NO169162B - Overflatefartoey av katamarantypen - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår overflatefartøyer av katamarantypen, nemlig med to sideskrog forbundet med en sentral bro og innrettet for både å kunne flyte som følge av fortrengningsoppdrift og ved luftputevirkning.

Det er allerede . foreslått mange slags fartøyer av katamarantypen, med to sideskrog forbundet via en sentral bro, og da særlig innenfor området lystfartøyer.

Båter med flere skrog har vist seg interessante spesielt når det gjelder sikkerhet, ved fraværet av ballast og således den vanlige uunnværlige dødvekt blir slike båter prak-tisk talt usenkbare. Videre er de i forhold til enkeltskrog-båter svært hurtige grunnet fraværet av ballast og fremviser mindre rulling og slingring grunnet et større oppdriftsmoment. Flerskrogbåtene gir videre en betydelig større skipsdekkflate.

Man har likeledes foreslått overflatefartøyer av katamarankonstruksjon og to side- eller slingrekjøler forbundet via en sentral bro spesielt innrettet for å holdes oppe ved hjelp av luftputeprinsippet (hydrofoil), og slike far-tøyer er eksempelvis beskrevet i US-PS 3 977 491, 3 987 865, 4 090 459, GB-PS 1 210 973 og 1 242 131.

Generelt sett har disse beskrevne overflatefartøyer av katamarantypen en flytende konstruksjon som omfatter en sentral bro som forbinder to sidekjøler eller -skrog som sikrer den sideveis avgrensning av luftputen for oppdrift og som forøvrig har en fremre lukkeinnretning innrettet for samvirke med sidekjølene for å avgrense flyteputen som på sin side blir tilført trykkluft fra generatorer.

Man har likeledes forsøkt, som beskrevet i fransk patentskrift 2 422 535, å konstruere kombinerte overflatefar-tøyer av katamarantypen, innrettet for å kunne flyte både som følge av tradisjonell fortrengningsoppdrift og ifølge prinsip-pet med en luft- eller flytepute. Slike fartøyer har da fremre og bakre lukkeinnretninger med løfteorganer som tillater end-ring av konstruksjonen slik at den ene eller andre type oppdrift kan utnyttes. Imidlertid har de aktuelle forsøk med slike overflatefartøyer av katamarantypen vært begrenset til fartøyer med lavere tonnasje.

De katamarankonstruksjoner som til nå har blitt konstruert har gitt båter med høyere tonnasjefevne til å motstå langsgående bøyetendenser på en bedre måte, og det samme gjelder motstanden mot tverrgående bøyepåkjenninger og diagonale dreiepåkjenninger. Slike fartøykonstruksjoner har imidlertid hatt stor vekt, hvilket har begrenset deres anvendelse som luftputefartøyer.

Motor/kompressorsystemet som gir trykkluft til den luftpute som gir oppdrift for lutputefartøyer, vil måtte være særdeles kraftig i slike fartøyer med større tonnasje.

Foreliggende oppfinnelse tar sikte på å forbedre denne situasjon ved å foreslå et lett overflatefartøy av katamarantypen, særlig beregnet for større tonnasje og spesielt innrettet for både å kunne flyte som følge av fortrengningsoppdrift og ved luftputevirkning, bygget med to sideskrog og en forbindende midtbro, og hvor fartøyets konstruksjon for å oppnå lav vekt, men samtidig stor styrke overfor langsgående bøyepåkjenninger, diagonale vridningspåkjenninger foran og akter, og tverrgående bøyepåkjenninger, omfatter gjennomgående avstivere, gjennomgående spanter som går på tvers av fartøyets lengdeakse og tvers over midtbroen forbinder fartøyets sideskrog, og tverrstilte skillevegger som mellom seg avgrenser skott, idet skilleveggene er forsterket og slik fordelt at minst ett ligger ved fartøyets baug og minst ett ved dets akterende, og fartøyet er særlig kjennetegnet ved at hver skillevegg omfatter kombinasjonen av en i og for seg kjent vertikal kjerne, idet denne i midtbroen og øverst og nederst er forsterket av horisontale flenser eller bærestykker på hhv. over- og undersiden og som i vertikal retning strekker seg over sideskrogenes fulle høyde, og av kjernen omfattende horisontale avstivere av likeledes i og for seg kjent type.

Spesielt takket være anvendelsen av tverrgående, forsterkede skott som sikrer motstand mot tverrgående bøyepåkjen-ninger på baugen og akterenden av fartøyet, påkjenninger som gir årsak til vridningsmomenter på skroget, særlig når far-tøyet flyter på en diagonalt rettet møtende dønning, kan oppfinnelsens fartøykonstruksjon holdes relativt lett. Dette muliggjør at en slik båt kan registreres for høy tonnasje uten

å behøve å utstyres med motorer over middels ytelse.

Ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen er tverrbjelkens kjerne horisontalt avstivet.

I en utførelsesform som for tiden er ansett å være foretrukket, er fire tverrgående og forsterkede skott anordnet i par og henholdsvis ved baugen og akterenden av fartøyet. Ifølge et annet karakteristisk trekk ved oppfinnelsens kombinerte fartøy er sammenføyningssonen for tverrbjelken med de forsterkede skott i skroget, selv forsterket. Nærmere be-stemt er denne sammenføyningssone innrammet av to vertikale hovedbjelker og en strammeinnretning som består av en horisontal hovedavstiver og en vertikal hovedstender og er anordnet nær kantens bordgang. Denne bordgang ved kanten, såvel som det forsterkede skott i området ved bordgangen gir en ekstra fortykkelse.

Ytterligere karakteristiske trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende detaljbeskrivelse som sammen med de ledsagende tegninger gir et eksempel på en utførelse av oppfinnelsen, og hvor fig. 1 viser et skjematisk riss i perspektiv av et overflatefartøy i henhold til oppfinnelsen, fig. 2 viser dette fartøy i et snitt som er tatt ved kommandobroen og hvor det i figurens høyre halv-part nærmere vises et vanntett tverrskott, mens det i figurens venstre halvdel vises et tverrsnitt av fartøyets konstruksjon, fig. 3 viser et halvt tverrsnitt av fartøyet hvor det bedre fremgår detaljer i et forsterket tverrskott ved fartøyets akterparti, fig. 4 viser et annet halvt tverrsnitt av far-tøyet hvor et andre forsterket tverrskott i fartøyets akterende er nærmere vist, fig. 5 viser nok et tverrsnitt av far-tøyet, hvor det høyre og venstre halvbilde viser nærmere henholdsvis et første og et andre forsterket tverrskott anordnet i fartøyets baug, fig. 6 viser et lengdesnitt av broen, fig.7 viser skjematisk en sammenføyningssone mellom broen og et sideskrog, og fig. 8 er et tverrsnitt av en tverrbjelke i et forsterket tverrskott ifølge et snittplan VIII-VIII på fig. 7.

Generelt antydet og vist på fig. 1, omfatter over-flatefartøyet ifølge oppfinnelsen en flytekonstruksjon av katamarantypen med to sideskrog 10 forbundet med en sentral bro 60.

På i og for seg kjent måte kan disse to sideskrog

10 bringes til å samvirke med fremre og bakre lukkeinnretninger for å avgrense en sentral luft- eller flytepute under tilfør-sel av trykkluft fra en generator. På fig. 1 ser man en bakre lukkeinnretning 90 som fortrinnsvis består av et antall over-liggende og horisontale rom 91, 92, 93.

Den fremre og bakre lukkeinnretning er tilkoblet løfteorganer - en vinsj og kabler for eksempel - som gjør det mulig å endre oppdriftstype og slik at fartøyet også kan flyte med fortrengningsoppdrift.

Fig. 1 viser ialt fire forsterkede tverrskott 100, 200, 300 og 400 anordnet i par henholdsvis ved fartøyets baug og akterende.

Konstruksjonen av hvert av sideskrogene 10 er utført slik at de skal kunne motstå de langsgående bøyemomenter som oppstår ved seilas på dønninger og har derfor langsgående, sammenhengende avstivere.

Bordgangen langs kanten og på skipsdekket består av blikkplater 11 og 12, og de er vist anordnet langsetter på figurene.

Hovedforsterkningene av sideskrogene er dannet av hovedrelinger 13 og underrelinger 14 som er lagt sammenhengende for å motstå de langsgående bøyepåkjenninger. Likeledes er sekundære forsterkninger av sideskrogene formet som sekundærrelinger 15 og langsgående sammenhengende relinger 16, også anordnet for å motstå de langsgående bøyepåkjenninger.

Sideskrogene 10 omfatter dessuten bunnstokker, spanter og tverrbjelker 17 som ligger stykkevis.

Endelig omfatter sideskrogene langsgående og tverrliggende skott 18 som danner skipets rom og utgjør den største del av skipets bærende konstruksjon.

Den primære og sekundære hulkonstruksjon (med plate-bekledning og avstivere) er utformet for i tillegg å motstå

de lokale påkjenninger fra det hydrostatiske trykk som oppstår

som følge av bølgestøtene og luftputens trykk.

Den sentrale bro 60 forbinder som nevnt de to sideskrog 10 og danner en forbindelsesplattform mellom disse. Broen 60 er ved forbindelsen med sideskrogene 10 bygget inn i disse for å sikre en god forbindelse og motstand mot tverrgående bøyepåkjenninger fra sjøens dønninger og har spanter som strekker seg ubrutte på tvers over skipets bredde.

Disse spanter er dannet av bunnstokker og tverrbjelker 61 og med eventuelt utsparte hulrom som danner forbindel-ser i skipets lengderetning.

Den sentrale bro 60 omfatter dessuten ikke sammenhengende langsgående hovedrelinger eller underliggende relinger 62 som eventuelt også har utsparinger som danner separate hulrom.

Den sentrale brokonstruksjon som er oppbygget på denne måte, motstår således luftputens sidetrykk mot sideskrogenes 10 innerflater når fartøyet benytter dette flyté-prinsipp.

Forbindelsen mellom sideskrogene 10 og den sentrale bro 60 er utført spesielt sterk og vil bli beskrevet nærmere i det følgende. Man skal imidlertid allerede merke seg at den omfatter elementer konstruert med stor kurveradius og avrundet og forsterket over tykkelsen med det mål å redusere de uhel-dige effekter som forårsakes av konstruksjonens diskontinuitet.

Tykkelsen av den sentrale bros 60 indre vegg 65 er dimensjonert for å kunne motstå støt og trykk fra bølgene under seiling med oppdrift fra luftputen, såvel som mot på-førte trykk i det påkommende tilfelle hvor oppdriften plutse-lig uteblir.

De tverrgående vanntette skott som befinner seg i sideskrogene 10, strekker seg inn i den sentrale bro 60 som vist ved henvisningstallet 73 på fig. 2 og 6. Forøvrig er også vist på fig. 6 hvordan avstiverne for skottene 73 i den sentrale bro 60 fortrinnsvis er lagt horisontalt for best å kunne motstå de tverrgående spenningspåkjenninger.

Som tidligere omtalt tar oppfinnelsen sikte på å skaffe til veie motstand mot diagonale vridningskrefter, ikke ved å benytte en kompleks og tung konstruksjon som f.eks. omfatter kryssbjelker, men ved hjelp av tverrliggende forsterkede skott 100, 200, 300, 400 som gir motstand mot enkle tverrgående vridningspåkjenninger ved baugen og akterenden av fartøyet og resultantkrefter fra sideskrogenes vridningsmomenter, særlig ved seilas på diagonalt liggende døn-ninger .

De forsterkede tverrgående skott 100, 200, 300 og 400 er plassert så langt som mulig henholdsvis mot baugen og akterenden i den sentrale bro 60, og de er forlenget inn i sideskrogene 10 som vist skjematisk på fig. 1.

På høyde med den sentrale bro 60, er disse tverrskott 100, 200, 300 og 400 dannet av en I-formet bjelke som har en vertikal kjerne 101, 201, 301, 401 forsterket med to tverrliggende bærestykker 102, 202, 302 og 402 på den ene side og 103, 203, 303 og 403 på den annen side, hvorved disse tverrliggende bærestykker henholdsvis danner bjelkens øvre og nedre såle.

Fortrinnsvis er den vertikale kjerne .101, 201, 301 og 401 av bjelkene horisontalt avstivet som vist skjematisk på figurene, ved henvisningstallene 104, 204, 304 og 404.

De omtalte tverrgående bjelker, forsterket for å kunne motstå skjærspenninger , er forlenget med skott 113, 213, 313, 413, likeledes forsterket inne i sideskrogene 10 for å sikre overføring av vridningskreftene og den tverrgående bøyepåkjenning som er resultatet av vridningen. Forleng-elsen av bjelkene er indikert på figurene.

De omtalte øvre og nedre såler eller tverrpartier 102, 202, 302, 402 hhv. 103, 203, 303, 403 av tverrbjelkene forsterker disse for bedre å motstå bøyepåkjenninger og avstiverne 104, 204, 304, 404 på bjelkenes kjerne hindrer skjev-heter på grunn av skjærkreftene.

Forbindelsen mellom sideskrogene 10 og den sentrale bro 60 skal nå beskrives:

Den nedre såle 103, 203, 303, 403 er forsterket ved

å øke tykkelsen på høyde med bordgangen 105, 205, 305, 405

ved kanten og dessuten er denne såle avrundet ved det parti hvor de høyeste strekkspenninger forekommer.

Som det er vist på fig. 7 under henvisningstallet 106, 206, 306, 406, og som også fremgår av de øvrige figurer, er kjernen av de tverrgående bjelker i skottene 100, 200, 300 og 400 utført med en øket tykkelse i hele forbindelsesområdet.

Dessuten er dette forbindelsesområde avgrenset ved

to hovedstendere 108 og 109; 208, 209; 308, 309 og 408, 409

og av en hjelpebro 110, 210, 310 og 410. Endelig er skipets konstruksjon forsterket ved hjelp av en strammeinnretning nær bordgangen 105, 205, 305 og 405 ved kanten. Denne strammeinnretning omfatter på den ene side en horisontal hovedavstiver 111, 211, 311 og 411 og på den annen side en vertikal hovedstender 112, 212, 312 og 412. Den horisontale hovedavstiver 111, 211, 311 og 411 befinner seg over det nederste parti av den sentrale bro, i sideskrogene 10, og er forlenget inn i broen 60.

De vertikale hovedstendere 112, 212, 312 og 412 er anordnet i det øvre parti av sideskrogene 10.

Av figurene fremgår videre at langsgående kanaler 80 er utformet i konstruksjonen, og disse tjener eksempelvis for tilførsel av luft for luftputen som bevirker oppdriften, korridorer som muliggjør adgang til lasterom eller -dekk, eller de tjener som sideliggende halvdekk.

Ifølge oppfinnelsen kan konstruksjonen utføres av metall, særlig av legeringer mellom sveisbar aluminium med høy ytelse og egnet til å motstå alle typer marine korrosjons-angrep, eller av komposittmaterialer i monolitisk eller lag-oppbygget utførelse, også med krav til høy ytelse, såsom forsterket med glassfibre, karbon- eller borfibre, og f.eks.

av materialene markedsført som KEVLAR eller BORE.

De langsgående avstivere som er anordnet i sideskrogene for å sikre større motstand mot langsgående påkjenninger, og spantene som strekker seg på tvers av skipets lengdeakse i broen for å sikre motstand mot tverrgående bøye-krefter kan ut over å være dannet av diskrete materialelemen-ter festet til selve konstruksjonen, også bestå utelukkende av sammensatte materialer forsterket med fibre innbakt i materialstrukturen.

I et slikt tilfelle er komposittmaterialene med glassfibre oftest anisotrope, og forsterkningene blir da anordnet langsetter i skroget for å kunne oppta de langsgående bøyepåkjenninger og sikre stivheten av hele konstruksjonen.

I skipets plattform anordnes derimot materialene fortrinnsvis orientert på tvers, eller de kan gis lokal avvikende orientering for optimal motstand mot de strekkpåkjenninger som forårsakes av vridningsspenninger i sideskrogene.

Claims (9)

1. Lett overflatefartøy av katamarantypen, særlig beregnet for større tonnasje og spesielt innrettet for både å kunne flyte som følge av fortrengningsoppdrift og ved luftputevirkning, bygget med to sideskrog (10) og en forbindende midtbro (60),og hvor fartøyets konstruksjon for å oppnå lav vekt, men samtidig stor styrke overfor langsgående bøyepåkjen-ninger, diagonale vridningspåkjenninger foran og akter, og tverrgående bøyepåkjenninger, omfatter gjennomgående avstivere (13, 14), gjennomgående spanter (61) som går på tvers av far-tøyets lengdeakse og tvers over midtbroen (60) forbinder far-tøyets sideskrog (10), og tverrstilte skillevegger (100, 200> 300, 400) som mellom seg avgrenser skott, idet skilleveggene er forsterket og slik fordelt at minst ett ligger ved far-tøyets baug og minst ett ved dets akterende, KARAKTERISERT VED at hver skillevegg (100, 200, 300, 400) omfatter kombinasjonen av en i og for seg kjent vertikal kjerne (101, 201, 301, 401), idet denne i midtbroen (60) og øverst og nederst er forsterket av horisontale flenser eller bærestykker (102, 202, 302, 402; 103, 203, 303, 403) på hhv. over- og undersiden og som i vertikal retning strekker seg over sideskrogenes (10) fulle høyde, og av kjernen omfattende horisontale avstivere (104, 204, 304, 404) av likeledes i og for seg kjent type.

2. Fartøy ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at de for- > sterkede tverrstilte skillevegger (100, 200, 300, 400) er i antallet fire, parvis anordnet hhv. ved fartøyets baug og akterende.

3. Fartøy ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at skilleveggene er bygget inn i sideskrogene (10) i områder som omrammes ) av to vertikale hovedstendere (108, 109; 209; 308, 309; 408, 409) .

4. Fartøy ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at de tverrstilte skillevegger danner en spantkonstruksjon som ligger inn mot et hjørneområde mellom sideskrogene (10) og midtbroen ? (60) og omfatter en horisontal hovedavstiver (111, 211, 311, 411) og en vertikal hovedstender (112, 212, 312, 412).

5. Fartøy ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at hjørneområdet mellom sideskrogene og den sentrale bro har en hjørneplate med fortykkelse langs kanten slik at det dannes en forsterket bordgang (105, 205, 305, 405).

6. Fartøy ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at den forsterkede skillevegg i området ved bordgangen (105, 205, 305, 405) har en fortykkelse (106, 206, 306, 406) ved kanten.

7. Fartøy ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at sideskrogenes (10) avstivere ligger på langs i forhold til far-tøyets lengderetning og omfatter hovedrelinger (13), underrelinger (14), sekundærrelinger (15) og sammenhengende, langsgående relinger (16).

8. Fartøy ifølge krav 7, KARAKTERISERT VED at sideskrogene (10) omfatter en bordgang (11) langs kanten og en dekkbordgang (12) anordnet i skipets lengderetning.

9. Fartøy ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at de tverrliggende spanter i midtbroen (60) omfatter gjennomgående bunnstokker og tverrbjelker (61).