Кормовая оконечность судна туннельного типа

Кормовая оконечность судна туннельного типа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования кормовой оконечности судна, имеющей водометные движители.

Известна кормовая оконечность судна туннельного типа (патент RU №2302971, кл. В63В 1/00, 1/40, 2006), содержащая надводный корпус и подводный корпус, имеющий днище по крайней мере с одним продольным аркообразным в поперечном сечении каналом, простирающимся вдоль всего корпуса судна и расположенным ниже конструктивной ватерлинии, причем профиль сечения подводного корпуса по конструктивной ватерлинии имеет максимальную ширину в районе кормы, а днищевые поверхности побортно между стенками бортов и канала выполнены в виде полуконусов с вершинами в носовой и основаниями в кормовой оконечностях корпуса, при этом в кормовой оконечности подводного корпуса в его полуконические образования ниже конструктивной ватерлинии встроены водометные движители. Это устройство принято в качестве прототипа.

Как следует из описания к устройству-прототипу в днище ниже конструктивной ватерлинии выполняется, по меньшей мере, один продольный канал аркообразной формы в поперечном сечении. За счет предлагаемой геометрии формы подводного корпуса удается достичь минимального волнового сопротивления.

В другом варианте, когда выполняются в днище два продольных канала симметрично диаметральной плоскости судна, то позволит дополнительно улучшить мореходные качества судна, в частности повысить управляемость судна и уменьшить бортовую качку на волнении за счет разнесения несущих подводных частей корпуса.

Установка в кормовой оконечности подводного корпуса ниже конструктивной ватерлинии водометных движителей с неподвижными насадками, встроенными непосредственно в полуконические образования подводного корпуса, позволит при работе водометных движителей в кормовой зоне продольного канала уменьшить толщину пограничного слоя в этом районе, а следовательно, уменьшить вероятность возникновения подпорной области в канале, что уменьшит сопротивление воды движению судна и приведет к существенному увеличению пропульсивных качеств судна.

Также известно техническое решение (патент US №4823722, кл. B63G 8/22, 1989), когда движитель располагают посередине за продольным каналом для улучшения эффективного водозабора движителем. Посредством водозабора движителем осуществляется увеличение скорости протекания воды через продольный канал и управление пограничным слоем на поверхности подводного корпуса судна в продольном канале.

Целью предлагаемого изобретения является повышение пропульсивных и мореходных качеств судна за счет дополнительной утилизации пограничного слоя в районе верхней части продольного канала посредством установки в этом районе дополнительного водометного движителя.

Цель достигается тем, что в кормовой оконечности судна туннельного типа, содержащей надводный корпус и подводный корпус, имеющий днище по крайней мере с одним продольным аркообразным в поперечном сечении каналом, простирающимся вдоль всего корпуса судна и расположенным ниже конструктивной ватерлинии, причем профиль сечения подводного корпуса по конструктивной ватерлинии имеет максимальную ширину в районе кормы, а днищевые поверхности побортно между стенками бортов и канала выполнены в виде полуконусов с вершинами в носовой и основаниями в кормовой оконечностях корпуса, при этом в кормовой оконечности подводного корпуса в его полуконические образования встроены водометные движители, согласно предлагаемому техническому решению в верхней части продольного канала в кормовой оконечности встроен дополнительный водометный движитель.

Кроме того, в каждом водометном движителе, встроенном в полуконические образования ниже конструктивной ватерлинии, выполнены водозаборные отверстия, расположенные в стенках продольного канала.

Целесообразно дополнительный водометный движитель встроить выше верхней стенки продольного канала с водозаборным отверстием, выполненным в верхней стенке продольного канала.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где:

фиг.1 - вид в корму на корпус с дополнительным водометным движителем, расположенным ниже верхней стенки продольного канала, и водометными движителями, установленными в полуконические образования с водозаборными отверстиями в продольном канале;

фиг.2 - сечение А-А кормовой оконечности судна туннельного типа на фиг.1;

фиг.3 - вид в корму на корпус с дополнительным водометным движителем, расположенным выше верхней стенки продольного канала, с водозаборным отверстием, выполненным в верхней стенке продольного канала, и водометными движителями, установленными в полуконические образования, с водозаборными отверстиями, выполненными в стенках продольного канала;

фиг.4 - сечение В-В кормовой оконечности судна туннельного типа на фиг.3;

фиг.5 - вид в корму на корпус с двумя продольными каналами. Корпус судна содержит надводный корпус 1 выше конструктивной ватерлинии 2 и подводный корпус 3 ниже конструктивной ватерлинии 2. Надводный корпус 1 может быть любой формы в зависимости от назначения судна. Подводный корпус 3 имеет днище 4 по крайней мере с одним продольным каналом 5 и криволинейные борта 6, сходящиеся к носу. Продольный канал 5 расположен ниже конструктивной ватерлинии 2 и выполнен аркообразной формы в поперечном сечении. Профиль сечения подводного корпуса 3 по конструктивной ватерлинии 2 имеет максимальную ширину в районе кормы. Поверхности днища 4 побортно между стенками бортов 6 и канала 5 выполнены в виде полуконусов с вершинами в носовой и основаниями в кормовой оконечностях подводного корпуса 3. В кормовой оконечности подводного корпуса 3 в полуконические образования встроены водометные движители 7 с водозаборными отверстиями 8, выполненными в стенках продольного канала 5. В верхней части каждого продольного канала 5 в кормовой оконечности встроен дополнительный водометный движитель 9 с водозаборным отверстием 10. Как варианты: дополнительный водометный движитель 9 с водозаборным отверстием 10 может располагаться ниже верхней стенки продольного канала 5 (фиг.1 и 2) и выше верхней стенки продольного канала 5 с водозаборным отверстием 10, выполненным в верхней стенке продольного канала 5 (фиг.3 и 4). На фиг.5 представлен вариант с двумя продольными каналами 5, в котором в полуконические образования встроены водометные движители 7, а в верхней части кормовой оконечности каждого продольного канала 5 встроены дополнительные водометные движители 9.

При движении судна на всей его поверхности ниже конструктивной ватерлинии 2 образуется пограничный слой. Причем на стенках продольного канала 5 величина этого пограничного слоя вследствие интерференции будет больше, чем по наружным бортам 6 и днищу 4. Судно при движении увлекает с собой дополнительные массы воды в пограничном слое, на перемещение которой расходуется дополнительная энергия.

Дополнительный водометный движитель 9, установленный в районе верхней части продольного канала 5, утилизирует пограничный слой на верхней поверхности продольного канала 5, что также повысит пропульсивные качества судна.

Водометные движители 7 с водозаборными отверстиями 8, выполненными непосредственно в стенках продольного канала 5, позволят более эффективно утилизировать пограничный слой в продольном канале 5. При этом продольные оси водозаборных отверстий 8 для водометных движителей 7 можно выполнить не ниже оси рабочего колеса водометных движителей 7, что позволит убрать потери на подъем воды, по сравнению с обычными водометными движителями с днищевым водозабором, что повысит КПД водометных движителей 7, а следовательно, повысит пропульсивные качества судна.

При этом водометные движители 7 с водозаборными отверстиями 8 в продольном канале 5 и дополнительный водометный движитель 9 с водозаборным отверстием 10 в верхней части продольного канала 5 позволят за счет подсоса потока воды в продольном канале 5 утилизировать пограничный слой, а следовательно, уменьшится вероятность возникновения подторможенного потока воды в продольном канале 5, который при малой относительной ширине продольного канала 5 может привести к увеличению сопротивления воды движению судна.

Следует отметить, что при движении судна туннельного типа на волнении могут частично оголяться борта 6 и днище 4. При расположении в этих районах водозаборного отверстия водометного движителя может произойти прорыв воздуха, что резко снизит его гидродинамические характеристики, а, следовательно, привести к понижению пропульсивных качеств судна. В то время как в продольном канале 5 будет отсутствовать волнение. Поэтому расположение водозаборных отверстий 8 и 10 в продольном канале 5 исключит возможность прорыва воздуха в водометные движители 7 и дополнительный водометный движитель 9, а следовательно, обеспечит надежную их работу при различных условиях эксплуатации судна туннельного типа.

При работе только водометных движителей 7 установка дополнительного водометного движителя 9 с водозаборным отверстием 10 выше верхней стенки продольного канала 5 своими выступающими частями не будет создавать сопротивление воды в продольном канале 5 при движении судна.

Выполнение в днище 4 двух и более продольных каналов 5 позволит улучшить мореходные качества судна, в частности повысить управляемость судна и уменьшить бортовую качку на волнении за счет разнесения несущих частей подводного корпуса 3.

В результате предложенные варианты кормовой оконечности судна туннельного типа с водометными движителями за счет утилизации пограничного слоя в продольном канале позволят повысить пропульсивные и мореходные качества судна.

1. Кормовая оконечность судна туннельного типа, содержащая надводный корпус и подводный корпус, имеющий днище, по крайней мере, с одним продольным аркообразным в поперечном сечении каналом, простирающимся вдоль всего корпуса судна и расположенным ниже конструктивной ватерлинии, причем профиль сечения подводного корпуса по конструктивной ватерлинии имеет максимальную ширину в районе кормы, а днищевые поверхности побортно между стенками бортов и канала выполнены в виде полуконусов с вершинами в носовой и основаниями в кормовой оконечностях корпуса, при этом в кормовой оконечности подводного корпуса в его полуконические образования ниже конструктивной ватерлинии встроены водометные движители, отличающаяся тем, что в верхней части продольного канала в кормовой оконечности встроен дополнительный водометный движитель.

2. Кормовая оконечность судна туннельного типа по п.1, отличающаяся тем, что в каждом водометном движителе, встроенном в полуконические образования ниже конструктивной ватерлинии, выполнены водозаборные отверстия, расположенные в стенках продольного канала.

3. Кормовая оконечность судна туннельного типа по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный водометный движитель встроен выше верхней стенки продольного канала с водозаборным отверстием, выполненным в верхней стенке продольного канала.