RU142195U1 - HYDROFOIL - Google Patents

HYDROFOIL Download PDF

Info

Publication number
RU142195U1
RU142195U1 RU2013156500/11U RU2013156500U RU142195U1 RU 142195 U1 RU142195 U1 RU 142195U1 RU 2013156500/11 U RU2013156500/11 U RU 2013156500/11U RU 2013156500 U RU2013156500 U RU 2013156500U RU 142195 U1 RU142195 U1 RU 142195U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fiber
composite material
reinforced polymer
polymer material
reinforced
Prior art date
Application number
RU2013156500/11U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Середохо
Алексей Борисович Пищугин
Алексей Юрьевич Софронов
Игорь Владимирович Солдатов
Ольга Геннадиевна Вишнякова
Александр Александрович Безруков
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России)
Priority to RU2013156500/11U priority Critical patent/RU142195U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU142195U1 publication Critical patent/RU142195U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

1. Судно на подводных крыльях, содержащее корпус, надстройку судна и крыльевое устройство, при этом корпус выполнен из первого композиционного материала в виде сэндвич структуры, имеющей первую слоистую оболочку и вторую слоистую оболочку, каждая из которых выполнена по меньшей мере из одного армированного волокном полимерного материала, и средний слой из вспененного пластика, заключенный между этими оболочками, и второго композиционного материала, являющегося слоистым и образованного по меньшей мере из одного армированного волокном полимерного материала, отличающееся тем, что надстройка судна выполнена из первого композиционного материала и/или второго композиционного материала, крыльевое устройство выполнено из первого композиционного материла, а первый композиционный материал и второй композиционный материал содержат второй армированный волокном полимерный материал, имеющий характеристики, отличные от характеристик первого армированного волокном полимерного материала.2. Судно по п. 1, отличающееся тем, что один из армированных волокном полимерных материалов является армированным углеродным волокном полимерным материалом.3. Судно по п. 1, отличающееся тем, что второй армированный волокном полимерный материал является армированным стекловолокном полимерным материалом.4. Судно по п. 1, отличающееся тем, что первый композиционный материал имеет участки, на которых количество слоев первого армированного волокном полимерного материала и/или второго армированного волокном полимерного материала отличается от количества таких слоев на других участках первого композитного материала.5. Судно по п. 1, о1. A hydrofoil vessel comprising a hull, a ship superstructure and a wing device, wherein the hull is made of a first composite material in the form of a sandwich structure having a first laminate and a second laminate, each of which is made of at least one polymer fiber reinforced material, and a middle layer of foamed plastic, enclosed between these shells, and the second composite material, which is laminated and formed from at least one fiber reinforced dimensional material, characterized in that the superstructure of the vessel is made of the first composite material and / or the second composite material, the wing device is made of the first composite material, and the first composite material and the second composite material contain a second fiber-reinforced polymer material having characteristics different from those the first fiber-reinforced polymer material. 2. A ship according to claim 1, characterized in that one of the fiber-reinforced polymer materials is a carbon fiber-reinforced polymer material. The vessel according to claim 1, characterized in that the second fiber-reinforced polymer material is a fiberglass-reinforced polymer material. The vessel according to claim 1, characterized in that the first composite material has sections in which the number of layers of the first fiber-reinforced polymer material and / or the second fiber-reinforced polymer material differs from the number of layers in other sections of the first composite material. The ship under item 1, about

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящая полезная модель относится к судам на подводных крыльях, в частности к элементам судовых конструкций, выполненных из полимерных композитных материалов.This utility model relates to hydrofoil vessels, in particular to elements of ship structures made of polymer composite materials.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

В судостроении широко известно использование композитных материалов, представляющих собой трехслойные сэндвич-структуры, для изготовления отдельных элементов судовых конструкций. Такие композиционные материалы позволяют создавать безнаборные или редко подкрепленные набором корпусные конструкции с высокопрочными слоями из стеклопластика или углепластика и средним слоем из полимерных композиций низкой плотности.In shipbuilding, it is widely known to use composite materials, which are three-layer sandwich structures, for the manufacture of individual elements of ship structures. Such composite materials make it possible to create boxless or rarely reinforced with a set of hull structures with high-strength layers of fiberglass or carbon fiber and a middle layer of polymer compositions of low density.

Например, из уровня техники известно судно, которое выбрано в качестве прототипа и корпус которого выполнен из двух композитных материалов (WO 2009145689, публ. 03.12.2009), один из которых содержит традиционную сэндвич-структуру, образующую часть корпуса, расположенную ниже ватерлинии, а второй композитный материал представляет собой одностеночную конструкцию, образующую боковые стенки корпуса, расположенные выше ватерлинии. Сэндвич структура содержит две оболочки из армированного углеродным волокном полимерного материала, каждая из которых имеет толщину 3 мм. Между указанными наружными сторонами расположен средний ячеистый слой, имеющий толщину около 50 мм. Второй композитный материал выполнен из армированного стекловолокном полимера и имеет толщину 40 мм. Такая конструкция корпуса имеет достаточно высокие прочностные характеристики. Однако в составе указанных композиционных материалов используют только один вид армированного волокном материала, что значительно снижает возможности моделирования элементов конструкции судна для получения требуемых характеристик.For example, it is known from the prior art that a vessel is selected as a prototype and whose hull is made of two composite materials (WO 2009145689, publ. December 3, 2009), one of which contains a traditional sandwich structure forming a part of the hull located below the waterline, and the second composite material is a single-wall design, forming the side walls of the housing located above the waterline. The sandwich structure contains two shells of carbon fiber reinforced polymer material, each of which has a thickness of 3 mm. Between said outer sides is a middle mesh layer having a thickness of about 50 mm. The second composite material is made of fiberglass reinforced polymer and has a thickness of 40 mm. This housing design has a fairly high strength characteristics. However, only one type of fiber-reinforced material is used in the composition of these composite materials, which significantly reduces the ability to model structural elements of the vessel to obtain the required characteristics.

Задача предлагаемой полезной модели заключается в создании судна на подводных крыльях, имеющего высокую грузоподъемность, а также улучшенные эксплуатационные характеристики.The objective of the proposed utility model is to create a hydrofoil vessel with a high carrying capacity, as well as improved operational characteristics.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF A USEFUL MODEL

Поставленная задача решается благодаря созданию судна на подводных крыльях, содержащего корпус, надстройку судна и крыльевое устройство, при этом корпус выполнен из первого композиционного материала в виде сэндвич структуры, имеющей первую слоистую оболочку и вторую слоистую оболочку, каждая из которых выполнена по меньшей мере из одного армированного волокном полимерного материала, и средний слой из вспененного пластика, заключенный между этими оболочками, и второго композиционного материала, являющегося слоистым и образованного по меньшей мере из одного армированного волокном полимерного материала, причем надстройка судна выполнена из первого композиционного материала и/или второго композиционного материала, крыльевое устройство выполнено из первого композиционного материла, а первый композиционный материал и второй композиционный материал содержат второй армированный волокном полимерный материал, имеющий характеристики, отличные от характеристик первого армированного волокном полимерного материала.The problem is solved by creating a hydrofoil vessel containing a hull, a superstructure of a vessel and a wing device, the hull being made of the first composite material in the form of a sandwich structure having a first laminate and a second laminate, each of which is made of at least one fiber reinforced polymer material, and a middle layer of foam plastic enclosed between these shells, and a second composite material, which is laminated and formed by at least one fiber-reinforced polymer material, the superstructure of the vessel made of the first composite material and / or the second composite material, the wing device is made of the first composite material, and the first composite material and the second composite material contain a second fiber-reinforced polymer material having characteristics different from the characteristics of the first fiber reinforced polymer material.

Технический результат, достигаемый решением поставленной задачи, заключается в повышении надежности и качества конструкции судна.The technical result achieved by solving the problem is to increase the reliability and quality of the design of the vessel.

В качестве одного из армированных волокном полимерных материалов может быть использован армированный углеродным волокном полимерный материал, а в качестве второго армированного волокном полимерного материала может быть использован армированный стекловолокном полимерный материал.As one of the fiber-reinforced polymer materials, a carbon fiber-reinforced polymer material can be used, and as a second fiber-reinforced polymer material, a fiberglass-reinforced polymer material can be used.

Первый композиционный материал может иметь участки, на которых количество слоев первого армированного волокном полимерного материала и/или второго армированного волокном полимерного материала отличается от количества таких слоев на других участках первого композитного материала.The first composite material may have sections in which the number of layers of the first fiber reinforced polymer material and / or the second fiber reinforced polymer material differs from the number of layers in other sections of the first composite material.

Второй композиционный материал может иметь участки, на которых количество слоев первого армированного волокном полимерного материала и/или второго армированного волокном полимерного материала отличается от количества таких слоев на других участках первого композитного материала.The second composite material may have sections in which the number of layers of the first fiber reinforced polymer material and / or the second fiber reinforced polymer material differs from the number of layers in other sections of the first composite material.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Далее предложенная полезная модель описано более подробно со ссылками на чертежи, на которых:Further, the proposed utility model is described in more detail with reference to the drawings, in which:

на фиг. 1 изображен в поперечном разрезе частичный вид корпуса судна на подводных крыльях;in FIG. 1 shows in cross section a partial view of the hull of a hydrofoil;

на фиг. 2 изображен в поперечном разрезе узел крепления элементов корпуса, показанного на фиг. 1;in FIG. 2 is a cross-sectional view of the attachment unit of the housing elements shown in FIG. one;

на фиг. 3 изображен в поперечном разрезе участок рубки судна на подводных крыльях;in FIG. 3 is a cross-sectional view of a hydrofoil deckhouse;

на фиг. 4 изображено в поперечном разрезе крыло крыльевого устройства судна на подводных крыльях.in FIG. 4 is a cross-sectional view of a wing of a wing device of a hydrofoil vessel.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDETAILED DESCRIPTION OF A USEFUL MODEL

Предлагаемое судно на подводных крыльях содержит корпус 1, надстройку и крыльевое устройство 3. Как показано на фиг. 1 и 2, корпус 1 может быть выполнен из первого композиционного материала 4 в виде сэндвич-структуры, имеющей первую слоистую оболочку 5 и вторую слоистую оболочку 6. В рассматриваемом варианте полезной модели оболочки 5 и 6 выполнены из двух армированных волокном полимерных материалов, имеющих различные характеристики, и заключенного между этими оболочками среднего слоя 7 из вспененного пластика. В качестве указанных армированных волокном полимерных материалов используются армированный углеродным волокном полимерный материал и армированный стекловолокном полимерный материал.The proposed hydrofoil vessel comprises a hull 1, a superstructure and a wing device 3. As shown in FIG. 1 and 2, the housing 1 can be made of the first composite material 4 in the form of a sandwich structure having a first layered shell 5 and a second layered shell 6. In the present embodiment, a useful model, the shells 5 and 6 are made of two fiber-reinforced polymeric materials having different characteristics, and the middle layer 7 made of foamed plastic enclosed between these shells. As these fiber-reinforced polymer materials, carbon fiber-reinforced polymer material and fiberglass-reinforced polymer material are used.

Кроме того, корпус 1 содержит второй композиционный материал 8, выполненный слоистым из двух армированных волокном полимерных материалов, имеющих различные характеристики, в качестве которых также используют армированный углеродным волокном полимерный материал и армированный стекловолокном полимерный материал.In addition, the housing 1 contains a second composite material 8, laminated from two fiber-reinforced polymer materials having different characteristics, which also use carbon fiber reinforced polymer material and fiberglass-reinforced polymer material.

Указанные первый и второй армированные волокном материалы уложены друг на друга и соединены посредством связующего, в качестве которого может быть использована эпоксидная смола.These first and second fiber reinforced materials are stacked on top of each other and connected by a binder, which can be used as an epoxy resin.

Кроме того, могут быть использованы несколько видов как первого армированного волокном полимерного материала, так и второго армированного волокном полимерного материала, которые отличаются направлением волокон. Это позволяет получать слоистую структуру, в которой при переходе от одного слоя к другому происходит изменение ориентации волокон. Такая структура может быть использована в оболочках 5 и 6, а также в композиционном материале 8, что позволяет значительно повысить прочность получаемых элементов конструкций.In addition, several types of both the first fiber reinforced polymer material and the second fiber reinforced polymer material, which differ in the direction of the fibers, can be used. This allows you to get a layered structure, in which when changing from one layer to another, the orientation of the fibers changes. Such a structure can be used in shells 5 and 6, as well as in composite material 8, which can significantly increase the strength of the resulting structural elements.

Кроме того, некоторые элементы конструкции, а также узлы крепления элементов конструкций, к которым прикладывается повышенная нагрузка, могут быть дополнительно усилены посредством использования дополнительных слоев первого и/или второго армированного волокном материала.In addition, some structural elements, as well as attachment points of structural elements to which an increased load is applied, can be further strengthened by using additional layers of the first and / or second fiber-reinforced material.

В качестве армированного углеродным волокном полимерного материала могут быть использованы следующие материалы: углеродная ткань-полотно 0°/90° 130 г/м2 (Ст-12049), углеродная ткань-полотно 0°/90° 240 г/м2 (Ст-12048), углеродная биаксиальная ткань +45°/-45° 300 г/м2 (См-42010), углеродная лента 420 г/м2 (Ст-11083). В качестве армированного стекловолокном полимерного материала могут быть использованы следующие материалы: стеклоткань биаксиальная +45°/-45° 450 г/м2, стеклоткань квадроаксиальная +45°/90°/-45°/0° 1170 г/м2.The following materials can be used as carbon fiber reinforced polymer material: carbon fabric-cloth 0 ° / 90 ° 130 g / m 2 (St-12049), carbon fabric-cloth 0 ° / 90 ° 240 g / m 2 (St- 12048), carbon biaxial fabric + 45 ° / -45 ° 300 g / m2 (Cm-42010), carbon tape 420 g / m 2 (St-11083). As the glass fiber reinforced polymeric material may be used the following materials: glass fiber biaxial + 45 ° / -45 ° to 450 g / m 2, fiberglass kvadroaksialnaya + 45 ° / 90 ° / -45 ° / 0 ° 1170 g / m 2.

В качестве вспененного пластика могут быть использованы следующие материалы: Divinylcell H80-20 mm GSW, Divinylcell H80-25 mm GSW, Divinylcell H130-20 mm GSW, Divinylcell H130-25 mm GSW.The following materials can be used as foamed plastic: Divinylcell H80-20 mm GSW, Divinylcell H80-25 mm GSW, Divinylcell H130-20 mm GSW, Divinylcell H130-25 mm GSW.

В качестве связующего состава для указанных слоев может быть использована эпоксидная смола, например, смола марки Elan-tech EC 157/W152 MLR.As a binder composition for these layers can be used epoxy resin, for example, resin brand Elan-tech EC 157 / W152 MLR.

На фиг. 3 изображен частичный вид рубки 9 предлагаемого судна на подводных крыльях согласно предлагаемой полезной модели. Как видно из чертежа, рубка 9 также выполнена из первого композиционного материала 4 и второго композиционного материала 8.In FIG. 3 shows a partial view of the wheelhouse 9 of the proposed hydrofoil according to the proposed utility model. As can be seen from the drawing, the wheelhouse 9 is also made of the first composite material 4 and the second composite material 8.

На фиг. 4 изображено в поперечном сечении крыло 10 крыльевого устройства судна, выполненного из первого композиционного материала 4 и имеющего оболочки 5 и 6 и заключенный между ними средний слой 7. Крепление крыла 10 к корпусу судна осуществляется посредством стоек (на фигурах не показаны).In FIG. 4 shows in cross section the wing 10 of the wing device of the vessel made of the first composite material 4 and having shells 5 and 6 and the middle layer 7 enclosed between them. The wing 10 is fastened to the hull of the vessel by struts (not shown in the figures).

Предлагаемое судно изготавливают с помощью RTM-технологии, которая предусматривает инжекцию смолы в герметично закрытую форму, в которой находится армирующий материал. Инжекция смолы происходит под низким давлением, а прижим пуансона и матрицы происходит с помощью вакуума. Данная технология позволяет изготавливать сложные детали с помощью одной операции и добиваться оптимальных характеристик пропитки, при этом улучшая показатели жесткости и легкости получаемой конструкции.The proposed vessel is manufactured using RTM technology, which involves the injection of resin into a hermetically sealed form in which the reinforcing material is located. Injection of the resin takes place under low pressure, and the punch and die are pressed using a vacuum. This technology allows you to produce complex parts with a single operation and to achieve optimal impregnation characteristics, while improving the rigidity and lightness of the resulting structure.

Таким образом, предлагаемая конструкция судна на подводных крыльях имеет небольшой вес и повышенные прочностные характеристики, что позволяет повысить грузоподъемность судна и улучшить его эксплуатационные характеристики.Thus, the proposed hydrofoil design has a light weight and increased strength characteristics, which allows to increase the carrying capacity of the vessel and improve its operational characteristics.

Claims (5)

1. Судно на подводных крыльях, содержащее корпус, надстройку судна и крыльевое устройство, при этом корпус выполнен из первого композиционного материала в виде сэндвич структуры, имеющей первую слоистую оболочку и вторую слоистую оболочку, каждая из которых выполнена по меньшей мере из одного армированного волокном полимерного материала, и средний слой из вспененного пластика, заключенный между этими оболочками, и второго композиционного материала, являющегося слоистым и образованного по меньшей мере из одного армированного волокном полимерного материала, отличающееся тем, что надстройка судна выполнена из первого композиционного материала и/или второго композиционного материала, крыльевое устройство выполнено из первого композиционного материла, а первый композиционный материал и второй композиционный материал содержат второй армированный волокном полимерный материал, имеющий характеристики, отличные от характеристик первого армированного волокном полимерного материала.1. A hydrofoil vessel comprising a hull, a ship superstructure and a wing device, wherein the hull is made of a first composite material in the form of a sandwich structure having a first laminate and a second laminate, each of which is made of at least one polymer fiber reinforced material, and a middle layer of foamed plastic, enclosed between these shells, and the second composite material, which is laminated and formed from at least one fiber reinforced dimensional material, characterized in that the superstructure of the vessel is made of the first composite material and / or the second composite material, the wing device is made of the first composite material, and the first composite material and the second composite material contain a second fiber-reinforced polymer material having characteristics different from those the first fiber reinforced polymer material. 2. Судно по п. 1, отличающееся тем, что один из армированных волокном полимерных материалов является армированным углеродным волокном полимерным материалом.2. The vessel according to claim 1, characterized in that one of the fiber-reinforced polymer materials is a carbon fiber-reinforced polymer material. 3. Судно по п. 1, отличающееся тем, что второй армированный волокном полимерный материал является армированным стекловолокном полимерным материалом.3. The ship under item 1, characterized in that the second fiber-reinforced polymer material is a fiberglass-reinforced polymer material. 4. Судно по п. 1, отличающееся тем, что первый композиционный материал имеет участки, на которых количество слоев первого армированного волокном полимерного материала и/или второго армированного волокном полимерного материала отличается от количества таких слоев на других участках первого композитного материала.4. The vessel according to claim 1, characterized in that the first composite material has sections in which the number of layers of the first fiber-reinforced polymer material and / or the second fiber-reinforced polymer material differs from the number of layers in other sections of the first composite material. 5. Судно по п. 1, отличающееся тем, что второй композиционный материал имеет участки, на которых количество слоев первого армированного волокном полимерного материала и/или второго армированного волокном полимерного материала отличается от количества таких слоев на других участках первого композитного материала.
Figure 00000001
5. The vessel according to claim 1, characterized in that the second composite material has sections in which the number of layers of the first fiber-reinforced polymer material and / or the second fiber-reinforced polymer material differs from the number of layers in other sections of the first composite material.
Figure 00000001
RU2013156500/11U 2013-12-19 2013-12-19 HYDROFOIL RU142195U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013156500/11U RU142195U1 (en) 2013-12-19 2013-12-19 HYDROFOIL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013156500/11U RU142195U1 (en) 2013-12-19 2013-12-19 HYDROFOIL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU142195U1 true RU142195U1 (en) 2014-06-20

Family

ID=51219128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013156500/11U RU142195U1 (en) 2013-12-19 2013-12-19 HYDROFOIL

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU142195U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102848622B (en) A kind of have sandwich material of PMI foam core material and preparation method thereof
JP5162452B2 (en) Surfboard with honeycomb core
CN101067343B (en) Grid structural reinforced composite material sandwich structure
US4083159A (en) Structural sound absorbing panel for underwater use and methods of making same
CN107277732B (en) Carbon fiber ball top and manufacturing method thereof
CN100503228C (en) Alveolus type interlayer structure of the composite material
US4964825A (en) Composite aquatic board and manufacturing method
CN201052677Y (en) Lattice reinforced composite material sandwich structure
CN103913099B (en) Integral hollow composite material launching box cover
CN105599889A (en) Solid composite rudder blade high in rigidity and low in weight
CN106853708A (en) Buoyancy compensation type crashworthiness energy-absorbing composite material by multilayer array configuration module
CN106313761A (en) Nano modified vibration damping honeycomb sandwich plate
EP3126133A1 (en) Systems and methods of producing a structural and non-structural homogeneous and hybrid composite panels, prepregs, hand layup panels with "basalt" fiber, various composite materials, and additives
JP5457110B2 (en) Ship propeller
CN107277733B (en) Carbon fiber ball top and manufacturing method thereof
KR101708212B1 (en) Panel and its manufacturing method using 3D printer
RU142195U1 (en) HYDROFOIL
CN110509645B (en) High positive buoyancy characteristic light high-rigidity releasable functional composite material detachable plate
JP4561344B2 (en) Wing member
CN104071313A (en) Anti-shock energy-absorbing covering layer capable of elastically bending
CN203294282U (en) Novel yacht deck floor
CN201376372Y (en) Epoxy carbon fiber glass fabric laminated sheet
CN115008847A (en) Three-dimensional composite plate shell structure, aircraft, wind power blade shell and manufacturing method
RU165092U1 (en) FISHING HOUSING
RU142193U1 (en) SHIP WING DEVICE

Legal Events

Date Code Title Description
PD1K Correction of name of utility model owner