RU2046050C1

RU2046050C1 - Hydrofoil ship

Info

Publication number: RU2046050C1
Authority: RU
Inventors: Борис Семенович Перельман
Original assignee: Борис Семенович Перельман
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: shipbuilding. SUBSTANCE: hydrofoil ship has above-water and underwater hulls connected by struts; hydrofoils are secured on hulls; weatherworks consists of two hulls connected by means of transverse beams; these hull are of standard shipboard lines at considerable deadrise; underwater portion has volume equal to about 70 percent of volume displacement of ship. Hulls together with connecting members and hydrofoils form rigid frame-truss structures. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, а именно к гидродинамической и силовой компоновке судов на подводных крыльях. The invention relates to shipbuilding, namely to the hydrodynamic and power layout of hydrofoil vessels.

Существующие компоновочные решения судов на подводных крыльях (СПК) имеют следующие недостатки: большую ширину корпуса для обеспечения крепления крыльев и размещения помещений и, как следствие, небольшую килеватость, что приводит к значительным ударам корпуса о волны при движении на предельном волнении и при выходе на крылья, а также в режиме плавания и глиссирования при превышении волнения, допустимого при движении в крыльевом режиме. Другим недостатком является возрастание массы крыльевых устройств при росте водоизмещения при сохранении скорости (скорость ограничивается кавитацией). Этот недостаток ограничивает на сегодняшний день возможность создания больших судов на подводных крыльях. Эти недостатки характерны для всех компоновочных решений СПК, что показано в [1]
Преодолению вышеизложенных недостатков СПК служат решения, сочетающие принцип полупогруженного судна и СПК катамаранного типа, при этом обеспечивается необходимая площадь палубы, значительная килеватость корпусов, позволяющая снизить удары о волну, и т.п.The existing layout decisions of hydrofoil vessels (HFCs) have the following disadvantages: a large hull width for providing wing fastening and placement of premises and, as a result, a small pitching, which leads to significant hull impacts on waves when traveling on extreme waves and when reaching wings , as well as in the mode of swimming and planing when exceeding the excitement permissible when moving in wing mode. Another disadvantage is the increase in the mass of wing devices with an increase in displacement while maintaining speed (speed is limited by cavitation). This drawback limits the possibility of creating large hydrofoil vessels today. These shortcomings are characteristic of all layout decisions of the SEC, as shown in [1]
Overcoming the above-mentioned shortcomings of the SEC are solutions that combine the principle of a semi-submersible vessel and the SEC of a catamaran type, while ensuring the necessary deck area, significant hulling of the hulls, which allows to reduce impacts on the wave, etc.

Наиболее близким прототипом подобного судна является маневренная система высокоскоростного полупогруженного судна [2] содержащая два параллельно расположенных цилиндрических корпуса, на каждом из которых смонтированы консольные крылья и верхний корпус, который жестко посредством стоек скреплен с нижними корпусами. The closest prototype of such a vessel is the maneuverable system of a high-speed semi-submerged vessel [2] containing two parallel-mounted cylindrical hulls, on each of which cantilevered wings and an upper hull are mounted, which is rigidly fastened to the lower hulls using racks.

Указанный прототип имеет следующие недостатки: единый надводный корпус может быть выполнен только с малой килеватостью и для обеспечения прочности при контакте с волнами на большой скорости должен быть поднят на большую (порядка высоты расчетной волны) высоту над водой; стойки, соединяющие надводный и подводные корпуса, должны обеспечить восприятие боковых сил и должны иметь значительную толщину и, как следствие, значительное сопротивление; режим плавания для этого судна происходит при ватерлинии, проходящей по стойкам, что приводит к малой устойчивости и большим углам крена; единый надводный корпус должен иметь большую высоту по всей длине и ширине судна, что может ограничить создание судов некоторых назначений, например с большим раскрытием палубы. The specified prototype has the following disadvantages: a single surface hull can be made only with low deadrise and to ensure strength in contact with the waves at high speed it must be raised to a large (about the height of the calculated wave) height above the water; the racks connecting the surface and underwater hulls must ensure the perception of lateral forces and must have a significant thickness and, as a result, significant resistance; the navigation mode for this vessel occurs at a waterline passing along the racks, which leads to low stability and large roll angles; a single surface hull should have a large height along the entire length and width of the vessel, which may limit the creation of vessels for some purposes, for example, with a large opening deck.

Цель изобретения преодоление описанных недостатков прототипа. The purpose of the invention is the overcoming of the described disadvantages of the prototype.

Цель достигается тем, что корпус судна выполняется в виде двух килеватых корпусов, соединенных в единую систему поперечными силовыми балками и расположенными в их плоскости подводными крыльями, которые с помощью стоек и раскосов образуют единую силовую рамно-ферменную конструкцию, обеспечивающую общую поперечную прочность судна. Для уменьшения необходимой подъемной силы дна крыльях на их уровне под корпусами располагается нижняя часть корпуса в виде полностью погруженной цилиндрической оболочки с носовым и кормовым заострениями и поддерживаемой стойками крыльев и промежуточными стойками для обеспечения совместной работы корпусов в общей прочности. The goal is achieved in that the ship's hull is made in the form of two keeled hulls connected into a single system by transverse power beams and hydrofoils located in their plane, which with the help of struts and braces form a single power frame-truss structure that provides the overall transverse strength of the vessel. To reduce the necessary lifting force of the bottom of the wings at their level under the hulls is the lower part of the hull in the form of a completely submerged cylindrical shell with bow and stern points and supported by the wing struts and intermediate struts to ensure joint operation of the hulls in total strength.

На фиг. 1 изображено судно, поперечное сечение; на фиг.2 то же, продольное сечение. In FIG. 1 shows a ship, a cross section; figure 2 is the same, longitudinal section.

Судно содержит верхний корпус 1, нижний подводный корпус 2, плоскость 3 подводного крыла, поперечную балку 4, стойки и раскосы 5, промежуточные стойки 6, закрылки 7. The vessel comprises an upper hull 1, a lower underwater hull 2, a hydrofoil plane 3, a transverse beam 4, struts and braces 5, intermediate struts 6, flaps 7.

Судно работает следующим образом. The ship operates as follows.

Объем подводных корпусов составляет около 70% объемного водоизмещения судна. При плавании 30% массы воспринимается верхними корпусами, при этом обеспечиваются достаточные характеристики остойчивости и качки. При наборе скорости судна верхние корпуса выходят из воды, действующая ватерлиния проходит по стойкам, нижние корпуса остаются в воде и продолжают нести статические (водоизмещающие) силы. Остойчивость в этом случае обеспечивается малопогруженными элементами крыльев и динамическими силами поддержания. Сопротивление в режиме движения состоит из сопротивления стоек, подводного крыла и сопротивления трения подводных корпусов. The volume of underwater hulls is about 70% of the volumetric displacement of the vessel. When swimming, 30% of the mass is perceived by the upper hulls, while sufficient stability and pitching characteristics are provided. When the vessel is gaining speed, the upper hulls emerge from the water, the existing waterline runs along the racks, the lower hulls remain in the water and continue to carry static (displacement) forces. Stability in this case is ensured by low-loaded wing elements and dynamic support forces. Resistance in driving mode consists of the resistance of the struts, the hydrofoil and the friction resistance of the underwater hulls.

При этой компоновке пассажирские, грузовые и служебные помещения располагаются выше верхнего корпуса в надстройке, а машинное отделение может располагаться в верхних корпусах или в нижних корпусах, или в виде отдельного блока в надстройке. With this arrangement, passenger, cargo, and service rooms are located above the upper building in the superstructure, and the engine room can be located in the upper buildings or in the lower buildings, or as a separate unit in the superstructure.

Claims

A WATER ON A WATER WING, comprising a surface part rigidly connected by struts and an underwater part made in the form of two parallel cylindrical hulls with streamlined fore and aft parts and hydrofoils fixed to them, characterized in that the surface part is made of two hulls connected with transverse beams with conventional ship contours with high deadlift, while the underwater part has a volume of ~ 70% of the volumetric displacement of the vessel, and the hull together with the connecting elements and Water wings form a rigid frame and trusses.