Pierwszenstwo: Opublikowano: 10.XII.1969 58713 KI. 65 a2, 56 MKP B63b isfoe uk: Twórca wynalazku: mgr inz. Damian Mackowiak Wlasciciel patentu: Instytut Morski, Gdansk (Polska) Profilowe pletwy stabilizacyjne do tlumienia kolysan poprzecznych i wzdluznych statku Przedmiotem wynalazku sa profilowe pletwy sta¬ bilizacyjne do tlumienia kolysan poprzecznych i wzdluznych statku w warunkach morskich, nada¬ jace sie do zastosowania na wszystkich jednostkach plywajacych zarówno w postaci stepek przechylo¬ wych jak i wysuwanych poza obrys kadluba statku biernych stabilizatorów pletwowych.Znane dotychczas rozwiazania techniczne stepek przechylowych, biernych (o stalym kacie natarcia) i czynnych (o zmiennym kacie natarcia) stabiliza¬ torów pletwowych opieraja sie glównie na pletwach o profilach prostych lub wkleslo-wypuklych oraz przede wszystkim na profilach lotniczych, które dla osiagniecia wymaganej sily stabilizacyjnej, wyko¬ nuja dodatkowo pewne ruchy oscylacyjne wzgle¬ dem kadluba statku i kierunku jego aktualnego przechylu na fali.Jakkolwiek rozwiazania te charakteryzuja sie w niektórych odmianach nie najgorszymi osiagnie¬ ciami stabilizacyjnymi, to jednak w wykonaniu w postaci stepek przechylowych i biernych pletw stabilizacyjnych nie wykorzystuja one w pelni ca¬ lych powierzchni roboczych (dolnych i górnych) pletw i aktualnej predkosci postepowej statku w warunkach morskich, co w obu przypadkach przejawia sie w mniejszej skutecznosci tlumienia kolysan statku. Ponadto czynne pletwy stabiliza¬ cyjne z profilami lotniczymi wymagaja dodatko¬ wych urzadzen pomocniczych w postaci ukladu zy- roskopowo-sterujacego i mechanizmu elektryczno- hydraulicznego do ciaglej zmiany kata natarcia tych 10 15 20 25 30 pletw, co równiez powaznie podraza koszt takich stabilizatorów i tym samym niemoznosc ich insta¬ lowania na wszystkich wiekszych jednostkach ply¬ wajacych.Rozwiazania techniczne, stanowiace przedmiot ni¬ niejszego wynalazku, eliminuja calkowicie powyzsze niedoskonalosci techniczne stepek przechylowych i biernych stabilizatorów pletwowych oraz przede wszystkim, w stosunku do czynnych stabilizatorów pletwowych, usuwaja uklad zyroskopowo-sterujacy i mechanizm elektryczno-hydrauliczny. Istota roz¬ wiazan tych biernych pletw stabilizacyjnych jest ich wzdluzne uksztaltowanie profilami asymetrycz¬ nymi lub symetrycznymi, których obie plaszczyzny robocze^(dolna i górna) posiadaja pewna zbieznosc w kierunku dziobu statku oraz przede wszystkim ksztalt prosty lub wklesly w glab profilu pletwy ' stabilizacyjnej.Szczególnie istotne jest w tym przypadku wielo¬ krotne profilowanie dolnej i górnej plaszczyzny ro¬ boczej pletwy stabilizacyjnej krzywiznami wkleslo- -zbieznymi o wysokosciach tylnych krawedzi tych plaszczyzn, malejacych w kierunku dziobu statku lub wysokosciach stalych. Ponadto poszczególne elementarne plaszczyzny roboczej wieloprofilowej pletwy stabilizacyjnej moga byc polaczone ze soba w jedna calosc lub rozmieszczone wzdluz kadluba statku w pewnej odleglosci, tworzac tzw. przery¬ wany uklad biernych pletw stabilizacyjnych.W dodatku na zewnetrznych koncach tych bier¬ nych pletw stabilizacyjnych moga znajdowac sie 5871358713 tzw. plyty ograniczajace, które gwarantuja korzyst¬ niejszy rozklad cyrkulacji cieczy podczas tlumienia kolysan i tym samym dodatkowy wzrost skutecz¬ nosci dzialania omawianych pletw stabilizacyjnych.Przedmiot wynalazku zostal przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 — obrazuje ogólny widok z góry srodkowe] czesci kadluba statku z biernymi pletwami stabili¬ zacyjnymi (stalymi lub wysuwanymi poza obrys kadluba statku) o róznych wymiarach zasadniczych, fig. 2 — przekrój poprzeczny A-A (z fig. 1) przez bierna pletwe stabilizacyjna o czesciowym wyprofi¬ lowaniu obu plaszczyzn roboczych krzywiznami wkleslo-zbieznymi i z asymetrycznymi rozmieszcze¬ niami tych krzywizn, fig. 3 — przekrój poprzeczny A-A (z fig. 1) przez bierna pletwe stabilizacyjna o calkowitym wyprofilowaniu obu plaszczyzn robo¬ czych krzywiznami wkleslo-zbieznymi i z asyma- trycznym rozmieszczeniem tych krzywizn, fig. 4 — przekrój poprzeczny A-A (z fig. 1) przez bierna pletwe stabilizacyjna o calkowitym wyprofilowaniu obu plaszczyzn roboczych trzema symetrycznymi, polaczonymi krzywiznami wkleslo-zbieznymi i wy¬ sokosciach tylnych krawedzi tych plaszczyzn ro¬ boczych malejacych w kierunku dziobu statku, fig. 5 — przekrój poprzeczny A-A (z fig. 1) przez bierna pletwe stabilizacyjna o calkowitym wypro¬ filowaniu obu plaszczyzn roboczych trzema syme¬ trycznymi, polaczonymi krzywiznami wkleslo-zbiez¬ nymi i wysokosciach tylnych krawedzi tych plasz¬ czyzn roboczych jednakowych, fig. 6 — widok czo¬ lowy biernej pletwy stabilizacyjnej o trzech syme¬ trycznych krzywiznach wkleslo-zbieznych, jaka przedstawiono na fig. 5, lecz z dodatkowa plyta ograniczajaca, fig. 7 — widok z góry biernej pletwy stabilizacyjnej, która przedstawiono na fig. 6, oraz fig. 8 — przekrój poprzeczny A-A (z fig. 1) przez przerywana bierna pletwe stabilizacyjna o calko¬ witym wyprofilowaniu obu plaszczyzn roboczych trzema symetrycznymi krzywiznami wkleslo-zbiez¬ nymi i jednakowych wysokosciach tylnych krawe¬ dzi tych plaszczyzn roboczych.Omówione wyzej profilowe bierne pletwy stabi¬ lizacyjne do tlumienia kolysan poprzecznych i wzdluznych statku, zamocowane po obu burtach w czesci srodkowej kadluba statku 1 (fig. 1) w po¬ staci pojedynczych lub podwójnych pletw 2 (ogra¬ niczonych wymiarami zasadniczymi, tj. dlugoscia 3, szerokoscia 4 i gruboscia 5) — charakteryzuja sie nastepujacymi elementami konstrukcyjnymi.Mianowicie, ze w pierwszym rozwiazaniu kon¬ strukcyjnym (fig. 2) dolna i górna plaszczyzna ro- • bocza pletwy stabilizacyjnej 2 jest czesciowo wy¬ profilowana wzdluz kadluba statku asymetryczny¬ mi krzywiznami wkleslo-zbieznymi 6 i 7, których tylne krawedzie 8 i 9 sa przesuniete wzgledem sie¬ bie w kierunku dziobu statku w ten sposób, ze krzywizna wkleslo-zbiezna górnej plaszczyzny ro¬ boczej 7 znajduje sie z przodu pletwy oraz jej przednia krawedz 10 jest obnizona w stosunku do tylnej krawedzi 9 i tworzy równoczesnie przednia krawedz biernej pletwy stabilizacyjnej 2.W drugim rozwiazaniu konstrukcyjnym (fig. 3) dolna i górna plaszczyzna robocza pletwy stabili¬ zacyjnej 2 jest wyprofilowana symetrycznie wzgle- 25 dem osi 11 krzywiznami wkleslo-zbieznymi 6 i 7, których tylne krawedzie 8 i 9 (od rufy statku) sa na tej samej wysokosci wzgledem osi symetrii 11 i ograniczone gruboscia pletwy 5. W trzecim roz- 5 wiazaniu konstrukcyjnym (fig. 4) dolna i górna plaszczyzna robocza pletwy stabilizacyjnej 2 jest calkowicie wyprofilowana symetrycznymi wzgledem osi 11 trzema krzywiznami wkleslo-zbieznymi 6 i 7, których tylne krawedzie 8 i 9 sa malejace w kie- 10 runku dziobu statku poczawszy od pierwszej wy¬ sokosci ograniczonej gruboscia pletwy lub profi¬ lu 5.W czwartym rozwiazaniu konstrukcyjnym (fig. 5) dolna i górna plaszczyzna 6 i 7 pletwy stabiliza- 15 cyjnej 2 jest calkowicie wyprofilowana trzema sy¬ metrycznymi krzywiznami wkleslo-zbieznymi, tak jak w rozwiazaniu trzecim (fig. 4), lecz er jednako¬ wych wysokosciach tylnych krawedzi 8 i 9 wzgle¬ dem osi symetrii 11. W piatym rozwiazaniu kon- 20 strukcyjnym (fig. 6 i 7) dolna i górna powierzchnia robocza pletwy stabilizacyjnej 2 jest calkowicie wyprofilowana trzema symetrycznymi krzywizna¬ mi wkleslo-zbieznymi, tak jak w rozwiazaniu czwartym (fig. 5), lecz posiada dodatkowo na koncu plyte ograniczajaca 13.Wreszcie w szóstym rozwiazaniu konstrukcyjnym (fig. 8) dolna i górna plaszczyzna robocza pletwy stabilizacyjnej 2 jest wyprofilowana trzema syme¬ trycznymi krzywiznami wkleslo-zbieznymi o sta¬ lych wysokosciach tylnych krawedzi 8 i 9, których poszczególne elementy robocze dwu krzywizn wkleslo-zbieznych sa przedzielone wzdluz osi sy¬ metrii 11 odstepami 14.Naturalnie we wszystkich wymienionych odmia¬ nach konstrukcyjnych poszczególne plaszczyzny ro¬ bocze biernych pletw stabilizacyjnych 6 i 7 przed¬ stawiono jako plaszczyzny wkleslo-zbiezne (ozna¬ czone na fig. 2 — 5 i 8 liniami ciaglymi), które jed¬ nak w gorszym rozwiazaniu moga byc równie uksztaltowane jako plaszczyzny prosto-zbiezne, co na fig. 2 — 5 zaznaczono odpowiednio liniami prze¬ rywanymi.Ponadto istnieje mozliwosc kombinacji wszyst¬ kich odmian konstrukcyjnych biernych pletw sta¬ bilizacyjnych miedzy soba, zwlaszcza w zakresie ksztaltowania symetrycznosci plaszczyzn roboczych 6 i 7, ukladu ciaglego (fig. 2, 4 i 5) i przerywanego (fig. 8) biernych pletw stabilizacyjnych 2 oraz za¬ stosowania w kazdym z wymienionych rozwiazan plyty ograniczajacej 13 (fig. 6 i 7), a takze i prze¬ de wszystkim w zakresie wielokrotnosci profilowa¬ nia tych plaszczyzn roboczych krzywiznami wkle¬ slo-zbieznymi lub plaszczyznami prosto-zbieznymL Dzialanie profilowych biernych pletw stabiliza- 55 eyjnych, wykonanych zarówno w postaci stepek przechylowych jak i wysuwanych stabilizatorów pletwowyeh, jest nastepujace. Pod wplywem wkle- slo-zbieznego uksztaltowania plaszczyzn roboczych pletw stabilizacyjnych oraz predkosci postepowej1 60 statku w warunkach sfalowanego morza zwieksza sie naturalny kat doplywu (natarcia) cieczy do tych pletw, co zgodnie z podstawowymi zasadami hydro¬ dynamiki powoduje bezposredni wzrost sily nosnej profilu, a za tym i odpowiedni wzrost sily tlumia- 65 cej kolysania poprzeczne i wzdluzne statku. 45 5058713 5 Ponadto wskutek zastosowania dwustronnego pro¬ filu, bierne pletwy stabilizacyjne pracuja zawsze pelna powierzchnia pletw podczas kazdego prze¬ chylu dynamicznego statku i niezaleznie od jego aktualnego kierunku przebiegu wzgledem morza 5 (przechylajacego, czy powracajacego do stanu rów¬ nowagi wyjsciowej) oraz moga byc z latwoscia do¬ stosowane do danej wielkosci jednostki plywajacej 2. i jej aktualnych warunków hydrodynamicznych.Profilowe bierne pletwy stabilizacyjne stanowia- 1Q ce przedmiot niniejszego wynalazku, byly poddane badaniom sprawdzajacym w warunkach laborato¬ ryjnych, które calkowicie potwierdzily celowosc dwustronnego profilowania biernych pletw stabili¬ zacyjnych krzywiznami wkleslo-zbieznymi. Miedzy ^ 15 innymi w wyniku przeprowadzonych badan mode¬ lowych ustalono bowiem, ze rozwiazanie konstruk¬ cyjne profilowych pletw stabilizacyjnych, które przedstawiono na fig. 2, nadaje sie w szczególnosci 3. do zastosowania w postaci stepek przechylowych na mniejszych jednostkach plywajacych. 20 Rozwiazanie profilowych pletw stabilizacyjnych, które przedstawiono na fig. 3, 5, 6 i 8 — w postaci stepek przechylowych na srednich i duzych jed¬ nostkach plywajacych. Wreszcie rozwiazanie profi¬ lowych pletw, które przedstawiono na fig. 3 i 4 na- 25 daje sie do zastosowania w postaci wysuwanych 4. poza obrys kadluba statku jedno lub wielopletwo- wych stabilizatorów kolysan o bardzo wysokiej sku¬ tecznosci dzialania tlumiacego na srednich i du¬ zych jednostkach plywajacych. 30 5. PL