<Desc/Clms Page number 1>
FORME DE PROUE POUR NAVIRES.
On a déjà proposé des formes de proue comportant des éléments de couple abrupt, c'est-à-dire très inclinés sur l'horizontale au-dessous;) et des éléments de couple fortement aplatis ou à grand angle d'ouverture au-dessus de la ligne de flottaison. Pour la transition des parties immergées des cou- ples aux parties se trouvant au-dessus de l'eau, on avait disposé les départs des raccordements des éléments de couple immergés prolongés jusqu'au-dessus de la ligne de flottaison, dans le tracé longitudinale sur une droite faisant un angle de 7 environ avec la ligne de flottaison et coupant cette dernière à une distance d'environ 20 % de-la longueur du navire en partant de la vert;1- cale antérieure de la carène.
Le but de cette disposition consiste à pertur- ber le moins possible la lame de proue, c'est-à-dire la lame soulevée par la proue en eau calme, et à rendre possible la propagation et l'extinction sans amortissement de cette lame. Ceci a été réalisé en relevant au-dessus de la. ligne de flottaison la zone de raccordement aux éléments de couple hors d'eau fortement ouverts et les surfaces de transition aux éléments de couple hors d'eau étaient reculées husqu'au contour de la lame de proue du système d'ondes propres, ou jusqu'à une tangente menée à ce contour. On avait obtenu ainsi un comportement optimum de la forme de navire pour le service en eau calme.
Ce n'est qu'en cas de mouvements de la mer qui abordaient le navire de l'exté- rieur que les éléments de couple aplatis hors de l'eau intervenaient pour assurer l'effet connu d'amortissement des mouvements de tangage et l'améliora- tion de la tenue à la mero
Ces dispositions décrites dans les brevets antérieurs du demandeur ne tenaient compte que d'une manière insuffisante de la vitesse du navire, no- tamment en raison d'une limitation de leur possibilité d'application à des nom- bres de Froud déterminés, alors que ladite vitesse joue un rôle essentiel dans la détermination de la forme et de la hauteur de la lame de proue dans chaque caso L'inventeur s'est donc proposé de donner une règle permettant de déter- miner les dimensions de la zone,
qui est affectée eu-dessus de la ligne de flot- taison aux oeuvres vives du navire, en fonction de la seule vitesse de service normale de celui-ci, et indépendamment dans une large mesure de sa forme, de
<Desc/Clms Page number 2>
ses dimensions ou d'autres caractéristiques. Cette détermination est donnée sous la forme d'une surface triangulaire à l'intérieur de laquelle la direction de parcours des éléments de couple immergés abrupts se conserve sensiblement ou'ne s'aplatit que très progressivement pour ne se raccorder aux éléments de couple hors d'eau fortement inclinés qu'à la limite supérieure de cette zone ou bien immédiatement au-dessus de cette limite.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ail- leurs de la description qui va suivre en référence au dessin annexé, dans le- quel : la figure 1 est une épure en coupe longitudinale de la détermina- tion suivant l'invention de la zone triangulaire de transition avec indication de l'onde de proue;
la figure 2 est un diagramme montrant la variation de la longueur de la base 1: et de la hauteur h de la zone triangulaire suivant l'invention en fonction de la vitesse de service du navire donnée en noeuds (Kn est une abréviation adoptée pour "noeuds")o
L'invention se rapporte en particulier aux formes de proue de na- vires dans lesquelles le parcours des éléments de couple immergés est détermi- né par le tracé de rayons à partir d'un centre situé sous la ligne de flottai- son et de chaque côté de la ligne de fond.
Les éléments de couple se trouvant au-dessus de la ligne de flottaison -éléments dits hors d'eau - sont également plus ou moins rectilignes (quoiqu'ils ne soient plus nécessairement orientés suivant des rayons mais peuvent être aussi bien parallèles les uns aux autres) mais ils sont fortement inclinés vers l'extérieur. Leur angle d'ouverture est d'au moins 50 , tandis que l'angle d'ouverture des éléments de couple immergés est notablement plus faible.
Comme dans le mode de construction connu suivant les brevets antérieurs du demandeur, les éléments de couple immergés abrupts se raccorderont aux éléments de couple hors d'eau suivant une zone de transi- tion établie au-dessus de la ligne de flottaison de telle sorte que l'onde de proue se trouve influencée et perturbée aussi peu que possible en cas de croi- sière en mer calme, par la partie hors d'eau aplatie de la coque.
La détermi- nation de cette zone de transition est basée suivant la présente invention sur le fait connu que la longueur et la hauteur de l'onde-, proue et par là de la zone de transition suivant l'invention peuvent être déterminées avec une approxi- mation pratiquement suffisante par la seule connaissance de la-vitesse pour tous les navires à déplacement (c'est-à-dire à l'exclusion par exemple des hy- droglisseurs ou autres navires spéciaux), indépendamment du nombre de Froud, du degré de chargement, des dimensions principales, de la'répartition du dépla- cement et autres donnéeso A cet effet, on détermine dans 1-'épure-en coupe lon- gitudinale (figure 1), une zone triangulaire définie par un triangle rectangle,
dont la hauteur est constituée par un segment de la perpendiculaire antérieure et de dimensions, h # 0,042 vm2, et dont la base est disposée suivant la ligne de flottaison et a une longueur 1 = 0,352 vm2 (vm désignant la vitesse du na- vire en mètres par seconde) Cette zone de transition triangulaire est affec- tée suivant l'invention à la carène du navire, c'est-à-dire aux oeuvres vives de celui-cio En d'autres termes, les éléments de couple immergés se prolongent sans changement de direction à l'intérieur de cette zone de transition même au-dessus de la ligne de flottaison. L'hypothénuse e du triangle forme une droite le long de laquelle les éléments de couple immergés se raccordent aux éléments de couple hors d'eau (comme ils le font par ailleurs suivant la ligne de flottaison).
Les raccordements proprment dits s'effectuent de la manière usuelle suivant des coniques ou courbes similaires qui raccordent les éléments de couple immergés progressivement à la partie suivante aplatie de la coque au delà de l'hypothénuse e et coupent encore généralement cette hypothénuseo La partie du bordé extérieur de la proue qui se trouve dans la surface trian- gulaire ainsi définie, au-dessous de l'hypothénuse e, s'ajoute par conséquent suivant l'invention aux oeuvres vives et sera évidemment établie suivant les principes de construction valables pour les oeuvres vives de l'avant du navire, en tenant compte de la transition progressive qui s'impose à la partie hors d'eau aplatie de la coque.
<Desc/Clms Page number 3>
La ligne b de la figure 1 indique comment l'onde de proue se pré- sente ou s'engage dans la zone triangulaire ainsi définie.
Pour la détermination de cette zone triangulaire par les expressions précédemment indiquées, l'inventeur était parti du fait connu que la longueur,. d'une onde associée mesurée suivant la longueur du navire est de Lw = 0,64 vm ou vm est la vitesse du navire en mètres/seconde.
L'analyse des images d'ondes donne pour la première onde associée superposée à l'onde de proue une longueur supérieure de 10 %, de sorte que la dimension de 0,64 vm2 qui vient d'être in- diquée serait à multiplier par un facteur égal à 1,la D'autre part, la zone triangulaire suivant l'invention s'étend à partir de la perpendiculaire anté- rieure jusqu'au premier creux de lame seulement et ne s'étend par conséquent que sur la moitié de la première oscillation de l'onde associée, ce qui donne pour la longueur 1 la relation suivante.
EMI3.1
Il ne s'agit là naturellement que d'une valeur approchée qui est cependant par- faitement satisfaisante dans les tolérances pratiques usuelles.
En ce qui concerne la hauteur h suivant la perpendiculaire,- celle- ci dépend encore davantage que la dimension 1, des autres facteurs, notamment du degré de chargemento Cependant, d'après l'expérience de l'inventeur sur les caractéristiques des navires habituels, elle peut être déterminée avec une précision suffisante comme une fraction de la longueur 1 de l'onde de proue selon la relation suivante h = 0,12.1 = 0,12 . 0,352 vm soit h # 0,042 vm2.
Etant donné que la vitesse du navire est en facteur dans les rela- tions donnant 1 et h on peut déterminer pour chaque navire et pour chaque vi- tesse, donc aussi pour un nombre de Froud quelconque et tout navire à dépla- cement, un diagramme d'où les deux grandeurs peuvent se déduire par simple lec- tureo C'est ce que montre la figure 2; dans laquelle les deux valeurs 1 et h sont données en ordonnées en fonction de la vitesse en noeuds vs donnée en abscisses (vs = 1,945 o vm).
<Desc / Clms Page number 1>
SHIP BOW FORM.
Bow shapes have already been proposed comprising abrupt torque elements, that is to say very inclined to the horizontal below;) and strongly flattened or wide opening torque elements above. from the waterline. For the transition from the submerged parts of the couples to the parts located above the water, the outlets of the connections of the submerged torque elements extended up to above the waterline, in the longitudinal layout, were arranged. on a straight line making an angle of approximately 7 with the waterline and cutting the latter at a distance of approximately 20% of the length of the vessel, starting from the green; 1- anterior hold of the hull.
The aim of this arrangement is to disturb the bow blade as little as possible, that is to say the blade raised by the bow in calm water, and to make it possible to propagate and extinguish this blade without damping. . This was achieved by falling above the. waterline the connection area to the strongly open out-of-water torque elements and the transition surfaces to the out-of-water torque elements were set back to the contour of the bow blade of the clean wave system, or to 'to a tangent led to this contour. Optimum behavior of the ship shape had thus been obtained for service in calm water.
It was only in the event of sea movements which approached the vessel from outside that the flattened torque elements out of the water intervened to ensure the known damping effect of the pitching movements and '' improved seaworthiness
These provisions described in the applicant's previous patents only took insufficient account of the speed of the vessel, in particular because of a limitation of their possibility of application to determined Froud numbers, whereas said speed plays an essential role in determining the shape and height of the bow blade in each case. The inventor therefore proposed to give a rule making it possible to determine the dimensions of the area,
which is assigned above the waterline to the lively works of the ship, depending only on the normal operating speed of the ship, and to a large extent independently of its shape,
<Desc / Clms Page number 2>
its dimensions or other characteristics. This determination is given in the form of a triangular surface within which the direction of travel of the steep submerged torque elements is substantially preserved or flattens out only very gradually so as not to connect with the outside torque elements. 'water steeply inclined only at the upper limit of this zone or else immediately above this limit.
The characteristics and advantages of the invention will become apparent from the description which will follow with reference to the appended drawing, in which: FIG. 1 is a longitudinal sectional drawing of the determination according to the invention of the triangular transition zone with indication of the bow wave;
FIG. 2 is a diagram showing the variation of the length of the base 1: and of the height h of the triangular zone according to the invention as a function of the service speed of the vessel given in knots (Kn is an abbreviation adopted for " nodes ") o
The invention relates in particular to the bow shapes of ships in which the path of the submerged torque elements is determined by the ray tracing from a center below the waterline and from each side of the bottom line.
The torque elements located above the waterline - so-called out-of-water elements - are also more or less rectilinear (although they are no longer necessarily oriented along radii but can also be parallel to each other ) but they are strongly tilted outwards. Their opening angle is at least 50, while the opening angle of the immersed torque elements is notably smaller.
As in the known construction method from the Applicant's prior patents, the steep submerged torque elements will connect to the out-of-water torque elements in a transition zone established above the waterline such that the bow wave is influenced and disturbed as little as possible in the event of a cruise in calm seas, by the flattened outwater part of the hull.
The determination of this transition zone is based according to the present invention on the known fact that the length and height of the bow wave and hence of the transition zone according to the invention can be determined with an approximation. - practically sufficient information by the sole knowledge of the speed for all displacement vessels (i.e. excluding, for example, hydrofoils or other special vessels), regardless of the Froud number, of the degree load, main dimensions, distribution of displacement and other data For this purpose, a triangular zone defined by a right triangle is determined in 1-sketch-in longitudinal section (figure 1),
whose height is formed by a segment of the anterior perpendicular and of dimensions, h # 0.042 vm2, and whose base is arranged along the waterline and has a length of 1 = 0.352 vm2 (vm denoting the speed of the vessel in meters per second) This triangular transition zone is assigned according to the invention to the hull of the ship, that is to say to the living works of it. In other words, the submerged torque elements are prolonged without change of direction within this transition zone even above the waterline. Hypothenuse e of the triangle forms a straight line along which the submerged torque elements connect to the out-of-water torque elements (as they do elsewhere along the waterline).
The actual connections are made in the usual way following conicals or similar curves which connect the torque elements progressively submerged to the next flattened part of the hull beyond the hypothenuse e and still generally cut this hypothenuseo The part of the plating exterior of the prow which is located in the triangular surface thus defined, below the hypothenuse e, is therefore added according to the invention to the live works and will obviously be established according to the principles of construction valid for the works the bow of the vessel, taking into account the gradual transition that is required in the flattened outwater part of the hull.
<Desc / Clms Page number 3>
Line b of figure 1 indicates how the bow wave occurs or engages in the triangular zone thus defined.
For the determination of this triangular zone by the expressions indicated above, the inventor started from the known fact that the length ,. of an associated wave measured along the length of the ship is Lw = 0.64 vm or vm is the speed of the ship in meters / second.
The analysis of the wave images gives for the first associated wave superimposed on the bow wave a length greater than 10%, so that the dimension of 0.64 vm2 which has just been indicated would have to be multiplied by a factor equal to 1, On the other hand, the triangular zone according to the invention extends from the anterior perpendicular to the first hollow of the blade only and consequently only extends over half of the first oscillation of the associated wave, which gives for the length 1 the following relation.
EMI3.1
This is of course only an approximate value which is, however, perfectly satisfactory within the usual practical tolerances.
With regard to the height h along the perpendicular, - this depends even more than the dimension 1, on other factors, in particular the degree of loading. However, according to the experience of the inventor on the characteristics of the usual ships , it can be determined with sufficient precision as a fraction of the length 1 of the bow wave according to the following relation h = 0.12.1 = 0.12. 0.352 vm or h # 0.042 vm2.
Given that the speed of the ship is a factor in the relations giving 1 and h, it is possible to determine for each ship and for each speed, therefore also for any Froud number and any moving ship, a diagram from where the two quantities can be deduced by simple reading o This is what figure 2 shows; in which the two values 1 and h are given on the ordinate as a function of the speed in knots vs given on the abscissa (vs = 1.945 o vm).