ВЫСОКОСКОРОСТНОЕ СУДНО ДЛЯ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ПО ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ, НАД ПОВЕРХНОСТЬЮ ВОДЫ И ПОД ВОДОЙ
HIGH SPEED SHIP MOVING ON WATER SURFACE, ABOVE WATER SURFACE AND UNDER WATER

Изобретение относится к области судостроения, а именно к высокоскоростным судам движущихся по поверхности воды, над поверхностью воды и под водой.
Известен способ снижения гидродинамического сопротивления судна путем эжектирования на поверхность корпуса судна вязкоупругого полимерного покрытия (см. патент РФ N 2501823, авторы Мур К.Дж. (US), Райен Т.Д. (US), Мур К.M. (US), Бойс T.A. (US), публикация 20.12.2013 г.). Данная технология снижения гидродинамического сопротивления водной среды является слишком трудоемкой и дорогостоящей в реализации.
Известен способ уменьшения поверхностного трения при движении тела в воде, при котором создается электрическое поле в пограничном слое окружающем поверхность тела, путем приложения электрического напряжения к проводящим участкам разделенных изолятором, при этом происходит образование пограничного газового слоя вокруг поверхности движущегося тела. (см. патент РФ N 2223195, авторы Дозоров Т.А., Смирнов Г.В., публикация 10.02.2004 г.).
Известен способ снижения сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды, при котором создают циркуляцию среды между пространством вне тела и полостями внутри него (см. патент РФ N 2169097, авторы Альпин А.Я., Альпин В.А., публикация 20.06.2001 г.). Следует отметить, что все вышеприведенные аналоги решают задачу пассивного снижения сопротивления при движении тела в воде, что не дает существенного положительного эффекта от использования данных технологических решений.
Известен способ создания тяги на судне заключающийся в установке основных силовых роторных движителей с обеих сторон носовой и кормовой оконечностей судна в цилиндрических нишах с входными и выходными плоскими щелевыми каналами, при этом осуществляется соответственно тангенциальный отсос и подача воды на поверхность судна (см. патент ЕР N 0414827, МКИ В63Н 11/08, публикация 27.02.1991 г.). Следует отметить эффективность применения метода снижения гидродинамического сопротивления судна путем активного управления пограничным слоем, при этом к недостаткам данного способа следует отнести то обстоятельство, что активное управление пограничным слоем предусмотрено только на носовой и кормовой частях корпуса судна.
Известно также техническое решение активного подводного крыла с применением силовой установки с водометным движителем. Данное техническое решение принято за прототип (см. патент РФ N 2176609, автор Бойцов Е.Н., публикация 10.12.2001 г.). Активное подводное крыло представляет собой тело обтекаемой формы с водозаборником, гидравлическим нагнетателем, соединенных с выпускными водопроточными каналами и щелевыми соплами, при этом щелевые сопла имеют возможность изменять направление истекающей водяной струи. Целью данного изобретения является распространение принципа испускания потока жидкости, либо газоводяной рабочей смеси от силовой водометной установки вдоль всей или большей части поверхности корпуса судна соприкасающейся с водой для минимизации гидродинамического сопротивления движущегося судна, и как следствие увеличение скорости движения судна по водной поверхности либо движения в подводном положении.
Известно также транспортное средство на аэродинамической подушке, принятое за прототип, содержащее корпус, несущие крылья, стабилизатор, пневмобаллоны установленные на нижней поверхности крыльев и на нижней поверхности корпуса транспортного средства, электрогидрореактивные двигатели с постоянным погружением в воду установленные на вертикальных консолях, причем электрогидрореактивные двигатели имеют возможность поворота относительно горизонтальной оси. (патент РФ N2266836, авторы Красицкий М.В., Исмагилова А.А., Дмитриев С.А., Козловский С.В., Абрамов Д.С., публикация 27.07.2004 г.) Следует признать рациональным использование аэродинамической подъемной силы для движения транспортного средства над поверхностью воды с использованием реактивного водного движителя. При этом недостатком данного технического решения является небольшая высота полета транспортного средства над поверхностью воды, ограниченная высотой стационарных вертикальных консолей для расположения электрогидрореактивных двигателей. Целью предлагаемого изобретения является уменьшение веса поднимаемой части транспортного средства над водной поверхностью, а также увеличение высоты подъема при полете над водной поверхностью для уменьшения влияния волнения водной поверхности на устойчивость движения транспортного средства.
Указанные цели достигаются путем выполнения высокоскоростного судна для передвижения по поверхности воды, над водной поверхностью и под водой с использованием реактивного водного движителя, включающего корпус сигарообразной либо дискообразной обтекаемой формы, несущие крылья с элементами механизации для создания аэродинамической подъемной силы, одну либо более водометную силовую установку, водозаборные устройства, систему каналов трубопроводов соединяющих водозаборные устройства с силовой водометной установкой и с выпускными соплами, интегрированную систему управления, при этом выпускные сопла от маршевой водометной установки расположены в хвостовой части корпуса центрального модуля, кроме этого выпускные сопла от силовой водометной установки расположены в виде двумерного массива по наружной поверхности корпуса высокоскоростного судна в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса судна, при этом выпускные сопла от силовой водометной установки имеют изменяемый силовой вектор тяги, при этом водозаборное устройство выполнено погружным и закреплено к корпусу высокоскоростного судна при помощи трансформируемой системы телескопических конструкций. При этом на выпускных соплах от маршевой силовой водометной установки могут быть установлены насадки с ускорителем потока истекающей жидкости. Кроме этого на корпусе погружного водозаборного устройства используемого при движении судна над поверхностью воды могут быть установлены выпускные сопла от силовой водометной установки для формирования активного силового потока жидкости вдоль поверхности обтекаемого корпуса погружного водозаборного устройства. Кроме этого в корпусе погружного водозаборного устройства используемого при движении судна над поверхностью воды может быть установлена силовая водометная установка.
На представленных чертежах позициями обозначены:
поз. 1 - корпус сигарообразной формы высокоскоростного судна;
поз. 2 - погружное водозаборное устройство;
поз. 3 - несущие крылья с элементами механизации для создания аэродинамической подъемной силы;
поз. 4 - выпускное сопло от силовой маршевой водометной установки;
поз. 5 - выпускное сопло от силовой водометной установки с изменяемым вектором тяги;
поз. 6 - трансформируемая система из стержневых элементов для крепления погружного водозаборного устройства к корпусу судна.
На иллюстрационных чертежах данного изобретения показан вариант исполнения высокоскоростного судна для передвижения по поверхности воды, над водной поверхностью и под водой с использованием многоструйного реактивного водного движителя.
на фиг. 1 - вид сбоку высокоскоростного судна при движении по поверхности воды с испусканием реактивной водяной струи от силовой водометной установки из выпускных сопел по всей смоченной поверхности корпуса судна а также из выпускных сопел от маршевой водометной установки расположенных в кормовой части корпуса судна;
на фиг. 2 - вид сбоку высокоскоростного судна при движении под водой с испусканием реактивной водяной струи от силовой водометной установки из выпускных сопел по всей смоченной поверхности корпуса судна а также из выпускных сопел от маршевой водометной установки расположенных в кормовой части корпуса судна;
на фиг. 3 - вид сбоку высокоскоростного судна при движении по поверхности воды в режиме набора скорости для взлета над поверхностью воды с испусканием реактивной водяной струи от силовой водометной установки из выпускных сопел расположенных на нижней поверхности корпуса судна а также из выпускных сопел от маршевой водометной установки расположенных в кормовой части корпуса судна;
на фиг. 4 - вид сбоку высокоскоростного судна при движении над поверхностью воды в режиме крейсерского горизонтального полета с испусканием реактивной водяной струи из выпускных сопел от маршевой водометной установки расположенных в кормовой части корпуса судна.