RU2149797C1

RU2149797C1 - Stabilizing device for ship or floating structure

Info

Publication number: RU2149797C1
Application number: RU98115878A
Authority: RU
Inventors: А.И. Немзер; К.Е. Сазонов; А.В. Юрканский; А.Д. Зимин; С.Г. Лившиц
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н. Крылова; Открытое акционерное общество "ЦКБ "Айсберг"
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2000-05-27

Abstract

FIELD: shipbuilding. SUBSTANCE: stabilizing device includes two skegs-stabilizers mounted on either side in aft extremity symmetrically relative to CL. Skegs-stabilizers are rigidly mounted on bottom of ship or floating structure; each skeg consists of two sections. Length of one section is equal to 0.72 to 0.82 of total length of skeg-stabilizer; it is oriented on bottom in parallel with ship's CL. Other section is turned in waterplane through angle of 25 to 35 deg from CL towards sides; length of this section is equal to 0.28 to 0.18 of total length of skeg-stabilizer. EFFECT: enhanced stability of non-self-propelled vessel or floating structure at sea towing. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов создания устройств, улучшающих стабилизацию плавучих объектов. The invention relates to the field of shipbuilding and relates to the creation of devices that improve the stabilization of floating objects.

Одной из важных задач, возникающих при проектировании несамоходных судов и плавучих сооружений, является обеспечение устойчивости их движения при морской буксировке, поскольку это напрямую связано с вопросами безопасности и эффективности буксировки: выбором параметров буксирного троса (материал, длина и диаметр), параметров буксировщика (мощность, усилие на лебедке), допустимых гидрометеоусловий и т.д. One of the important tasks arising in the design of non-self-propelled vessels and floating structures is to ensure the stability of their movement during sea towing, since this is directly related to safety and towing efficiency issues: the choice of the tow rope parameters (material, length and diameter), towing parameters (power , winch effort), permissible weather conditions, etc.

Наиболее остро эта проблема проявляется для судов (плавучих сооружений), имеющих определенные соотношения главных размерений: малое отношение длины к ширине (L/B<5) или большое отношение ширины к осадке (В/Т>4.5), что оказывает неблагоприятное влияние на устойчивость прямолинейного движения. В этом случае обеспечение устойчивости может быть достигнуто путем установки скегов-стабилизаторов в кормовом подзоре судна. Однако, как показывает опыт проектирования, зачастую для обеспечения устойчивости при буксировке эта конструктивная мера оказывается недостаточной и требуется установить на судне стабилизаторы, выступающие вниз за основную плоскость, что является нерациональным из-за увеличения осадки. Установка дополнительных стабилизаторов (больше двух) приводит к усложнению конструкции и увеличению веса корпуса. This problem is most acute for ships (floating structures) having certain ratios of the main dimensions: a small ratio of length to width (L / B <5) or a large ratio of width to draft (W / T> 4.5), which has an adverse effect on stability rectilinear motion. In this case, stability can be achieved by installing stabilizer skegs in the stern clearance of the vessel. However, as the design experience shows, often to ensure stability when towing this structural measure is insufficient and it is necessary to install stabilizers on the vessel that protrude downward beyond the main plane, which is irrational due to increased draft. The installation of additional stabilizers (more than two) leads to a complication of the design and an increase in the weight of the housing.

Известными устройствами, улучшающими устойчивость движения судна, являются скеги-стабилизаторы, развернутые в плоскости ватерлинии относительно диаметральной плоскости (ДП) на определенный угол. Эти устройства улучшения устойчивости реализованы в изобретении "Стабилизирующее устройство несамоходного судна" (патент N 1404410, от 16.09.86, кл. B 63 B 39/06), рассматриваемом в качестве прототипа. Known devices that improve the stability of the vessel’s movement are stabilizer skegs deployed in the waterline plane relative to the diametrical plane (DP) at a certain angle. These stability enhancing devices are implemented in the invention "Stabilizing device of a non-self-propelled vessel" (patent N 1404410, from 16.09.86, CL B 63 B 39/06), considered as a prototype.

Конструкция данного стабилизирующего устройства такова, что позволяет устанавливать скеги-стабилизаторы в два положения: рабочее положение, при котором они фиксируются в кормовом подзоре под днищем судна в положении, развернутом относительно ДП как в плоскости шпангоута, так и в плоскости ватерлинии; и нерабочее положение, при котором стабилизаторы поджаты к днищу. Для обеспечения возможности приведения стабилизаторов в рабочее состояние имеется сложное фиксирующее устройство, состоящее из рычагов, пружин, стопорных винтов, манжет и т.п. The design of this stabilizing device is such that it allows you to install the stabilizer skegs in two positions: the working position, in which they are fixed in the aft clearance under the bottom of the vessel in a position deployed relative to the DP both in the frame plane and in the waterline plane; and inoperative position in which the stabilizers are drawn to the bottom. To provide the ability to bring the stabilizers into working condition, there is a complex locking device consisting of levers, springs, locking screws, cuffs, etc.

По замыслу автора устройства-прототипа нерабочее положение стабилизаторов должно использоваться при буксировке несамоходного судна методом толкания (речная буксировка), при котором стабилизаторы, будучи расположенными в рабочем положении, увеличивают сопротивление движению буксирного ордера, а вопрос обеспечения устойчивости движения не является актуальным. According to the author of the prototype device, the inoperative position of the stabilizers should be used when towing a non-self-propelled vessel by the pushing method (river towing), in which the stabilizers, when located in the working position, increase the resistance to movement of the towing order, and the issue of ensuring the stability of movement is not relevant.

Несмотря на отмеченные выше положительные качества устройства-прототипа, оно обладает рядом существенных недостатков, связанных главным образом со сложностью данной конструкции. Это приводит к снижению надежности эксплуатации данного устройства и существенно увеличивает стоимость его изготовления. Кроме того, зачастую отсутствует экономическая целесообразность в разработке и создании такого устройства. Это характерно для тех случаев, когда буксировка является важной и ответственной, но в то же время единичной операцией; например, это касается таких несамоходных объектов, как плавучие электростанции или отдельные блоки стационарных буровых платформ. Despite the above-mentioned positive qualities of the prototype device, it has a number of significant drawbacks, mainly related to the complexity of this design. This leads to a decrease in the reliability of operation of this device and significantly increases the cost of its manufacture. In addition, often there is no economic feasibility in the development and creation of such a device. This is typical for those cases when towing is an important and responsible, but at the same time single operation; for example, non-self-propelled objects such as floating power plants or individual blocks of stationary drilling platforms.

Задачей предлагаемого изобретения является создание стабилизирующего устройства, обеспечивающего устойчивость несамоходного судна или плавучего сооружения при морской буксировке и отличающегося надежностью и простотой. Для достижения указанного технического результата в отличие от известного стабилизирующего устройства, состоящего из двух поворотных скегов-стабилизаторов, установленных в кормовой оконечности судна побортно и симметрично развернутых относительно ДП судна, в предлагаемом устройстве скеги-стабилизаторы, жестко установленные в кормовом подзоре на днище судна или плавучего сооружения, имеют участок протяженностью 0.72...0.82 от общей длины стабилизатора, параллельный ДП, и хвостовую часть протяженностью 0.28...0.18 от длины стабилизатора, развернутую относительно ДП в плоскости ватерлинии на угол 25...35^o задними кромками в сторону бортов.The objective of the invention is the creation of a stabilizing device that ensures the stability of a non-self-propelled vessel or floating structure during sea towing and is characterized by reliability and simplicity. To achieve the specified technical result, in contrast to the known stabilizing device, consisting of two rotary stabilizer skegs installed in the aft end of the vessel side-by-side and symmetrically deployed relative to the ship's shipwreck, in the proposed device, stabilizer skegs rigidly installed in the stern clearance on the bottom of the vessel or floating structures have a section with a length of 0.72 ... 0.82 of the total length of the stabilizer, parallel to the DP, and a tail with a length of 0.28 ... 0.18 of the length of the stabilizer, rnutuyu relatively DP in waterline plane at an angle of 25 ... 35 ^o rear edges toward the sides.

Жесткое сварное соединение стабилизатора с корпусом обеспечивает надежность эксплуатации данной конструкции. Rigid welded connection of the stabilizer with the housing ensures the reliability of the operation of this design.

Разворот только хвостовой части стабилизаторов по сравнению со случаем разворота всего стабилизатора позволяет уменьшить сопротивление движению несамоходного судна, и, кроме того, наиболее эффективным образом влияет на устойчивость прямолинейного движения. Turning only the tail of the stabilizers compared with the case of turning the entire stabilizer can reduce the resistance to movement of a non-self-propelled vessel, and, in addition, the most effective way affects the stability of rectilinear movement.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 показан вид на днище судна или плавучего сооружения. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a view of the bottom of a vessel or floating structure.

На днище 1 объекта жестко установлены скеги-стабилизаторы 2-3, каждый из которых имеет два участка: один участок 2 протяженностью 0.72...0.82 общей длины скега-стабилизатора, ориентированный параллельно диаметральной плоскости объекта, а другой 3 - длиной 0.28...0.18 общей длины скега-стабилизатора, развернут на угол ψ^o, равный 25...35^o, от ДП в плоскости ватерлинии в сторону бортов.On the bottom of 1 object, skeg stabilizers 2-3 are rigidly installed, each of which has two sections: one section 2 with a length of 0.72 ... 0.82 of the total length of the skeg stabilizer, oriented parallel to the diametrical plane of the object, and the other 3 with a length of 0.28 ... 0.18 of the total length of the skeg-stabilizer, deployed at an angle ψ ^o equal to 25 ... 35 ^o from the DP in the plane of the waterline towards the sides.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В процессе перемещения плавучего объекта части скегов-стабилизаторов, параллельные ДП, обеспечивают смещение точки приложения гидродинамических сил в сторону кормовой оконечности, что способствует улучшению устойчивости прямолинейного движения. In the process of moving a floating object, parts of the stabilizer skegs parallel to the DP provide a displacement of the point of application of hydrodynamic forces towards the aft end, which helps to improve the stability of rectilinear movement.

Работу хвостовой части скега-стабилизатора физически можно уподобить работе крыла с закрылком, который позволяет эффективно влиять на положение точки приложения гидродинамических сил, действующих на корпус судна. При развороте хвостовой части стабилизатора точка приложения гидродинамических сил смещается кормовее по сравнению со случаем неразвернутого стабилизатора, что и обеспечивает улучшение устойчивости прямолинейного движения. The work of the tail of the skeg-stabilizer can be physically likened to the work of the wing with a flap, which allows you to effectively influence the position of the point of application of hydrodynamic forces acting on the hull of the vessel. When the tail part of the stabilizer is turned around, the point of application of hydrodynamic forces shifts farther compared to the case of the non-deployed stabilizer, which ensures an improvement in the stability of rectilinear motion.

Авторами была выполнена расчетно-экспериментальная проверка работоспособности предлагаемого устройства. Результаты этой работы для случая движения на чистой воде приведены на фиг. 2 и 3, где дано сопоставление параметров буксировки судна (угла дрейфа β и усилия в тросе F) при использовании предложенных скегов-стабилизаторов с развернутой хвостовой частью - "а" и скегов-стабилизаторов традиционного типа - "б". Как видно из приведенных результатов, при буксировке на тросе несамоходного судна, у которого хвостовая часть скегов-стабилизаторов развернута на угол 30^o, амплитуда поперечных угловых перемещений (угла дрейфа) β практически равна 0 - "а", в то время как при использовании обычных скегов-стабилизаторов β превышает 25^o - "б". Кроме того, использование предлагаемого устройства позволяет уменьшить максимальное значение усилия в тросе F ~ в 4 раза. Испытания по буксировке судна в ледовых условиях не выявили отрицательного влияния развернутых хвостовых частей скегов-стабилизаторов на ледовую ходкость.The authors performed a calculation and experimental verification of the health of the proposed device. The results of this work for the case of movement in pure water are shown in FIG. 2 and 3, which gives a comparison of the towing parameters of the vessel (drift angle β and force in the cable F) when using the proposed stabilizer skegs with the tail section turned “a” and the stabilizer skegs of the traditional type “b”. As can be seen from the above results, when towing a non-self-propelled vessel on a cable, in which the tail of the stabilizer skegs are turned at an angle of 30 ^o , the amplitude of transverse angular displacements (drift angle) β is practically equal to 0 - "a", while using conventional skeg stabilizers β exceeds 25 ^o - "b". In addition, the use of the proposed device allows to reduce the maximum value of the force in the cable F ~ 4 times. Tests for towing a vessel in ice conditions did not reveal a negative effect of the unfolded tail parts of the stabilizer skegs on ice speed.

Claims

The stabilizing device of the vessel or floating structure, consisting of two stabilizer skegs installed in the aft end of the vessel or floating structure flange-mounted and symmetrically with respect to its diametrical plane, characterized in that the stabilizer skegs are rigidly installed in the stern clearance on the bottom of the vessel or floating structure, and each of them is made up of two sections, one of which has a length of 0.72 - 0.82 of the total length of the skeg-stabilizer and is oriented on the bottom parallel to the diametrical the plane of the vessel or floating structure, and another section is deployed in the waterline plane at an angle of 25 - 35 ^o from the diametrical plane towards the sides and is 0.28 - 0.18 of the total length of the skeg-stabilizer.