса судна. Водяные каналы выполнены в виде симметрично расположенных относительно форштевня трубчатых колен, изогнутых к бортам в сторону кормы таким образом, что колена одной пары расположены выше приемных отверстий, а колена другой пары размешены ниже приемных отверстий, причем у одной пары колен приемные отверстая расположены над приемными отверстиями другой пары колен, при выключенной системе, например, в тихую погоду, приемные отверстия колен объединены в общую горловину на форштевне, которая закрыта плитой, сохраняющей обтекаемые обводы носа корпуса судна в районе горловины.
Недостатками данного изобретения являются низкая эффективность и надежность вследствие наличия только эффекта перетекания жидкости по трубам, т.к. наблюдается запаздывание.
В качестве ближайшего аналога выбран успокоитель качки судна (RU 2621407, МПК В63В 39/06, В63В 1/16, В63В 3/44, опубл. 05.06.2017 г.), содержащий крылья-стабилизаторы, закрепленные над выемками, выполненными на носовой оконечности корпуса судна, с возможностью отклонения от корпуса под действием гидродинамической силы, возникающей при погружении носовой оконечности корпуса и снабженные упругими элементами для прижима к корпусу при всплытии. Объемы в выемках сообщаются между собой посредством трубопровода, а с внешней средой через шпигаты с обратными клапанами.
Недостатками данного изобретения является недостаточная эффективность действия успокоителя вследствие наличия по одному открывающемуся крылу-стабилизатору с каждого борта. Кроме этого, успокоитель качки может работать только при значительном волнении, когда крылья-стабилизаторы полностью раскрыты.
Полезная модель решает проблему повышения эффективности работы успокоителя качки судна при волнении различной силы, за счет конструктивных изменений корпуса судна, которые при погружении судна приводят к появлению вертикальных реактивных сил, препятствующих погружению.
Для получения необходимого технического результата в успокоителе качки судна, содержащем подвижные крылья-стабилизаторы, снабженные упругими элементами для прижима к корпусу при всплытии и отклоняющиеся от корпуса при погружении носовой оконечности корпуса, установленные над выемками в корпусе, выполненными на носовой оконечности корпуса судна с образованием объемов, сообщающихся между собой, а также с внешней средой через шпигаты с обратными клапанами, предлагается каждый объем выемки дополнительно сообщить с вертикально ориентированным водяным каналом, выполненным в виде трубопровода с коленом в верхней части. Приемный конический патрубок трубопровода предлагается закрепить на верхней поверхности выемки, а выпускное отверстие трубопровода расположить за бортом ниже уровня верхней палубы.
Предлагаемое конструктивное изменение в виде трубопровода при погружении носовой части корпуса обеспечивает поступление воды из объема выемки в вертикально ориентированный трубопровод и перетекание по трубопроводу за борт. При этом при перетекании водяной струи по участку колена трубопровода возникают реактивные силы, направленные в сторону выпуклости трубы, а при вытекании водяной струи из трубопровода возникают реактивные силы вытекающей струи, что препятствует погружению носовой оконечности судна, обеспечивая уменьшение качки судна.
На графических материалах, прилагаемых к описанию, изображен предлагаемый успокоитель качки, где:
на фиг.1 - поперечный разрез корпуса судна с прижатыми к корпусу крыльями-стабилизаторами (нерабочее положение);
на фиг.2 - поперечный разрез корпуса судна с отклоненными от корпуса крыльями-стабилизаторами (рабочее положение).
CT
K
На прилагаемых графических материалах приняты следующие обозначения: 1 крыло-стабилизатор; 2 - шарнир; 3 - корпус судна; 4 - выемка в корпусе; 5 -трубопровод; 6 - шпигат с обратным клапаном; 7 - поверхность верхняя выемки; 8 - патрубок приемный конический; 9 - участок трубопровода вертикальный; 10 -колено трубопровода; 11 - отверстие выпускное трубопровода; (R) - реактивная сила вытекающей струи; (R) - реактивные силы в колене.
Успокоитель качки судна состоит из подвижных крыльев-стабилизаторов 1, закрепленных при помощи шарниров 2 на корпусе 3 судна так, чтобы они закрывали выемки 4, выполненные на носовой оконечности судна, объемы которых сообщаются между собой с помощью трубопровода 5, а с окружающей средой с помощью шпигатов 6 с обратными клапанами. В прижатом положении крылья-стабилизаторы 1 поджимаются к корпусу 3 судна с помощью специальных упругих элементов типа спиральной пружины (на фигурах не показаны), установленных на шарнирах 2. К верхней поверхности 7 каждой выемки 4 жестко закреплен неподвижный приемный патрубок 8 конической формы, переходящий в вертикальные участок 9 трубопровода, выполненный с коленом 10, ось которого описана по радиусу окружности. Колено 10 трубопровода заканчивается выпускным отверстием 11, которое расположено за бортом ниже уровня верхней палубы. Трубопроводы закреплены неподвижно.
Успокоитель качки судна работает следующим образом.
K
CT
Когда при движении судна вперед в условиях встречного волнения происходит погружение в воду носовой оконечности корпуса 3 судна, при этом вода через шпигаты 6 поступает в выемки 4, закрытые с внешней стороны крыльями-стабилизаторами 1. При этом в выемке 4 создается избыточное давление воды, которая одновременно действует на крыло-стабилизатор 1 и поступает в приемный конический патрубок 8. Крыло-стабилизатор 1 под действием избыточного давления воды отклоняется от своего первоначального положения вследствие поворота на шарнире 2 с преодолением сопротивления упругого элемента (на фиг. не показан). При дальнейшем увеличении волнения крыло-стабилизатор 1 продолжает отклоняться и на него начинает действовать гидродинамическая сила, направленная вверх, вызывающая его дальнейшее отклонение до тех пор, пока оно не перейдет в крайнее положение (см. фиг.2). В это же время поток воды, поступающий в приемный конический патрубок 8, за счет его конической формы сжимается и увеличивает свое давление, вследствие чего вода начинает двигаться вверх по вертикальному участку 9 трубопровода и, пройдя колено 10 трубопровода, водяная струя через выпускное отверстие 11 трубопровода вытекает за борт. При этом возникают вертикальные, направленные вверх, силы: реактивные силы в колене (R) и реактивная сила вытекающей струи (R). Действие возникающих реактивных сил препятствует погружению носовой оконечности судна, тем самым уменьшая качку судна.
K
CT
Когда носовая оконечность корпуса 3 судна начинает всплывать, то под действием гидродинамической силы, направленной вниз, а также вследствие действия упругих элементов крылья-стабилизаторы 1 прижимаются к корпусу 3 судна, в результате чего, уменьшается сопротивление воды всплытию судна и гидродинамическая сила, действующая на носовую оконечность корпуса 3 судна. Одновременно прерывается поступление воды в вертикальные трубопроводы, прекращается перетекание воды из объема выемки 4 за борт и, как следствие, исчезают реактивные силы R и R, не препятствуя всплытию носовой оконечности корпуса 3 судна.
Таким образом, предлагаемое техническое решение, по сравнению с ближайшим аналогом, повышает эффективность работы успокоителя качки судна при волнении различной силы. Предлагаемые не сложные конструктивные изменения носовой оконечности корпуса судна создают условия для возникновения реактивных сил, которые оказывают дополнительное сопротивление погружению носовой оконечности корпуса судна и уменьшают качку судна.