CZ9042U1 - Konstrukce vícetrupého plavidla - Google Patents

Description

Konstrukce vícetrupého plavidla

Oblast techniky

Technické řešení se týká konstrukce vícetrupého plavidla, tvořené horizontálně uspořádanými nosníky a vertikálně orientovanou středovou částí.

Dosavadní stav techniky

Dosud známá vícetrupá plavidla se potýkají s problémem zajištění dostatečné torzní tuhosti. Na zvlněné vodní hladině jsou totiž jednotlivé trupy (plováky) plavidla vystaveny působení značných a mnohdy protichůdných sil, které kladou velké nároky na pevnost konstrukce, a to zejména ve zkrutu (vtorzi). Dosud bylo řešením využití značně dimenzovaných příčných nosníků pevně uchycených v tuhých, torzně stálých plovácích. Do určité velikosti plavidla tím byla sice zajištěna torzní tuhost, ale nebylo tak možno použít plováků méně pevných, např. nafukovacích. Kromě toho součastně s velikostí plavidel výrazně narůstaly nároky na pevnost nosníků i celé konstrukce a tak s velikostí lodi narůstala neúměrně i váha, materiálová náročnost konstrukce a obtížná přepravitelnost lodi. Ke snížení váhy a zvýšení pevnosti konstrukčních prvků bylo sice možno použít moderní materiály (např. kompozitní materiály a pryskyřice, uhlíková vlákna atd.), tím se ovšem výrazně zvyšovala cena lodi a nebylo ji tak možno většinou použít pro příležitostné rekreační použití.

Cílem technického řešení je proto návrh takové konstrukce vícetrupého plavidla, která bude snadno sestavitelná, přepravitelná, nebude klást vysoké nároky na materiál, váhu ani rozměry (zejména ve složeném stavu), poskytne dostatečně velikou plochu paluby a bude přitom dostatečně pevná. Tím umožní použití navrhnutého konstrukčního řešení, např. i pro stavbu rekreačních plachetnic a jiných plavidel.

Podstata technického řešení

Vytyčeného cíle je dosaženo konstrukcí vícetrupého plavidla podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že horizontálně uspořádané nosníky jsou spojeny zavětrovacími díly s vertikálně orientovanou středovou částí. Toto provedení převádí a rozkládá torzní (zkrutné) síly vyvozované na konstrukci na síly v tahu a tlaku, proti nimž je většina materiálů mnohonásobně odolnější. Prostorové spojení horizontálního rámu a středové části tak tvoří systém vzájemně proti sobě působících sil (momentů sil) a zajišťuje pevnost konstrukce. Konstrukce je tak pevná, lehká a lze ji přitom použít i pro plavidla, jejichž trupy (plováky) jsou tvořeny plováky tvarově nestálými, např. nafukovacími. Ve výhodném provedení jsou horizontálně uspořádané nosníky spojeny zavětrovacími díly s vertikálně orientovanou středovou částí v prostoru pod horizontálně uspořádanými nosníky a podle dalšího možného provedení v prostoru nad těmito nosníky jsou horizontálně uspořádané nosníky spojeny s vertikálně orientovanou středovou částí dalšími zavětrovacími díly. Přitom se nevylučuje ani takové provedení, kdy horizontálně uspořádané nosníky jsou spojeny s vertikálně orientovanou středovou částí pouze v prostoru nad těmito nosníky. Zavětrovací díly mohou být kupříkladu tvořeny napnutými lany a středovou část může tvořit stěžeň v prostoru nad horizontálně uspořádanými nosníky a v prostoru pod horizontálně uspořádanými nosníky, s výhodou zejména u plachetnice, samotná skříň kýlové ploutve, případně samotná kýlová ploutev. Není však vyloučeno ani takové provedení, kdy středovou část bude pod rovinou horizontálně uspořádaných nosníků tvořit spodní část stěžně nebo směrem dolů situovaný jiný nosník. Ve výhodném provedení jsou po sestavení vícetrupého plavidla horizontálně uspořádané nosníky spojeny s nafukovacími plováky. Plavidlo je tak podstatně lépe skladné a lehké, neboť se předpokládá, že bude dodáváno na trh v rozebíratelném provedení, které umožní jeho snadné převážení v rozebraném stavu a rovněž snadné sestavení na místě použití, tudíž na vodě nebo na břehu. Pro zvýšení pevnosti konstrukce může být alespoň jeden

- 1 CZ 9042 U1 horizontálně uspořádaný nosník opatřen pomocným zavětrováním. Ve výhodném provedení je na horizontálně uspořádané nosníky umístěna paluba. Za účelem snížení váhy a umožnění snadnějšího sestavení jsou horizontálně uspořádané nosníky vyrobeny z trubek ze slitin hliníku, většinou duralových a zavětrovací díly mohou být tvořeny ocelovými lany.

Výhody konstrukce vícetrupého plavidla podle technického řešení spočívají zejména v tom, že svým pevnostním uspořádáním umožňuje použití běžných materiálů s nižšími průřezy a současně snadnou rozebíratelnost askladnost plavidla, které je tak dobře přemístitelné, sestavitelné a nákladově nenáročné.

Přehled obrázků na výkresech

Konstrukce vícetrupého plavidla podle technického řešení a jeho aplikace jsou znázorněny na přiložených výkresech, kde obr. 1 znázorňuje schéma konstrukce a rozklad torzních sil. Na obr. 2 a 3 jsou ukázky aplikace technického řešení na vícetrupém plavidle, kde jsou v této ukázce použity jako plovoucí trup plavidla nafukovací plováky. Na obr. 4 je schematicky znázorněn příklad použití technického řešení na plavidle bez použití pohonu plachtami. Na obr. 5 je znázorněn zejména dolní systém zavětrovacích dílů, využití skříně kýlové ploutve jako středové části pod rovinou horizontálně uspořádaných nosníků, využití dolních zavětrovacích dílů zároveň k boční stabilizaci kýlové ploutve a zpevnění příčných horizontálně uspořádaných nosníků pomocným zavětrováním. Na obr. 6 je detailněji znázorněno pomocné zavětrování jednoho z příčných horizontálně orientovaných nosníků. Na obr. 7 je znázorněn systém dolních a horních zavětrovacích dílů při použití ocelových lan a využití stěžně a skříně kýlové ploutve jako středové části. Na obr. 8, 9 a 10 jsou znázorněny příklady použití technického řešení na plavidle poháněném větrem (plachetnice), a to zejména na obr. 8 využití systému horních zavětrovacích dílů i ke stabilizaci stěžně a zachytávání sil působících na plachty a stěžeň, kdy horní zavětrovací díl slouží zároveň jako upínací lanko kosatky, na obr. 9 je znázorněn boční pohled na plavidlo znázorněné na obr. 8 a na obr. 10 je znázorněno plavidlo podle obr. 8 a 9 s upnutou spinakrovou plachtou.

Příklad provedení technického řešení

Plavidlem znázorněným na výkresech je skládací dvoutrupá plachetnice, jejíž trupy jsou (v tomto případě) tvořeny nafukovacími plováky 11. spojenými s rámem 17, vytvořeným z horizontálně uspořádaných nosníků i až 6, sestávajících z příčných nosníků i, 2, 3 a podélných nosníků 4, 5, 6, které mohou být zdvojené. Vertikálně orientovaná středová část 13 plavidla je v horní části tvořena stěžněm 7 a systémem horních zavětrovacích dílů Γ0 je spojena s horizontálně uspořádanými nosníky 1 až 6. Ve spodní části je středová část 13 tvořena skříní 8 kýlové ploutve a systémem dolních zavětrovacích dílů 9 je spojena s horizontálně uspořádanými nosníky 1 až 6. Dolní zavětrovací díly 9 a horní zavětrovací díly 10 jsou v tomto případě tvořeny lanky, a horizontálně uspořádané nosníky I až 6, které tvoří rám 17 jsou vyrobeny z trubek ze slitin lehkých kovů (dural). Tato kombinace přispívá k nízké váze celé konstrukce a její vysoké pevnosti. Pro zpevnění celé konstrukce jsou příčné nosníky I a 3 opatřeny pomocným zavětrováním 12 a na rám Γ7 vytvořený horizontálně uspořádanými nosníky 1 až 6 je umístěna paluba 16. Jak je znázorněno na obr. 10, plavidlo může být opatřeno spinakrovou plachtou 15, připevněnou k příčnému horizontálně uspořádanému nosníku 3 upínacími lanky 14.

Síly, způsobované větrem i nárazy vln a které působí na rám 17, vytvořený z horizontálně uspořádaných nosníků 1 až 6, tj. příčných nosníků 1, 2, 3 a podélných nosníků 4, 5, 6 jsou prostřednictvím zavětrovacích dílů 9 a 10 a středové částí 13, tvořené stěžněm 7 a skříní 8 kýlové ploutve zachycovány, rozloženy a vzájemně proti sobě působí. Tím je konstrukce pevnostně vyrovnaná a nemůže dojít k porušení konstrukce plavidla vlivem torsních sil. Nafukovací plováky Π. mohou být na konstrukci rozebíratelně připevněny průvlaky, očky, popruhy apod.

Claims (12)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Konstrukce vícetrupého plavidla, tvořená horizontálně uspořádanými nosníky (1 až 6) a vertikálně orientovanou středovou částí (13), vyznačující se tím, že horizontálně uspořádané nosníky (1 až 6) jsou spojeny zavětrovacími díly (9, 10) s vertikálně orientovanou středovou částí (13).
2. 2. Konstrukce podle nároku 1, vyznačující se tím, že horizontálně uspořádané nosníky (1 až 6) jsou spojeny dolními zavětrovacími díly (9) s vertikálně orientovanou středovou částí (13) v prostoru pod horizontálně uspořádanými nosníky (1 až 6).
3. 3. Konstrukce podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že v prostoru nad horizontálně uspořádanými nosníky (1 až 6) jsou tyto nosníky (1 až 6) spojeny s vertikálně orientovanou středovou částí (13) horními zavětrovacími díly (10).
4. 4. Konstrukce podle nároků laž3, vyznačující se tím, že středová část (13) je v prostoru pod horizontálně uspořádanými nosníky (1 až 6) tvořena skříní (8) kýlové ploutve.
5. 5. Konstrukce podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že středová část (13) je v prostoru pod horizontálně uspořádanými nosníky (1 až 6) tvořena kýlovou ploutví.
6. 6. Konstrukce podle nároků laž5, vyznačující se tím, že středová část (13) je v prostoru nad horizontálně uspořádanými nosníky (1 až 6) tvořena stěžněm (7).
7. 7. Konstrukce podle nároků laž6, vyznačující se tím, že středová část (13) je v prostoru pod horizontálně uspořádanými nosníky (1 až 6) tvořena stěžněm (7).
8. 8. Konstrukce podle nároků laž7, vyznačující setím, že horizontálně uspořádané nosníky (1 až 6) jsou spojeny s nafukovacími plováky (11).
9. 9. Konstrukce podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že alespoň jeden horizontálně uspořádaný nosník (1 až 6) je opatřen pomocným zavětrováním (12).
10. 10. Konstrukce podle nároků laž9, vyznačující se tím, že na horizontálně uspořádané nosníky (1 až 6) je umístěna paluba (16).
11. 11. Konstrukce podle nároků lažlO, vyznačující se tím, že horizontálně uspořádané nosníky (1 až 6) jsou provedeny z trubek ze slitiny hliníku.
12. 12. Konstrukce podle nároků lažll, vyznačující se tím, že zavětrovací díly (9, 10) j sou tvořeny lany.