Обтекатель наклонного гребного вала быстроходного судна с днищевыми газовыми кавернами

Обтекатель наклонного гребного вала быстроходного судна с днищевыми газовыми кавернами

Реферат

 

Изобретение относится к судостроению и касается создания обтекателей наклонных гребных валов быстроходных судов с днищевыми газовыми кавернами. Судно имеет один или несколько гребных валов, рули и газовую магистраль для создания вышеуказанных каверн. Каждый гребной вал выполнен с кронштейном. На днище судна установлены скеги и один или несколько поперечных реданов. Ширина обтекателя в месте выхода из него гребного вала составляет не менее 3,5 диаметров гребного вала. За местом выхода вала из обтекателя на участке длины последнего, равной не менее 25% расстояния от его конца до точки пересечения оси гребного вала с поверхностью обтекателя, ширина обтекателя выбрана с отклонением в пределах 15% от его максимальной ширины в месте пересечения гребного вала с поверхностью обтекателя. Обтекатель может быть продолжен за пределы кронштейна гребного вала в сторону кормы, образуя собой одновременно обтекатель кронштейна гребного вала. Поверхность этого обтекателя может быть пересечена баллером руля. Обтекатель может начинаться от ближайшего к корме судна поперечного редана и иметь высоту в своем начале, не большую высоты этого редана. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эффективности использования обтекателя при наличии угла дрейфа судна и в повышении эффекта уменьшения гидродинамического сопротивления судна, обусловленного созданием каверн, что достигается посредством сохранения площади днища судна, покрытой кавернами. 3 з.п.ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса разработки обтекателей наклонных гребных валов быстроходных судов с искусственными газовыми кавернами на днище.

Известны суда с одним или несколькими поперечными реданами и скегами, служащими для формирования искусственных днищевых каверн, которые создаются путем поддува воздуха или иного газа (например, выхлопного газа от двигателей судна). При использовании в качестве движителей на этих судах гребных винтов с наклонными валами применяют обтекатели гребных валов, чтобы избежать частичного разрушения каверны, которое имеет место вследствие пересечения ее поверхности валами. Такими обтекателями могут быть удлиненные в продольном направлении тела (типа стоек для подводных крыльев) с толщиной лишь незначительно превосходящей диаметр гребного вала, в частности, например, - обтекатель быстроходного судна с винтовым движителем по патенту РФ N 2093392 от 20.10.97 г. , B 60 V 3/06, B 63 B 1/38, принятый в качестве прототипа. Однако обтекатели описанного типа имеют недостаток, заключающийся в снижении их эффективности при углах дрейфа судна вследствие того, что при этом происходит разрушение участка каверны, расположенного за обтекателем. Это приводит к уменьшению площади днища, покрытого кавернами, а следовательно, - к снижению эффекта уменьшения гидродинамического сопротивления судна, обусловленного созданием каверн.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанного недостатка.

Это достигается тем, что обтекатель гребного вала быстроходного судна с днищевыми газовыми кавернами, имеющего один и более гребных валов, каждый из которых с кронштейном, рули, а на днище один и более поперечных реданов и скеги, газовую магистраль для создания искусственных газовых каверн на поверхности днища, выполнен в месте выхода из него гребного вала с шириной, составляющей не менее 3,5 диаметров гребного вала, а за местом выхода вала из обтекателя на участке длины обтекателя, равной не менее 25% расстояния от его конца до точки пересечения оси гребного вала с поверхностью обтекателя, эта ширина обтекателя выбрана с отклонением в пределах 15% от его максимальной ширины в месте пересечения гребного вала с поверхностью обтекателя.

При этом обтекатель наклонного гребного вала быстроходного судна может быть продолжен за пределы кронштейна гребного вала в сторону кормы, образуя собой одновременно обтекатель кронштейна гребного вала, а поверхность обтекателя пересечена баллером руля. Обтекатель наклонного гребного вала может начинаться от ближайшего к корме судна поперечного редана и иметь высоту в своем начале, не большую высоты этого редана.

Выполнение обтекателя в месте выхода из него гребного вала шириной не менее 3,5 диаметров гребного вала позволяет достаточно удалить место выхода вала из обтекателя от поверхности каверны и таким образом избежать разрушения каверны валом.

Сохранение почти постоянной ширины обтекателя наклонного гребного вала с отклонением не более 15% на участке длины обтекателя не менее 25% расстояния от его конца до пересечения оси гребного вала с поверхностью обтекателя позволяет избежать разрушения каверны от воздействия на нее самого обтекателя.

Продолжение обтекателя наклонного гребного вала в сторону кормы за пределы кронштейна гребного вала с тем, чтобы он одновременно являлся обтекателем кронштейна гребного вала, позволяет избежать разрушения каверны на участке днища, расположенном за кронштейном гребного вала.

Выполнение баллера руля пересекающим обтекатель наклонного гребного вала позволяет предотвратить разрушение концевой части каверны при малых углах перекладки руля, обеспечивающих движение судна на прямом курсе.

Выполнение обтекателя наклонного гребного вала начинающимся от ближайшего к корме судна поперечного редана с высотой в своем начале не большей высоты редана позволяет проектировать обтекатель без носового заострения, упрощая таким образом его форму.

Конкретные характеристики обтекателя зависят от индивидуальных параметров корпуса судна и размещения гребных валов. Эти характеристики должны быть подобраны такими, чтобы днищевая поверхность обтекателя в районе выхода из него вала имела форму, напоминающую форму соответствующего участка каверны (реализуемой при отсутствии вала и его обтекателя) и чтобы при этом она располагалась несколько ниже названного участка.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 представлен общий вид судна с обтекателем наклонного гребного вала, лежащего вверх днищем; судно с одним поперечным реданом и одним гребным валом; на фиг. 2 и 3 соответственно показаны вид на днище и боковой вид судна, изображенного на фиг.1; на фиг. 4, 5, 6 - поперечные сечения корпуса судна плоскостями A-A, B-B, C-C, показанными на фиг. 3; на фиг. 7 и 8 соответственно представлены вид на днище и боковой вид судна с двумя поперечными реданами и с обтекателями двух наклонных валов; на фиг. 9, 10, 11 - поперечные сечения корпуса судна плоскостями A-A, B-B, C-C, показанными на фиг. 8; на фиг. 12 и 13 соответственно представлены вид на днище и боковой вид судна с обтекателем наклонного гребного вала, который одновременно служит обтекателем кронштейна гребного вала; на фиг. 14 и 15 соответственно представлены вид на днище и боковой вид судна с обтекателем наклонного гребного вала и кронштейна гребного вала, который пересекается баллером руля; на фиг. 16 и 17 соответственно представлены вид на днище и боковой вид судна с обтекателем гребного вала, начинающимся от последнего поперечного редана (в данном примере он является первым реданом) и имеющего в месте своего начала высоту, меньшую высоты поперечного редана; приведен пример судна с одним поперечным реданом и одним гребным валом; на фиг. 18 - поперечное сечение корпуса судна плоскостью A-A, показанной на фиг 16; на фиг. 19 и 20 соответственно представлены вид на днище и боковой вид судна с обтекателями гребных валов, начинающимися от последнего поперечного редана и имеющими в своем начале высоты, равные соответствующим высотам этого редана; приведен пример двухвального судна с двумя поперечными реданами; на фиг. 21 - поперечное сечение корпуса судна плоскостью A-A, показанной на фиг 19; на фиг. 22 представлен вид на днище судна с каверной, имеющего обтекатель гребного вала; приведен пример одновального судна с одним поперечным реданом, движущегося с эксплуатационной скоростью; смоченная поверхность на фигуре заштрихована; на фиг. 23 представлен вид на днище того же судна с каверной, что и на фиг. 22, но судна, не имеющего обтекателя гребного вала.

Обтекатель 1 гребного вала 2 с кронштейном 3 и гребным винтом 4 установлен на корпусе судна 5, на днище которого имеется по крайней мере один поперечный редан 6 и скеги 7, газовая магистраль (на чертеже не показана) для создания искусственных каверн на днище и рули 8.

В месте выхода гребного вала 2 из обтекателя 1 ширина обтекателя 1 составляет не менее 3,5 диаметров гребного вала 2 и за местом выхода вала из обтекателя на участке длины не менее 25% расстояния от его конца до точки пересечения оси гребного вала с поверхностью обтекателя эта ширина остается практически постоянной.

Обтекатель 1 продолжен за пределы кронштейна 3 гребного вала 2 в сторону кормы судна, являясь при этом одновременно обтекателем кронштейна гребного вала 2 (фиг. 12, 13).

Баллер руля 8 выполнен и размещен таким образом, что он пересекает поверхность обтекателя 1 (фиг. 14, 15).

Обтекатель 1 начинается от ближайшего к корме судна поперечного редана 6, при этом начальная высота обтекателя у редана 6 не превышает высоты этого редана 6 (фиг. 16, 17, 19, 20).

При движении судна, снабженного обтекателями наклонных гребных валов, с эксплуатационной скоростью обтекатели практически не возмущают поверхность искусственной каверны, образованной за реданом или реданами на днище. Вследствие этого каверна покрывает большую площадь поверхности днища судна, чем у судна, не имеющего обтекателей гребных валов, а смоченная поверхность днища при этом соответственно оказывается меньшей (фиг. 22, 23).

Формула изобретения

1. Обтекатель наклонного гребного вала быстроходного судна с днищевыми газовыми кавернами, имеющего один или более гребных валов, каждый из которых с кронштейном, рули, а на днище - один и более поперечных реданов и скеги, газовую магистраль для создания искусственных газовых каверн на поверхности днища, отличающийся тем, что обтекатель в месте выхода из него гребного вала выполнен с шириной, составляющей не менее 3,5 диаметров гребного вала, а за местом выхода вала из обтекателя на участке длины обтекателя, равной не менее 25% расстояния от его конца до точки пересечения оси гребного вала с поверхностью обтекателя, эта ширина обтекателя выбрана с отклонением в пределах 15% от его максимальной ширины в месте пересечения гребного вала с поверхностью обтекателя.

2. Обтекатель по п.1, отличающийся тем, что он продолжен за пределы кронштейна гребного вала в сторону кормы, образуя собой одновременно обтекатель кронштейна гребного вала.

3. Обтекатель по п.2, отличающийся тем, что поверхность обтекателя пересечена баллером руля.

4. Обтекатель по любому одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он начинается от ближайшего к корме судна поперечного редана и имеет высоту в своем начале, не большую высоты этого редана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23