PL54241B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 19.XII.1967 54241 KI. 65 a1, 12 MKP B 63 b Wspóltwórcy wynalazku i Zbigniew Milewski, Gdynia (Polska), Janusz wlasciciele patentu; Kryczkowski, Gdansk (Polska) Powloka poszycia kadlubów jednostek poruszajacych sip w wodzie Przedmiotem wynalazku jest powloka z tworzyw sztucznych naklejana na poszycie kadlubów jed¬ nostek poruszajacych sie w wodzie, w celu zmniej¬ szenia opordw ruchu.W szczególnosci wynalazek dotyczy udoskonale¬ nia powierzchni kadlubów jednostek poruszaja¬ cych sie w wodzie, a wiec lodzi, statków, okre¬ tów podwodnych i innych jednostek, plywajacych na powierzchni lu'b tez pod woda.Powszechnie wiadomo, ze dla zmniejszenia opo¬ rów poruszajacych sie konstrukcji powierzchnie ich wygladza sie.Wzrost predkosci statków jest jednym z decy¬ dujaco waznych elementów jakosci i wartosci statku. W ostatnich latach obserwuje sie stala tendencje do zwiekszania predkosci statków tak pasazerskich jak i towarowych. W ciagu ostatnie¬ go cwiercwiecza szybkosc zostala w przyblizeniu podwojona. Ale dla zwiekszenia predkosci statku instaluje sie silniki napedowe coraz wiekszych mocy.W przyblizeniu dla zwiekszenia predkosci no¬ woczesnego statku o 50% trzeba zwiekszyc moc silowni az trzykrotnie. Wynika to ze zjawiska bardzo szybkiego wzrostu oporu hydrodynamicz¬ nego kadluba statku w wodzie przy wzroscie predkosci. Tak wiec zagadnienie zmniejszenia oporu hydrodynamicznego jest kapitalnym zagad¬ nieniem w okretownictwie.Rozpatrujac zagadnienie oporu hydrodynamicz¬ nego z punktu widzenia bilansu energetycznego, 10 15 20 25 zwlaszcza — bilansu mocy, widac bezposrednio, iz znaczna czesc energii napedowej jest zamienia¬ na w energie ruchu czastek wody. Za szybko po¬ ruszajacym sie statkiem widac spieniony, rozfalo- wany tor wodny. Nigdy nie widzi sie tego ro¬ dzaju wyraznego toru za plynacym delfinem.Dla wprawienia ogromnych mas wody w ruch konieczne sa oczywiscie ogromne ilosci energii.Istotnym jest wiec, by zmniejszyc do minimum to przeikazywanie energii silników napedowych ma¬ sie wody. Stwierdzono, iz przy znacznych predkos¬ ciach ciala w wodzie wytwarzaja sie wiry przy styku ciala i wody. To zjawisko 'uznano za nie¬ uniknione.W swiecie zwierzecym znane sa przypadki osia¬ gania zaskakujaco wysokich predkosci przez osob¬ niki zyjace w srodowisku wodnym, a dysponujace stosunkowo niewielka „moca napedowa". Ma tu znaczenie zarówno odpowiednio uksztaltowane — droga doboru naturalnego — cialo zwierzecia, jak równiez — uformowanie powierzchni jego skóry.Jak wykazuja badania przeprowadzane w licz¬ nych instytutach naukowych, zajmujacych sie problemami oporów statków, charakter powierz¬ chni poszycia statku ma istotne znaczenie dla opo¬ rów wodnych, na które napotyka statek. Jak wynika ze wspomnianych badan, doprowadzanie poszycia do jak najwiekszej gladkosci powoduje zmniejszenie oporów tylko w pewnych granicach i dalsze wygladzanie powierzchni poszycia nie wplywa na zredukowanie oporów. 54241u 14241 Z drugiej strony wiadomo, ze powierzchnia skóry zwierzat wodnych nie jest calkiem gladka, lecz uformowana jako powierzchnia o dosc znacznej chropowatosci, przy czym nierównosci te wykazuja pewna systematyke i pewne charakterystyczne ksztalty. Przez analogie nalezy oczekiwac, ze skopiowanie tych ksztaltów i zastosowanie ich w technice moze dac w, rezultacie korzysci przez zredukowanie oporów tarcia, zachodzacego w war¬ stwie laminarnej, otaczajacej kazde poruszajac3 sig w wodzie cialo.^Wiadomo na przyklad, ze ryby-pily osiagaja , w wodzie predkosci wynoszace 90—130 km/godz., to jest predkosci przewyzszajace predkosc kon¬ wencjonalnych lodzi podwodnych, wynoszace za¬ zwyczaj 50—60 km/godz.Wiadomo równiez, ze przyspieszenie osiagane przez ryby w wodzie sa zaskakujaco duze. Ryby moga nabierac przyspieszenia przewyzszajace czterokrotnie przyspieszenie ziemskie.Delfin stal sie w ostatnich latach obiektem zainteresowania nie tylko ichtiologów, lecz takza — hydrodynamikow. Porusza sie on wprawdzie z predkoscia okolo 47 km/godz., lecz predkosc ta jest uzyskiwana przy zdumiewajaco niskim nakladzie energetycznym.Im wieksza jest masa ryby, tym mniejsze jest jej zapotrzebowanie na moc jednostkowa koniecz¬ na do osiagniecia okreslonej predkosci. I tak przy¬ kladowo 2 kg szczupak morski potrzebuje okolo 0,053 KM na kazdy kilogram iswej masy, by uzy¬ skac predkosc 15 km/godz., a 4 kg szczupak — juz tylko 0,026 KM na kilogram masy swego ciala.Z takich przeliczen, dokonanych w odniesieniu do delfina, wynika, ze dlla uzyskania predkosci 36 km/godz., niezbedna moc winna wynosic 2,6 KM.Stad wyliczono dalej, iz konieczna masa miesni delfina powinna wynosic 120 kg, zakladajac prze¬ cietnie uzyskiwana moc jednostkowa z 1 kg mies¬ nia równa okolo 0,022 KM/kg.Tymczasem stwierdzono, iz w rzeczywistosci del¬ fin ma dziesiec razy mniej miesni, bowiem masa ich wynosi tylko okolo 12 kg. Poniewaz moc jed¬ nostkowa miesni zostala sprawdzona doswiadczal¬ nie i granice bledu sa niezbyt duze, przeto oczy¬ wistym jest, iz przy poruszaniu sie w wodzie, del¬ fin natrafia na wyraznie znacznie mniejszy opór i stad wystarcza mu mniejsza moc dla uzyskania okreslonej predkosci.Nieoczekiwanie stwierdzono, ze uzyskuje sie znaczne zmniejiszenie oporów konstrukcji porusza¬ jacych sie w wodzie, gdy powierzchnia nie je3t gladka.Skoro przy plynieciu powstaja wiry, to chodzi w istocie tylko o to by zmniejszyc je do minimum i/lub odzyskac maksimum energii tam przekazanej.Okazalo sie, iz mozna to osiagnac likwidujac powstale wiry przez celowe wprowadzenie w ich srodowisko porzadkujacych stosunkowo duzych, kierownic- Tymi stosumkowo duzymi kierownica¬ mi sa faldy o ksztaltach oplywowych. Skóra del¬ fina jest wlasnie pokryta tego rodzaju pofaldowa¬ niami, które stanowia kierownice likwidujace mi- krowiry przysciennej warstwy wody i jednoczes¬ nie wykorzystujace znaczna czesc jej energii. 10 15 15 35 40 45 50 55 65 Opisana hipoteza jesr wytiruittacltnl&n faktu, stwierdzonego doswiadczalnie, ii cialo oklejone imitacja skóry delfina stawia znacznie mniejszy opór niz to samo cialo bez powloki, szczególnie przy duzych i — zwlaszcza — przy bardzo duzych predkosciach ruchu.Zmniejszanie oporów jednostek, pCTUazajacych sie w wodzie, wedlug wynalazku! polega' na za¬ stosowaniu powlok, wykonanych z elastycznego tworzywa do oklejania zewnetrzne! powierzchni poszycia kadlubów. Powloki maja powierzchnie uformowana na wz6r powierzcr.mi skóry zwierzat morskich, najkorzystniej delfina lub rylby pily, wyrózniajacych sie osiaganiem diuzych predkosci poruszania sie w wodzie. Takie sztuczne skóry przykleja sie w znany Sposób za pccnoca zywic syntetycznych lub innych odpowiednio pewnych klejów — do 'poszycia wykonanego ze stali, drew¬ na lub innego tworzywa."Przyklad!. W celu uzyskania matryc do wy¬ twarzania sztucznej powloki typu skóry delfina wykonuje sie odcisk ze skóry zwierzecia sposobem dentystycznym. Z odcisku wytwarza sie forme na powierzchni walca* Szeroka tasme miesnego tworzywa sztucznego, przykladowo eskpandowa- nego lub mikroporowatego, walcuje sie miedzy wspomnianym walcem i plyta. Uzyskuje sie tasme z jednej strony plaska, z drugiej zas str-cay — majaca ksztalt skóry delfina. Tasme wykancza sie, pokrywajac ja z obu stron powloka ochron¬ na. Plaska strone pokrywa sie powloka umozli¬ wiajaca latwe jej naklejenie na poszycie stafciu.Korzystnie stosuje sie jako dodatki do kleju two¬ rzywa, dajace po naklejeniu zwiazki metaloorga¬ niczne, stanowiace doskonale dodatkowe zabezpie¬ czenie antykorozyjne miejsc uszkodzonych. Po¬ faldowana zewnetrzna strone pokrywa sie elastycz¬ na, szczelna powloka ochronna znana technolo¬ gia, przykladowo przez natrytfk. Uzyskane tasmy nakleja sie na kadlub lub jego elementy.Przyklad II. Znanym sposobem wykonuje sie walek do odtwarzania zewnetrznej powierzchni skóry ryby-pily. Powierzchnie elementów kadluba statku pokrywa sie warstwa ochronna, stanowia¬ ca lacznik miedzy materialem poszycia i nakla¬ dana powloka. Na podklad naklada sie — jedna ze znanych technologii — warstwe miekkiego tworzywa. Za pomoca walka ksztaltuje sie te warstwe tworzywa, wyciskajac odpowiednie ksztalty. Nastejpnie naklada sie na tak uksztalto¬ wana warstwe powloke ochronna, tworzac powlo¬ ke w postaci sztucznej skóry ryby-pily.Przyklad III. Przy produkcji mniejszych jednostek plywajacych, przykladowo torped, sto¬ suje sie jako material tworzywo walcowane spo¬ sobem wedlug przykladu I, bez metalowego kadlu¬ ba. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patemtowe Powloka poszycia kadlubów jednostek porusza¬ jacych sie w wodzie, wykonana z tworzywa sztucznego i naklejana na poszycie, znamienna tym, ze jej zewnetrzna powierzchnia uformowana jest na wzór powierzchni skór zwierzat morskich, najkorzystniej delfina lub ryby-pily. ZG „Ruch" W-wa, zam. 1538-67 nakl. 230 egz. PL