NO329736B1 - Skip - Google Patents

Abstract

Skip av deplasement-typen med et Ramformskrog som har et akterspeil (100), en langskips lengde L i konstruksjonsvannlinjeplanet (300), et basisplan (400) parallelt med konstruksjonsvannlinjeplanet i en avstand T tilsvarende skrogets konstruksjons-dypgående, og omfattende i det vesentlige sinusformede vannlinjer, et skråplan (200) som utgjør bunnen i akterspeilet (100) ved konstruksjonsvannlinjeplanet (300) til basisplanet (400) ved omkring L/2, og en utbulning på hver side og over en vesentlig lengde av skroget med avslutning i forskipet forenom lengden L i et tungelignende bulbelement (900). Forholdet mellom lengden L og bredden B av skroget er mindre enn 1/2*tan 19,47 ~ 1,4, basert på Kelvins vinkel 19,47 grader, og forholdet mellom bredden B og konstruksjonsdypgående T er vesentling større enn 7, fortrinnsvis mellom 10 og 12.

Description

Denne oppfinnelse angår konstruksjoner av skipsskrog av Ramform-typen som er bygget med vannlinjer som har sinusform, som for eksempel beskrevet i NO 153560 (Ramde), NO 309131 (Ramde), US 5,598,802 (Ramde) og US 5,711,239 (Ramde).

Nærmere bestemt tar oppfinnelsen således utgangspunkt i et slikt skrog av deplasementtypen som har et akterspeil, en langskips lengde L i konstruksjonsvannlinjeplanet, et basisplan parallelt med konstruksjonsvannlinjeplanet i en avstand T tilsvarende skrogets konstruksjonsdypgående og omfattende i det vesentlige sinusformede vannlinjer, et skråplan som utgjør bunnen i akterskipet og strekker seg fra akterspeilet ved konstruksjonsvannlinjeplanet til basisplanet ved omkring L/2, og en utbulning på hver side og over en vesentlig lengde av skroget med avslutning i forskipet forenom lengden L i et tungelignende bulbelement.

I forannevnte tidligere Ramform-patenter beskrives visse dimensjonsmessige relasjoner som nå er funnet å kunne forbedres i vesentlig grad. Dette gjelder hovedformen bestemt ved forholdet bredde (B)/konstruksjonsdypgående (T).

NO 309131 beskriver et skip av deplasementstypen med etRamform-skrog som har et akterspeil, en langskips lengde i konstruksjonsvannlinjeplanet, et basisplan parallelt med konstruksjonsvannlinjeplanet i en avstand tilsvarende skrogets konstruksjonsdypgående. Skroget omfatter videre i det vesentlige sinusformede vannlinjer, et skråplan som utgjør bunnen i akterskipet og som strekker seg fra akterspeilet ved konstruksjonsvannlinjeplanet til basisplanet ved omkring halve skrogets lengde. Skroget omfatter i tillegg en utbulning på hver side og over en vesentlig lengde av skroget med avslutning i forskipet forenom skipslengden i et tungelignende bulbelement. Forholdet mellom lengden og bredden kan være mindre enn 1,4.

Videre er det også funnet andre nye konstruksjonstrekk som innebærer vesentlige forbedringer i ytelsen av skrogformer for skip konstruert etter tidligere Ramform-patenter. Særlig bemerkes her at US 5,711,239 beskriver utbulninger som samtidig strekker seg så vel horisontalt som vertikalt ut fra skroget ut over dettes største bredde B og under basisplanet.

På denne bakgrunn består det nye og særegne ved skips-konstruksjonen ifølge oppfinnelsen i første rekke i at forholdet mellom bredden B og konstruksjonsdypgående T er vesentlig større enn 7, fortrinnsvis mellom 10 og 12.

Forholdet (B/T) mellom største bredde B og største konstruksjonsdypgående (T) gir grunnlag for ytterligere forbedringer i form av trekk som fremgår av patentkravene 2-5 vedrørende utbulninger, bulbelement og finneplassering.

Mens tidligere kjente Ramform-skrog var usedvanlig brede i forhold til lengden, innebærer ovenstående nye løsning en vesentlig og radikal økning av bredde/dypgående-forholdet. Det har overraskende vist seg at en slik ny hovedform, som nærmest går imot tradisjonell teori og fagkunnskap, medfører nye og fordelaktige egenskaper.

Sjøegenskapene for skrogkonfigurasjoner i følge fore-liggende oppfinnelse, blir således forbedret ved geometriske endringer i skrogets bredde i forhold til dypgående, og i tilknytning til disse forholdene en forlengelse og vridning av utbulningene i skroget, herunder med den avsluttende del av utbulningene i skrogets fremste del, i form av et fremad-stikkende bulbelement som avsluttes over konstruksjonsvannlinjeplanet. Utbulningenes akterste del avsluttes under skråplanet mot akterspeilets ytterkanter, slik at skrogets rullebevegelser, med tilhørende akselerasjonsnivå reduseres, og fremdriftsegenskapene forbedres i sammenligning med tidligere Ramform-skrog. De oppnådde fordeler omfatter bibehold av den forholdsvis lave motstand i sjøen under varierende fart.

Ovennevnte fordeler og andre gunstige forhold blir ifølge oppfinnelsen oppnådd i en skrogform hvor det i kombinasjonen av konstruksjonstrekk, som til dels omfatter i og for seg kjente trekk, også inngår at økningen av skrogets bredde med bibehold av skrogets lengde og dypgående i en slik kombinasjon at en utbulning tildannet på hver side av skroget langs et vannberørende parti av skroget fra omkring baugen til omkring akterspeilet, har i det vesentlige konstant størrelse ved baugen og akterover til omkring L/2 en tverrskips, med horisontal orientering fra skrogoverflaten. Fra omkring L/2 dreies orienteringen gradvis til vertikalt 90 grader nedover mot basisplanet slik at utbulningen ved akterspeilet ligger under skråplanet og i samme skråplans ytterkant, men innenfor største bredde B og over basisplanet.

Videre kan de to utbulninger på hver sin side av skroget fortsette fremover, for så å gå sammen i et oppadskrånende bulbelement som bryter gjennom konstruksjonsvannlinjen og avsluttes over denne.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningene, der viste utførelsesformer bare er gitt som eksempler; det er ikke meningen at disse skal innebære begrensning av oppfinnelsen til særskilte trekk eller kombinasjoner, slik det vil være åpenbart for en fagmann på området. Tegningene viser: Fig. 1 er grunnriss av to forskjellige skrog av Ramform-typen,

fig. 2 er et langskips oppriss av skroget i fig.l,

fig. 3 er et tverrskips oppriss av skroget i fig.l og

fig.2,

fig. 4 er et grunnriss hvor utbulning og finner med propulsjonsenheter vises,

fig. 5 viser en situasjon med akterspeilets kontakt med

havoverflaten, og

fig. 6 tjener til illustrasjon av viktige forhold som gjelder et skips rullebevegelser i sjøen.

Det vises nå til fig. 1 hvor en sinusformet vannlinje 601 med største bredde Bl representerer tidligere utførelser ifølge Ramform-patenter.

Oppfinnelsen går ut på en vesentlig forøkning av skrogformens bredde som vist ved vannlinjen 602 og bredden B2, mens skrogformens dypgående T til konstruksjonsvannlinjen 300 ikke endres nevneverdig, således at B/T-forholdet økes tilsvarende. Se fig. 2 og 3. Ved modellforsøk med denne nye skrogformen er det vist at den spesifikke motstand i sjøen ved samme hastig-heter blir stort sett uendret i forhold til kjente Ramform-skrog. Samtidig blir dempningen i rulling øket betydelig slik at rullevinkler og vertikale og laterale akselerasjonsverdier reduseres i forhold til tidligere Ramform-konstruksjoner.

Dempningen oppnås ved at det brede akterskip i den foretrukne utformning øker den medsvingende vannmasse slik at skrogets masse med tillegg av medsvingende masse påvirker så vel skrogets egenperiode i rull som dets reaksjon på omgivende bølger. Dette er nærmere forklart nedenfor under henvisning til fig.5 og 6.

De geometriske endringer som er beskrevet ovenfor vil som nevnt gi endrede forholdstall mellom den nye skrogforms bredde B2 og konstruksjonsdypgående T. Forholdet endres ifølge oppfinnelsen fra hittil kjente og praktiserte verdier av B/T i området 5,5-6,5 til nå foretrukne forholdstall B/T fra ca. 10 til ca 12.

Den ved den her beskrevne og sterkt modifiserte skrogform målte dempning i rulling (standard modellforsøk), er øket fra ca. 1,5 ved tidligere utførelser til omkring 2,25 ved den modifiserte utformning, hvor forholdstallet (1,5 hhv. 2,25) er definert som skrogformens egenperioder ved rulling i henholdsvis luft og i vann og uttrykker omfanget av medrevet vannmasse, med tilhørende viskøs dempning, i nevnte bevegelser. Mer om dette nedenfor i tilknytning til fig. 5 og 6.

Det vises nå til fig.2 som viser et langskips oppriss av skroget med konstruksjonsvannlinjeplanet 3 00, basisplanet 400, skråplanet 200 og finner 700 for retningsstabilisering og fortrinnsvis anordning av propulsjonsenheter med hver sin propell 701. Ved 702 er det inntegnet et ror. Videre vises (se også fig. 3) toppen av de sammenløpende utbulninger som danner bulbelementet 900, og konturkurven 901 som viser omtrentlig plasseringen av utbulningens maksimale utstrekning i forskipet og kurven 902 som viser omtrentlig utbulingens maksimale utstrekning fra skråplanet 200 i akterskipet. Dessuten vises tre posisjoner Sl, S2 og S3 for tverrskips snitt som inngår i fig.3.

De tre snitt Sl, S2 og S3 i fig. 3 viser utbulningenes forløp hvor utbulningene i forskipet, indikert ved kurven 901, stort sett er orientert horisontalt og utover, mens den gradvis i retning akterover fra omkring L/2 dreies nedover, indikert med kurven 902, til den ved ytterkantene av akterspeilet 100 er rettet nedover fra skråplanet 200, uten at utbulningenes horisontale utstrekning overskrider skrogformens maksimale bredde B og heller ikke den vertikale utstrekning går ut over (nedenfor) basisplanet 400.

Utbulningene løper som nevnt i forskipet sammen i et bulbelement 900 som bryter gjennom konstruksjonsvannlinjen 300 og avsluttes i en høyde ca. 0,025L over konstruksjonsvannlinjen, mens bulbelementets maksimale bredde fortrinnsvis er omkring B/4.

Denne høye plasseringen av bulbelementet har nøye sammenheng med skrogets store bredde i akterskipet. Under fart vil denne skrogformen ha tendens til å gi en øket forlig trim, slik at bulbelementet bringes ned i eller under sjøoverflaten til den motstandsmessig sett gunstigste dybde.

Det vises nå til fig.4 som viser utbulningenes plassering på skroget og hvordan utbulningene 903 dreies fra i alt vesentlig en horisontal orientering i forskipet (med konturkurven 901) til en i alt vesentlig vertikal orientering av utbulningene 904a og 904b i akterskipet innenfor bredden B og basisplanet 400.

En vesentlig fordel som springer ut av den nye geometri ifølge oppfinnelsen, er en betydelig øket manøvreringsevne som oppnås ved et propulsjonsarrangement som vist i fig.4, Dette består av 2 stk. symmetrisk plasserte finner 700a-700b, som kan gi rom for propulsjonsmaskineri, gjerne i en sideveis avstand omkring 0,4L fra hverandre, dvs. en vesentlig del av lengden L, henholdsvis bredden B. Propulsjonen skjer på vanlig måte med to propellere 701a og 701b.

Det vises nå til fig.5 som representerer en situasjon hvor akterspeilet 100 tangerer en bølgetopp 1000 og som demonstrerer hvordan utbulningenes 904a, 904b utformning i akterskipet bidrar til at skroget opprettholder kontakten med havoverflaten 1000 i sjøgang og dermed øker dempningen i skrogformens rullebevegelser. I det viste eksempel utgjør tapt vannlinjekontakt 101 for det brede skroget hvis det var uten utbulningene 904a-904b, omkring 30% av akterspeilets 100 bredde B, med tilhørende redusert viskøs dempning og mindre medrevet vannmasse.

Fig. 6 viser vannlinjeplanet i situasjonen på fig. 5 og hvor den skraverte flate 301 markerer tapt vannlinjeareal (svarende til 101 i fig. 5) for en skrogform uten utbulninger, og hvordan symmetrilinjen 302 dermed i takt med rullebevegelsene temporært forskyves og dreies til en posisjon 303 med tilhørende økende bevegelser i sjøgang.

Claims (4)

1. Skip av deplasementtypen med et Ramform-skrog som har et akterspeil (100), en langskips lengde L i konstruksjonsvannlinjeplanet (300), et basisplan (400) parallelt med konstruksjonsvannlinjeplanet i en avstand T tilsvarende skrogets konstruksjonsdypgående, og omfattende i det vesentlige sinusformede vannlinjer (602), et skråplan (200) som utgjør bunnen i akterskipet og strekker seg fra akterspeilet (100) ved konstruksjonsvannlinjeplanet (300) til basisplanet (400) ved omkring L/2, og en utbulning på hver side og over en vesentlig lengde av skroget med avslutning i forskipet forenom lengden L i et tungelignende bulbelement (900), karakterisert vedat forholdet mellom bredden B og konstruksjonsdypgående T er vesentlig større enn 7, fortrinnsvis mellom 10 og 12, og hvor utbulningene (901) fra bulbelementet (900) og akterover mot L/2, har en tverrskips, horisontal orientering fra skrogoverflaten, og fra omkring L/2 dreier gradvis vertikalt 90 grader nedover slik at utbulningen (902) ved akterspeilet (100) ligger under skråplanet (200) og langs skråplanets ytterkanter, men innenfor den maksimale bredde B og over basisplanet (400).

2. Skip ifølge krav 1, hvor det tungelignende bulbelement (900) bryter gjennom konstruksjonsvannlinjeplanet (300), fortrinnsvis til en høyde omkring 0,025L over konstruksjonsvannlinjeplanet.

3. Skip ifølge krav 1 eller 2, hvor det tungelignende bulbelements (900) bredde utgjør en betydelig del av skrogformens bredde B, så som omkring B/4.

4. Skip ifølge et av kravene 1-3, der det under skråplanet (200) er anordnet symmetrisk plasserte styrefinner (700a,700b), fortrinnsvis omfattende propulsjonsenheter (701a,701b), med en innbyrdes, sideveis avstand som er en vesentlig del av skrogets lengde L, henholdsvis bredde B, så som ca. 0,4L.