Надводно-подводный аппарат с изменяемой геометрией формы корпуса

Надводно-подводный аппарат с изменяемой геометрией формы корпуса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования надводно-подводного аппарата с изменяемой геометрией формы корпуса.

Известно высокоскоростное надводно-подводное судно (патент US №9327811 B2, МПК: B63B 1/30, B63G 13/00, B63B 1/32), которое выполнено в виде командного модуля, соединенного с двумя цилиндрическими подводными крыльями при помощи двух плоских стоек. Причем плоские стойки жестко соединены с цилиндрическими подводными крыльями, а с командным модулем имеют подвижное соединение. Движение этого судна обеспечивается тянущими винтовыми движителями, установленными в носовой оконечности цилиндрических подводных крыльев, а высокая скорость хода достигается за счет создания воздушного суперкавитационного потока воды вокруг цилиндрических подводных крыльев.

Высокоскоростное надводно-подводное судно по патенту US №9327811 B2 принято за прототип.

Указанное известное изобретение обладает рядом недостатком, а именно: воздушный суперкавитационный поток воды вокруг цилиндрических подводных крыльев приведет к значительному уменьшению плавучести такого надводно-подводного судна; при боковой волне в надводном положении у него может появиться относительно большая бортовая качка; как в надводном, так и в подводном положении этот судно в основном управляется в горизонтальной плоскости за счет разной скорости вращения тянущих носовых винтовых движителей, что приводит к дополнительному расходу энергии при его движении; независимо от надводного или подводного положения при отказе работы одного из движителей это судно становится практически неуправляемым в горизонтальной плоскости; отсутствие рулей глубины также приведет к дополнительному расходу энергии при движении в подводном положении.

Целью предлагаемого изобретения является повышение гидродинамических, эксплуатационных характеристик, надежности и управляемости на всех режимах движения.

Цель достигается тем, что предложенный надводно-подводный аппарат с изменяемой геометрией формы корпуса, согласно изобретению, содержит центральный подводный торпедообразный корпус, два боковых подводных торпедообразных корпуса, центральный вертикальный хорошо обтекаемый корпус крыльевого типа, два боковых корпуса крыльевого типа и верхний хорошо обтекаемый корпус также крыльевого типа. Движение этого надводно-подводного аппарата обеспечивается тремя водометными движителями насосного типа, установленными в кормовых оконечностях всех трех подводных торпедообразных корпусов. Центральный вертикальный корпус крыльевого типа имеет жесткое соединение с центральным подводным торпедообразным корпусом и с верхним корпусом крыльевого типа. Каждый боковой корпус крыльевого типа жестко соединен с соответствующим боковым подводным торпедообразным корпусом и имеет подвижное соединение с верхним корпусом. Для обеспечения управляемости все корпусы крыльевого типа (центральный, два боковых и верхний) в кормовых оконечностях оснащены рулями.

Предлагаемое изобретение поясняется на фиг. 1-5, где:

фиг. 1 - вариант движение надводно-подводного аппарата в надводном положении в режиме «тримарана»;

фиг. 2 - вариант движение надводно-подводного аппарата в надводном положении в полупогруженном режиме;

фиг. 3 - вариант движение надводно-подводного аппарата в подводном положении;

фиг. 4 - изометрическая проекция надводно-подводного аппарата в варианте движения под водой;

фиг. 5 - вид сбоку надводно-подводного аппарата в варианте движения под водой.

Надводно-подводный аппарат содержит центральный подводный торпедообразный корпус 1, два боковых подводных торпедообразных корпуса 2, центральный вертикальный хорошо обтекаемый корпус 3 крыльевого типа, два боковых корпуса 6 крыльевого типа и верхний хорошо обтекаемый корпус 5 также крыльевого типа. В кормовых оконечностях всех трех подводных торпедообразных корпусов установлены водометные движители насосного типа 7. Все корпусы крыльевого типа (центральный, два боковых и верхний) в кормовых оконечностях оснащены рулями 4.

На фиг. 1-3 показаны возможные режимы движения надводно-подводного аппарата с изменяемой геометрией формы корпуса.

На тихой воде и при небольшом волнении он может перемещаться в «тримаранном» режиме движения (фиг. 1). При тех же погодных условиях может перемещаться в полупогруженном режиме движения (фиг. 2). При большом волнении или штормовой погоде, а также в условиях сложной ледовой обстановки может двигаться под водой (фиг. 3).

Как в подводном, так и в надводном положении при отказе работы любого из трех движителей предложенный надводно-подводный аппарат может при помощи оставшихся действующих движителей и рулей, установленных в кормовых оконечностях всех корпусов крыльевого типа, сохранять прямой ход и/или управляться в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Например, если в надводном или подводном положении откажет один из боковых движителей, то необходимо отключить второй работающий боковой движитель и идти прямым ходом при работе среднего движителя в центральном подводном торпедообразном корпусе и/или обеспечивать необходимое маневрирование в горизонтальной и вертикальной плоскостях при помощи рулей, установленных в кормовых оконечностях всех корпусов крыльевого типа. При отказе работы среднего движителя аналогичное движение и/или маневрирование обеспечивается за счет работы двух боковых движителей и рулей. Все это существенно повышает надежность и безопасность эксплуатации надводно-подводного аппарата.

В результате предложенный надводно-подводный аппарат с изменяемой геометрией формы корпуса за счет оснащения центральным подводным торпедообразным корпусом, центральным вертикальным хорошо обтекаемым корпусом крыльевого типа, рулями, установленными в кормовых оконечностях всех корпусов крыльевого типа (центрального, двух боковых и верхнего), а также за счет установки в кормовых оконечностях всех трех подводных торпедообразных корпусов водометных движителей насосного типа обеспечит повышение гидродинамических, эксплуатационных характеристик, надежности и управляемости на всех режимах движения по сравнению с известным высокоскоростным надводно-подводным судном.

1. Надводно-подводный аппарат с изменяемой геометрией формы корпуса, содержащий верхний корпус крыльевого типа, два боковых подводных торпедообразных корпуса, два боковых корпуса крыльевого типа, причем каждый боковой корпус крыльевого типа жестко соединен с соответствующим боковым подводным торпедообразным корпусом и имеет подвижное соединение с верхним корпусом, отличающийся тем, что дополнительно оснащается центральным подводным торпедообразным корпусом и центральным вертикальным корпусом крыльевого типа, который имеет жесткое соединение с верхним корпусом крыльевого типа и с центральным подводным торпедообразным корпусом.

2. Надводно-подводный аппарат с изменяемой геометрией формы корпуса по п. 1, отличающийся тем, что в кормовых оконечностях всех торпедообразных корпусов установлены водометные движители насосного типа.

3. Надводно-подводный аппарат с изменяемой геометрией формы корпуса по п. 1 или 2, отличающийся тем, что все корпуса крыльевого типа в кормовых оконечностях оснащаются рулями.