RU217176U1 - HULL OF THE SHIP-TUG - Google Patents

HULL OF THE SHIP-TUG Download PDF

Info

Publication number
RU217176U1
RU217176U1 RU2022134340U RU2022134340U RU217176U1 RU 217176 U1 RU217176 U1 RU 217176U1 RU 2022134340 U RU2022134340 U RU 2022134340U RU 2022134340 U RU2022134340 U RU 2022134340U RU 217176 U1 RU217176 U1 RU 217176U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hull
keel
tug
maneuvers
stern
Prior art date
Application number
RU2022134340U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Григорьевич Сенченко
Андрей Борисович Крючков
Владимир Валерьевич Заслонов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова"
Application granted granted Critical
Publication of RU217176U1 publication Critical patent/RU217176U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области судостроения и может быть использована при строительстве автономных судов вспомогательного флота для осуществления морских маневров, в том числе в условиях безэкипажного судовождения. Технической задачей, на которую направлена предлагаемая полезная модель, является обеспечение безопасного и быстрого выполнения морских маневров (эскорта, раскантовки, швартовки-отшвартовки) при осуществлении автономном управлении, не требующего участия людей непосредственно на борту судов. Технический результат заключается в том, что предлагаемая конструкция корпуса судна-буксира позволяет располагать винторулевые колонки в диаметральной плоскости судна, что помогает осуществлять безопасное движение во всех направлениях, в частности лагом, компенсируя разные виды качек и выполняя маневры без привязки к наличию бака и кормы в виду их идентичности. Для достижения всех необходимых маневровых характеристик в автономном режиме необходимо расположение винторулевых колонок в диаметральной плоскости судна. Технический результат достигается благодаря взаимосвязи всех технических решений при строительстве буксира-автомата для достижения максимально выгодных гидродинамических характеристик при выполнении морских маневров.

Figure 00000001
The utility model relates to the field of shipbuilding and can be used in the construction of autonomous vessels of the auxiliary fleet for the implementation of maritime maneuvers, including in unmanned navigation. The technical task to which the proposed utility model is directed is to ensure the safe and fast performance of maritime maneuvers (escort, canting, mooring-unmooring) with autonomous control that does not require the participation of people directly on board the ships. The technical result lies in the fact that the proposed design of the hull of the tugboat allows you to position the rudder propellers in the diametrical plane of the vessel, which helps to carry out safe movement in all directions, in particular with a lag, compensating for different types of pitching and performing maneuvers without being tied to the presence of a tank and stern in kind of their identity. To achieve all the necessary maneuvering characteristics in autonomous mode, it is necessary to position the rudder propellers in the center plane of the ship. The technical result is achieved due to the interconnection of all technical solutions in the construction of the automatic tug to achieve the most favorable hydrodynamic characteristics when performing marine maneuvers.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области судостроения, а именно корпусному решению судна-буксира, и может быть использована в автономных судах-буксирах в условиях безэкипажного судовождения для безопасного выполнения швартовных операций морских транспортных средств (грузовых судов), в том числе, для обеспечения эскорта, раскантовки, с высокими показателями маневренности.The utility model relates to the field of shipbuilding, namely the hull solution of a tugboat, and can be used in autonomous tugboats in unmanned navigation for the safe performance of mooring operations of marine vehicles (cargo ships), including for providing escort, tilting with high levels of maneuverability.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Современные судостроители и разработчики, такие как Damen, Abu Dhabi Ports, Robert Allan Ltd и другие, в процессе обоснования своих технологических решений, выделяют три поколения буксиров.Modern shipbuilders and developers, such as Damen, Abu Dhabi Ports, Robert Allan Ltd and others, in the process of substantiating their technological solutions, distinguish three generations of tugs.

К первому поколению относятся традиционные буксиры, и все его предыдущие технологические решения за множество лет.The first generation includes traditional tugs, and all its previous technological solutions for many years.

Второе - современные буксиры с полноворотными винторулевыми колонками (далее - ВРК) или азиподами (Azimuthing stern-drive tug - ASD - "Азимутальный буксир"), которые, как правило, располагались в районе кормы и попарно. Данное техническое решение повлияло на развитие внешнего вида корпуса. Был сформирован класс роторных буксиров {Rotor tug).The second is modern tugs with full-revolving rudder propellers (hereinafter - VRK) or azipods (Azimuthing stern-drive tug - ASD - "Azimuth tug"), which, as a rule, were located in the stern area and in pairs. This technical solution influenced the development of the appearance of the hull. A class of rotary tugs (Rotor tug) was formed.

К третьему поколению можно отнести буксиры на базе активно развивающихся технологий безэкипажного судовождения (БЭС).The third generation includes tugs based on actively developing technologies of unmanned navigation (BES).

Известны следующие конструктивные решения по патентным документам.The following design solutions are known according to patent documents.

Буксир-толкач (Патент РФ RU 2204500 С2, опубл. 20.05.2003)Pusher tug (RF Patent RU 2204500 C2, publ. 20.05.2003)

Изобретение относится к судостроению, в частности к конструкции буксиров-толкачей. Буксир-толкач содержит корпус со смонтированными на торце носовой части двумя упорами и сцепной замок с захватными клешнями. Буксир-толкач снабжен обтекателем. На внешней боковой поверхности каждого упора размещена направляющая. Обтекатель имеет в плане форму стрелы. Направляющие выполнены в виде полосы. На каждой боковой поверхности обтекателя вырезана продолговатая щель для направляющей. Направляющие установлены перпендикулярно к боковой поверхности обтекателя. Днище обтекателя выполнено с языком, прикрывающим торец носового участка корпуса. Достигается уменьшение сопротивления движению буксира-толкача при ходе без баржи.The invention relates to shipbuilding, in particular to the design of pusher tugs. SUBSTANCE: pusher tug contains a body with two stops mounted on the end of the bow and a coupling lock with gripping claws. The pusher is equipped with a fairing. A guide is placed on the outer side surface of each stop. The fairing has an arrow shape in plan. The guides are made in the form of a strip. An elongated slot for the guide is cut out on each side surface of the fairing. The guides are installed perpendicular to the side surface of the fairing. The bottom of the fairing is made with a tongue covering the end face of the nose section of the hull. EFFECT: reduction of resistance to movement of the pusher tug during the course without a barge is achieved.

Морское судно с подвижным килем (патенту №WO 2009109697).Marine vessel with a movable keel (patent No. WO 2009109697).

Основной идеей изобретения является сохранение основного принципа киля при одновременном уменьшении боковой площади при маневрах бокового шага и при этом киль играет активную роль в маневрировании морского судна. Это может быть расширено путем предоставления морскому судну всенаправленной двигательной установки и килевой компоновки, имеющей активную килевую установку с первым активным килем и вторым активным килем, которые оба являются вращающимися членами киля.The main idea of the invention is to preserve the basic principle of the keel while reducing the lateral area during side step maneuvers, while the keel plays an active role in the maneuvering of the sea vessel. This can be extended by providing a marine vessel with an omnidirectional propulsion system and a keel arrangement having an active keel assembly with a first active keel and a second active keel, both of which are rotating members of the keel.

Корпус и киль ( WO 2001038166). Hull and keel (WO 2001038166).

Задачей данного изобретения является обеспечение конструкции корпуса и киля, которая решает проблему фиксированного балластного водоизмещения лодок, создающих носовые и кормовые волны, которые взаимодействуют для ограничения максимальной скорости корпуса через воду, как описано выше. Это цель сделать это без чрезмерной ширины, без ограничений по размеру и с возможностью вернуться в вертикальное положение после опрокидывания.It is an object of this invention to provide a hull and keel design that solves the fixed ballast displacement problem of boats that create bow and stern waves that interact to limit the maximum speed of the hull through the water as described above. It is the goal to do so without excessive width, without size restrictions, and with the ability to return to an upright position after tipping over.

Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает корпус и киль, в которых киль имеет достаточную плавучесть для поддержки любого балласта и достаточную дополнительную плавучесть для поддержания веса корпуса, к которому он прикреплен, так что корпус опирается на поверхность воды или вблизи нее.Accordingly, the present invention provides a hull and keel in which the keel has sufficient buoyancy to support any ballast and sufficient additional buoyancy to support the weight of the hull to which it is attached so that the hull rests on or near the surface of the water.

Плавучесть может быть такой, что корпус располагается чуть выше или чуть ниже поверхности воды. Тем не менее, предпочтительно, чтобы он опирался на поверхность воды или просто на ней, а не в ней.Buoyancy can be such that the hull is located slightly above or slightly below the surface of the water. However, it is preferred that it rest on the surface of the water, or simply on it, and not in it.

Известно изобретение по патенту US 20150191224, относящееся к конструкции буксира, а конкретно, к усовершенствованной оболочке буксира, предназначенного для буксировки и маневрирования судов или им подобных судов, а также для оказания помощи судам, которым угрожает опасность из-за повреждений или несчастных случаев.An invention is known according to US patent 20150191224, relating to the design of a tug, and specifically, to an improved shell of a tug designed for towing and maneuvering ships or similar ships, as well as for assisting ships that are in danger due to damage or accidents.

Изобретение по патенту US 20190283850 относится к буксиру, имеющему азимутальные гребные установки.The invention according to US 20190283850 relates to a tug having azimuth propulsion units.

В рамках настоящего изобретения под выражением «азимутальная гребная установка» подразумевается гребная установка, направление движения которой в горизонтальном направлении может изменяться на 360°. Такие азимутальные гребные установки уже известны сами по себе, например, в виде сопла, в нем расположенного пропеллера.In the context of the present invention, the expression "azimuth propulsion plant" means a propulsion plant, the direction of movement of which in the horizontal direction can be changed by 360°. Such azimuth propulsion systems are already known per se, for example in the form of a nozzle containing a propeller.

К буксиру предъявляются особые требования в отношении тяги и маневренности. Например, желательно, чтобы буксир не только производил тяговую силу в прямом, но и в заднем направлении и даже в боковом направлении, хотя тяговая мощность, производимая в боковом направлении, будет меньше, чем тяговая мощность, производимая в продольном направлении.The tug has special requirements in terms of traction and maneuverability. For example, it is desirable for the tug not only to produce a propulsive force in the forward direction, but also in the aft direction and even in the lateral direction, although the propulsion power produced in the lateral direction will be less than the propulsive power produced in the longitudinal direction.

Известно, что буксир имеет три азимутальные гребные установки. Два азимутальных гребных агрегата предусмотрены в первом продольном положении, на противоположных сторонах средней плоскости буксира. Третий азимутальный гребной агрегат расположен в продольном положении, отличном от продольных положений указанных двух азимутальных гребных агрегатов. В этом известном буксире, который известен в полевых условиях как буксир Ротор®, каждый гребной агрегат имеет гребной вал и главный вал. Гребной винт может вращаться вокруг главного вала не менее чем на 360 градусов, а главные валы простираются параллельно друг другу, в вертикальном направлении, когда буксир находится на одном уровне. It is known that the tug has three azimuth propulsion units. Two azimuth propulsion units are provided in the first longitudinal position, on opposite sides of the middle plane of the tug. The third azimuth propulsion unit is located in a longitudinal position different from the longitudinal positions of these two azimuth propulsion units. In this famous tug, which is known in the field as the Rotor® tug, each propeller unit has a propeller shaft and a main shaft. The propeller can rotate at least 360 degrees around the main shaft, and the main shafts extend parallel to each other, in the vertical direction, when the tug is level.

Известен буксир по патенту СА 2144460. Во время буксировки сопровождения буксир предназначен для оказания помощи на высокой скорости в управлении и остановке судна, которым необходимо помочь с помощью буксирного троса, идущего от буксировочной лебедки и подключенного к судну, на которое оказывается помощь. Во время работы в гавани буксир может быть применен к обычным задачам буксировки и буферизации.Known tug according to patent CA 2144460. During towing escort, the tug is designed to assist at high speed in the management and stopping of the vessel, which must be helped with a towing cable coming from the towing winch and connected to the vessel, which is being assisted. While working in the harbor, the tug can be applied to normal towing and buffering tasks.

Кроме того, разработка буксиров нового типа была необходима для оказания помощи и сопровождения танкеров в опасных и прибрежных водах, т.е. вне безопасных гаваней.In addition, the development of a new type of tugs was necessary to assist and escort tankers in dangerous and coastal waters, i.e. outside safe harbors.

Общими недостатками описанных конструкций является то, что они неспособны осуществить тяговое усилие лагом, отсутствует возможность быстрого маневрирования, а также имеет место высокий риск кавитации.The general disadvantages of the described designs are that they are unable to implement the traction force with a lag, there is no possibility of quick maneuvering, and there is also a high risk of cavitation.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧАTECHNICAL PROBLEM

Технической задачей, на которую направлена предлагаемая полезная модель, является обеспечение безопасного и быстрого выполнения морских маневров (эскорта, раскантовки, швартовки-отшвартовки) при осуществлении автономного управления, не требующего участия людей непосредственно на борту судов.The technical task to which the proposed utility model is directed is to ensure the safe and fast performance of maritime maneuvers (escort, canting, mooring-unmooring) in the implementation of autonomous control that does not require the participation of people directly on board the ships.

Техническая задача достигается тем, что предложен корпус судна-буксира, включающий судовой набор в виде двух бортов, жестко соединенных с днищем, одинаковые по конструктивному исполнению, идентичные бак и корму, жестко соединенные с остальными частями судового набора, обводы корпуса выполнены с учетом рассекаемого потока воды при движении вперед и потока, создаваемого винторулевой колонкой, в днище корпуса диаметрально симметрично выполнены сквозные отверстия для размещения винторулевых колонок, причем одно выполнено ближе к баку, а другое - к корме, к днищу крепится килевая конструкция с вертикальной и горизонтальной частями, имеющая в сечении вид перевернутой буквы Т, вертикальная часть которой одной поверхностью крепится к днищу корпуса, а другой - к горизонтальной части, при этом вертикальная часть килевой конструкции выполнена с вогнутыми боковыми торцами, а горизонтальная часть представляет собой ромб с усеченными вершинами, геометрическое расположение отверстий для размещения винторулевых колонок определяется с учетом килевой конструкции, прикрепленной к днищу, а килевая конструкция выполнена по всей длине днища корпуса между отверстиями для размещения винторулевых колонок, рядом с которыми находятся отверстия для водометной системы, расположение и форма которых выполнены с учетом физических и геометрических параметров всех остальных элементов корпуса и узлов судна-буксира.The technical problem is achieved by the proposed hull of the tugboat, including a ship set in the form of two sides rigidly connected to the bottom, identical in design, identical tank and stern, rigidly connected to the rest of the ship set, the hull contours are made taking into account the dissected flow of water when moving forward and the flow created by the rudder propeller, through holes are diametrically symmetrically made in the bottom of the hull for accommodating rudder propellers, and one is made closer to the tank, and the other - to the stern, a keel structure with vertical and horizontal parts is attached to the bottom, having in cross-section view of an inverted letter T, the vertical part of which is attached to the bottom of the hull with one surface, and the other to the horizontal part, while the vertical part of the keel structure is made with concave side ends, and the horizontal part is a rhombus with truncated tops, the geometric arrangement of holes for placement in and rudder columns is determined taking into account the keel structure attached to the bottom, and the keel structure is made along the entire length of the hull bottom between the holes for accommodating the rudder propellers, next to which there are holes for the jet system, the location and shape of which are made taking into account the physical and geometric parameters of all the others elements of the hull and units of the tug vessel.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТTECHNICAL RESULT

Технический результат заключается в том, что предлагаемая конструкция корпуса судна-буксира позволяет осуществлять безопасное движение во всех направлениях, в частности лагом, компенсируя разные виды качек и выполняя маневры без привязки к наличию бака и кормы в виду их идентичности. Результат достигается возможностью расположения винторулевых колонок в диаметральной плоскости судна, что обеспечивает выполнение всех необходимых маневровых характеристик в автономном режимеThe technical result lies in the fact that the proposed design of the hull of the tugboat allows for safe movement in all directions, in particular with a lag, compensating for different types of pitching and performing maneuvers without being tied to the presence of a tank and stern due to their identity. The result is achieved by the possibility of positioning the rudder propellers in the center plane of the vessel, which ensures that all the necessary maneuvering characteristics are performed offline

Технический результат достигается благодаря взаимосвязи всех технологических решений при строительстве судна-буксира для достижения максимально выгодных гидродинамических характеристик при выполнении морских маневров.The technical result is achieved due to the interconnection of all technological solutions in the construction of a tugboat to achieve the most favorable hydrodynamic characteristics when performing marine maneuvers.

СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИESSENCE OF THE UTILITY MODEL

В предлагаемой конструкции корпуса судна-буксира реализована концепция разработки азимутального судна-буксира с возможностью работы в условиях автономного и дистанционного судовождения без экипажа на борту, с возможностью выполнения всех вариантов морских маневров быстро, безопасно, а также осуществлять значительные тяговые усилия при разнообразных положениях винторулевых колонок (ВРК), отвечающим только одному условию - находиться в диаметральной плоскости днища судна-буксира.The proposed design of the hull of the tugboat implements the concept of developing an azimuth tugboat with the ability to operate in autonomous and remote navigation without a crew on board, with the ability to perform all types of marine maneuvers quickly, safely, and also to carry out significant traction forces with various positions of the rudder propellers. (VRK) that meets only one condition - to be in the diametrical plane of the bottom of the tug.

Широкий выбор положения ВРК относительно диаметральной плоскости и друг друга при расположении их в кормовой части получить невозможно. Расположение ВРК в диаметральной плоскости расширяет выбор маневров и тяговых усилий.It is impossible to obtain a wide choice of the position of the ARC relative to the diametrical plane and each other when they are located in the aft part. The location of the VRK in the diametrical plane expands the choice of maneuvers and traction.

За счет возможности расположения ВРК в диаметральной плоскости получаем:Due to the possibility of the location of the WRC in the diametrical plane, we obtain:

возможность использования положения ВРК без ограничений, что позволяет осуществлять все возможные морские маневры с разным положением ВРК относительно друг друга и в диаметральной плоскости;the ability to use the position of the ROV without restrictions, which allows you to carry out all possible sea maneuvers with different positions of the ROV relative to each other and in the diametrical plane;

отсутствие при развороте на месте радиуса вращения равного длине корпуса судна-буксира;the absence of a rotation radius equal to the length of the hull of the tug vessel when turning on the spot;

возможность удерживания судна-буксира на курсе без частого подруливания за счет равномерного усилия из-за расположения ВРК в диаметральной плоскости как при прямом движении, так и при лаговом (бортом).the possibility of keeping the tugboat on the course without frequent taxiing due to uniform effort due to the location of the RVK in the diametrical plane, both in direct motion and in lag (sideways) motion.

быстрый подход и отход лагом, а также высокое тяговое усилие при прижимании большей площадью корпуса, чем баком;fast approach and retreat with a lag, as well as high traction force when pressed by a larger area of \u200b\u200bthe hull than by the tank;

отсутствие привязки к корме и баку во время маневров;lack of binding to the stern and tank during maneuvers;

низкий риск кавитации;low risk of cavitation;

при использовании автоматического швартовного устройства как поворотного на баке и корме, так и стационарного бортового, отсутствует неравномерная нагрузка на конструкцию и узлы всего судна-буксира которое характерно для расположения ВРК в корме;when using an automatic mooring device, both rotary on the forecastle and stern, and stationary onboard, there is no uneven load on the structure and components of the entire tugboat, which is typical for the location of the ARC in the stern;

данное решение снижает негативное влияние на винт, которое характерно для парного расположения винторулевых колонок в корме из-за гидродинамического влияния друг на друга.this solution reduces the negative impact on the propeller, which is typical for the paired arrangement of rudder propellers in the stern due to the hydrodynamic influence on each other.

Одинаковые по конструктивному исполнению, идентичные бак и корма дают сокращение времени маневрирования за счет конструктивной привязки, например, при работе на укол, а также, чтобы обеспечить высокие маневровые характеристики, в частности при движении лагом и развороте на месте с сокращением времени на выполнение самих маневров.Identical in design, identical tank and feed provide a reduction in maneuvering time due to constructive binding, for example, when working on an injection, and also to ensure high maneuvering characteristics, in particular when moving with a lag and turning on the spot with a reduction in time for performing the maneuvers themselves .

Положительный эффект от расположения винторулевых колонок в диаметральной плоскости судна и идентичных бака и кормы, усиливает оснащение судна-буксира специальной килевой конструкцией, которая имеет вертикальный гребень, напоминающий классический киль и вертикальную симметрическую плоскость в нижней части горизонтальной по обе его стороны, которая обеспечивает ровное движение лагом, компенсирует все виды качек и рысканье и нейтрализует влияние на волне, а так же горизонтальная часть киля является вспомогательным упором подходеThe positive effect of the location of the rudder propellers in the center plane of the vessel and identical forecastle and stern enhances the equipment of the tug vessel with a special keel design, which has a vertical ridge resembling a classic keel and a vertical symmetrical plane in the lower part of the horizontal on both sides, which ensures smooth movement lag, compensates for all types of pitching and yaw and neutralizes the effect on the wave, as well as the horizontal part of the keel is an auxiliary emphasis on the approach

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображены:The essence of the utility model is illustrated by graphic materials, which show:

На фиг. 1 - представлен основной вид судна-буксира.In FIG. 1 - the main view of the tugboat is presented.

На фиг. 2 - представлен вид снизу судна-буксира.In FIG. 2 is a bottom view of the tugboat.

На фиг. 3 - представлен вид спереди.In FIG. 3 is a front view.

На фиг. 4 - представлено изометрическое изображение.In FIG. 4 shows an isometric view.

На фиг. 5 - представлен вид килевой конструкции.In FIG. 5 - a view of the keel structure is presented.

На фиг. 6 - представлено изображение сечения килевой конструкции.In FIG. 6 - shows the image of the section of the keel structure.

Устройство содержитThe device contains

1 - корпус судна,1 - ship hull,

2 - килевая конструкция,2 - keel design,

3 - отверстия для винторулевая колонка в диаметральной плоскости судна,3 - holes for the rudder propeller in the center plane of the vessel,

4 - отверстия водометной системы,4 - holes of the jet system,

5 - идентичные бак и корма,5 - identical tank and feed,

6 - горизонтальная часть киля,6 - horizontal part of the keel,

7 - вертикальная часть киля.7 - vertical part of the keel.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При движении судна корпус разрезает поток воды и за счет обводом создает оптимальные гидродинамические условия. При движении вперед поток, создаваемый передней ВРК, разрезается вертикальной часть килевой конструкции и создает усилие образованным между днищем корпуса и горизонтальной частью, а задняя ВРК создает стандартное усилие. Горизонтальная и вертикальные части килевой конструкции компенсируют качки при любых движениях и рысканье. При лаговом движении ВРК необходимо развернуться на 90 градусов, а для полного разворота на месте одна ВРК перекладывается в одну сторону, а вторая в обратную. Для движения не линейно, ВРК необходимо переложить в соответствующее направление для создания необходимого потока. В совокупности все конструктивные решения и обеспечивают описанные маневры (движение). В случае выхода из строя ВРК в корпусе предусмотрены отверстия для оснащения судна-буксира водометной установкой. Подобная комбинация корпусных решений обеспечивает безопасное и оптимальное выполнение морских маневров судна и в автономном режиме без экипажа на борту.When the vessel moves, the hull cuts the flow of water and, due to the bypass, creates optimal hydrodynamic conditions. When moving forward, the flow created by the front ASP cuts the vertical part of the keel structure and creates a force formed between the bottom of the hull and the horizontal part, and the rear ASP creates a standard force. The horizontal and vertical parts of the keel structure compensate for pitching during any movements and yaw. During the lag movement of the ARC, it is necessary to turn 90 degrees, and for a complete turn on the spot, one ARC is shifted in one direction, and the second in the opposite direction. For non-linear movement, the RTO must be shifted in the appropriate direction to create the required flow. Together, all constructive solutions provide the described maneuvers (movement). In the event of a failure of the RSC, holes are provided in the hull for equipping the tugboat with a water jet installation. This combination of hull solutions ensures safe and optimal performance of the vessel's maritime maneuvers even in autonomous mode without a crew on board.

НАДЕЖНОСТЬ УСТРОЙСТВА DEVICE RELIABILITY

Надежность устройства была подтверждена экспериментами.The reliability of the device has been confirmed by experiments.

С целью обоснования жесткости конструкции, был произведен эксперимент, описывающий состояние и поведение узлов при разных нагрузках на статику и устойчивость в зависимости от конструкции самого судна, от района плавания, расположения элементов и т.п., а также от выбранного материала для килевой конструкции.In order to justify the rigidity of the structure, an experiment was carried out describing the state and behavior of the nodes under different loads on statics and stability, depending on the design of the ship itself, on the navigation area, location of elements, etc., as well as on the selected material for the keel structure.

ПРИЛОЖЕНИЕ.APPLICATION.

ОПИСАНИЯ ЗАРУБЕЖНЫХ ПАТЕНТОВ-АНАЛОГОВ.DESCRIPTIONS OF FOREIGN PATENTS-ANALOGUES.

WO 2009109697 - МОРСКОЕ СУДНО С ПОДВИЖНЫМ КИЛЕМWO 2009109697 - MARINE VESSEL WITH MOVABLE KEEL

Морские суда, в данном случае особенно буксиры, снабжены килем для обеспечения курсовой устойчивости, генерации рулевого усилий и демпфирования крена. В настоящее время так называемые ASD (Azimuthing Stern Drive) и обычные буксиры снабжены килем, простирающимся более или менее по длине корпуса. Эти кили имеют низкое соотношение сторон, что делает их неэффективными в качестве подъемных поверхностей, а поскольку они фиксированы и по-прежнему имеют большую поперечную площадь, они значительно снижают возможность бокового шага. Так называемые tractor Escort Tug Boats снабжены либо циклоидальным винтом (VSP - Voith Schiffstechnik Cycloidal Propeller), либо Z-приводом в носовой части и большим фиксированным килем на корме, обеспечивающим рулевое усилие. Несмотря на некоторое улучшение демпфирования крена в открытом море, обход значительно сокращается, учитывая экстремальное положение плавника по отношению к центру тяжести и тяговой тяге.Marine vessels, in this case especially tugs, are equipped with a keel to provide directional stability, generate steering forces and dampen roll. Currently, the so-called ASD (Azimuthing Stern Drive) and conventional tugs are equipped with a keel that extends more or less along the length of the hull. These keels have a low aspect ratio, making them ineffective as climbing surfaces, and because they are fixed and still have a large lateral area, they greatly reduce the possibility of sidestep. The so-called tractor Escort Tug Boats are equipped with either a cycloidal propeller (VSP - Voith Schiffstechnik Cycloidal Propeller) or a Z-drive in the bow and a large fixed keel at the stern to provide steering power. While there is some improvement in offshore roll damping, the bypass is significantly reduced given the extreme position of the fin in relation to the center of gravity and traction.

Целью настоящего изобретения является избежание вышеупомянутых проблем и достижение морского судна с улучшенной маневренностью и превосходными мореходными характеристиками.The aim of the present invention is to avoid the aforementioned problems and to achieve a marine vessel with improved maneuverability and excellent seaworthiness.

Основной идеей изобретения является сохранение основного принципа киля при одновременном уменьшении боковой площади при маневрах бокового шага и при этом киль играет активную роль в маневрировании морского судна. Это может быть расширено путем предоставления морскому судну всенаправленной двигательной установки и килевой компоновки, имеющей активную килевую установку с первым активным килем и вторым активным килем, которые оба являются вращающимися членами киля.The main idea of the invention is to preserve the basic principle of the keel while reducing the lateral area during side step maneuvers, while the keel plays an active role in the maneuvering of the sea vessel. This can be extended by providing a marine vessel with an omnidirectional propulsion system and a keel arrangement having an active keel assembly with a first active keel and a second active keel, both of which are rotating members of the keel.

Киль или активный киль, не является рулем. Руль влияет только на рыскание судна, на котором он используется. Кроме того, руль создает только поворотную силу вокруг центра тяжести судна.The keel, or active keel, is not a rudder. The rudder only affects the yaw of the vessel on which it is used. In addition, the rudder only generates a turning force around the vessel's center of gravity.

Особым преимуществом в буксирной эксплуатации является то, что киль играет активную роль в применении рулевого усилий к обслуживаемом судну. Активный киль действует преднамеренно по отношению к точке буксировки морского судна.A particular advantage in towing operation is that the keel plays an active role in applying steering force to the vessel being handled. The active keel acts intentionally in relation to the towing point of the marine vessel.

Под определением активного подразумевается, что активная килевая единица в целом, т.е. первый и второй активные элементы киля, не являются фиксированными, но что их можно перемещать, т.е. вращать вокруг вертикальной оси вращения относительно осевой линии, или килевой линии, морского судна. Таким образом, активный килевой блок является вращательной килевой единицей. Активный килевой блок расположен ниже обычно более или менее плоского дна морского судна. Активный килевой блок влияет как на рыскание, так и на раскачивания морского судна.The definition of active means that the active keel unit as a whole, i.e. the first and second active elements of the keel are not fixed, but that they can be moved, i.e. rotate about a vertical axis of rotation about the center line, or keel line, of a seagoing vessel. Thus, the active keel unit is a rotational keel unit. The active keel block is located below the usually more or less flat bottom of the sea vessel. The active keel block affects both the yaw and the sway of the sea vessel.

Расположив первый активный элемент киля и второй активный элемент киля независимо друг от друга, гидродинамическая среда для первого элемента киля может быть улучшена с целью повышения эффективности маневрирования. Регулировка направления, т.е. угла атаки индивидуально для каждого активного члена киля может быть достигнута оптимальная величина подъема.By arranging the first active keel element and the second active keel element independently of each other, the hydrodynamic environment for the first keel element can be improved to improve maneuvering efficiency. Direction adjustment, i.e. angle of attack individually for each active member of the keel, the optimum amount of lift can be achieved.

В связи с морским судном, традиционно имеющим длинный киль с низким соотношением сторон, например, буксир ASD, активная килевая единица предпочтительно включает в себя первый активный элемент киля и второй активный элемент киля. Поскольку элементы киля находятся близко друг к другу и выровнены вдоль центральной линии судна, они оказывают гидродинамическое влияние друг на друга. Элемент кормового активного киля столкнется с потоком с другим углом атаки, чем член активного киля вперед, поскольку активный элемент киля вперед может влиять на направление потока. Таким образом, активный киль-мембер может перемещаться, т.е. вращаться вокруг вертикальной оси вращения относительно осевой линии, или килевой линии, морского судна. Таким образом, активные члены киля являются ротационными членами киля.In connection with a marine vessel traditionally having a long keel with a low aspect ratio, such as an ASD tug, the active keel unit preferably includes a first active keel element and a second active keel element. Because the keel elements are close together and aligned along the ship's centerline, they exert a hydrodynamic influence on each other. The stern active keel element will encounter the flow at a different angle of attack than the forward active keel element, since the forward active keel element can influence the direction of the flow. Thus, the active keel member can move, i.e. rotate about a vertical axis of rotation relative to the centreline, or keel line, of a seagoing vessel. Thus, the active members of the keel are rotational members of the keel.

При вращении активных элементов киля угол атаки киля по отношению к потоку воды может отличаться от угла атаки корпуса судна. Это позволит буксиру генерировать больше боковой подъемной или ломаной мощности с меньшим углом атаки для самого буксира. Следовательно, это позволит буксиру в режиме сопровождения работать с носом ближе к направлению головы. Преимущество будет видно в лучшем управлении и остойчивости буксира в заданных рабочих ситуациях.When the active elements of the keel rotate, the angle of attack of the keel in relation to the water flow may differ from the angle of attack of the ship's hull. This will allow the tug to generate more lateral lift or broken power with a lower angle of attack for the tug itself. Therefore, this will allow the tug in escort mode to operate with the bow closer to the direction of the head. The advantage will be seen in better handling and stability of the tug in given working situations.

Активная килевая единица, состоящая, например, из первого активного члена киля и второго активного члена киля, предпочтительно снабжена опорной рамой, ускользающей от члена поддержки вперед, продольного опорного элемента и кормового опорного элемента. Опорная рама обеспечивает средства защиты и устойчивости в связи с стыковкой и возможными ситуациями столкновения.The active keel unit, consisting, for example, of a first active keel member and a second active keel member, is preferably provided with a support frame slipping forward from the support member, a longitudinal support member and an aft support member. The support frame provides a means of protection and stability in connection with docking and possible collision situations.

Обеспечивая первый активный элемент киля и второй активный элемент киля общей опорной плитой, гидродинамическая среда для обоих элементов киля может быть улучшена с целью увеличения подъемной силы. Общая опорная плита может выступать в качестве концевой пластины или законцовочного крыла для секций крыла килевого элемента.By providing the first active keel element and the second active keel element with a common base plate, the hydrodynamic environment for both keel elements can be improved to increase lift. The common base plate may act as an end plate or end wing for the wing sections of the keel element.

Активные элементы киля могут быть повернуты в поперечное положение, чтобы свести к минимуму сопротивление боковому движению буксира, чтобы обеспечить лучшую возможность бокового шага, чем это может быть достигнуто с фиксированным килем, обеспеченным той же площадью.The active keel members can be pivoted to a transverse position to minimize resistance to lateral movement of the tug to provide better lateral pitching capability than can be achieved with a fixed keel provided with the same area.

Таким образом, всенаправленная силовая установка, например управляемая силовая установка, такая как управляемое подруливающее устройство, или циклоидальный винт, обеспечивает основное усилие рулевого управления для морского судна.Thus, an omnidirectional propulsion system, such as a controllable propulsion system such as a steerable thruster or a cycloidal propeller, provides the main steering force for the marine vessel.

Такое положение выгодно ввиду увеличения косвенного буксирного усилия при работе буксира в режиме сопровождения. Таким образом, угол активных элементов киля может быть легко скоординирован для обеспечения максимальной подъемной силы и, следовательно, рулевого усилий буксира для данного буксирного судна. Это также обеспечивает безопасное сопровождение на высоких скоростях путем обеспечения корректирующих усилий рулевого управления или торможения, например, при буксировке автоцистерн на скорости около 10 узлов и более. Это является преимуществом, поскольку буксиры, которые обычно предназначены для сопровождения на таких высоких скоростях, менее маневренны из-за их фиксированных килей. В случае, если активный киль принимает форму двух килей, заменяющих один, фиксированный, низкокачественный киль, килевая система согласно изобретению обеспечивает заметное преимущество более высокой эффективности подъема, чем у одного фиксированного киля. Это позволяет буксирам, которые обычно предназначены для работы на низкой скорости, т.е. по своей сути буксирам ASD, выполнять сопровождение на более высокой скорости за счет способности развивать более высокие усилия рулевого управления.This position is beneficial due to the increase in indirect towing effort when the tug is in tracking mode. In this way, the angle of the active keel elements can be easily coordinated to provide maximum lift and therefore tug steering effort for a given tug. It also provides safe tracking at high speeds by providing corrective steering or braking forces, such as when towing tanker trucks at speeds of about 10 knots or more. This is an advantage since tugs, which are normally designed to be escorted at such high speeds, are less manoeuvrable due to their fixed keels. In the event that the active keel takes the form of two keels replacing a single, fixed, poor quality keel, the keel system according to the invention provides the distinct advantage of higher lifting efficiency than a single fixed keel. This allows tugs that are normally designed to operate at low speed, i.e. inherently ASD tugs, escort at higher speeds due to the ability to develop higher steering forces.

Поскольку активные элементы киля выровнены вдоль центральной линии судна, они оказывают гидродинамическое влияние друг на друга. Регулируя направление, т.е. угол атаки индивидуально для каждого активного члена киля, можно достичь оптимального количества подъемной силы.Since the active elements of the keel are aligned along the center line of the vessel, they exert a hydrodynamic influence on each other. By adjusting the direction, i.e. angle of attack individually for each active member of the keel, it is possible to achieve the optimum amount of lift.

При вращении активных элементов киля угол атаки активного килевого блока по отношению к потоку воды может отличаться от угла атаки корпуса судна. Это позволит буксиру генерировать больше боковой подъемной или ломаной мощности с меньшим углом атаки для самого буксира. Следовательно, это позволит буксиру в режиме сопровождения оперировать носовой частью ближе к направлению движения. Преимущество будет видно в лучшем управлении и остойчивости буксира в заданных рабочих ситуациях.When the active elements of the keel rotate, the angle of attack of the active keel block in relation to the water flow may differ from the angle of attack of the ship's hull. This will allow the tug to generate more lateral lift or broken power with a lower angle of attack for the tug itself. Therefore, this will allow the tug in escort mode to operate the bow closer to the direction of travel. The advantage will be seen in better handling and stability of the tug in given working situations.

В этом варианте осуществления всенаправленная силовая установка обычно будет представлять собой управляемую двигательную установку (не показанную) либо на переднем, либо на кормовом конце морского судна. Морское судно может быть даже снабжено множеством таких силовых установок, как на переднем, так и на кормовом конце морского судна. Таким образом, управляемый двигательный блок, такой как управляемое подруливающее устройство, обеспечивает основное усилие рулевого управления для морского судна.In this embodiment, the omnidirectional propulsion system will typically be a controllable propulsion system (not shown) either at the forward or aft end of the marine vessel. The marine vessel may even be provided with a plurality of such propulsion units both at the forward and aft ends of the marine vessel. Thus, a steerable propulsion unit, such as a steerable thruster, provides the main steering force for the marine vessel.

Поскольку килевые элементы выровнены вдоль центральной линии морского судна, они оказывают гидродинамическое влияние друг на друга. Регулируя направление, т.е. угол атаки индивидуально для каждого активного члена киля, можно достичь оптимального количества подъемной силы.Since the keel elements are aligned along the center line of the marine vessel, they exert a hydrodynamic influence on each other. By adjusting the direction, i.e. angle of attack individually for each active member of the keel, it is possible to achieve the optimum amount of lift.

При вращении активных элементов киля угол атаки активного килевого блока по отношению к потоку воды может отличаться от угла атаки корпуса судна. Это позволит буксиру генерировать больше боковой подъемной или ломаной мощности с меньшим углом атаки для самого буксира. Следовательно, это позволит буксиру в режиме сопровождения оперировать носовой частью ближе к направлению движения. Преимущество будет видно в лучшем управлении и остойчивости буксира в заданных рабочих ситуациях.When the active elements of the keel rotate, the angle of attack of the active keel block in relation to the water flow may differ from the angle of attack of the ship's hull. This will allow the tug to generate more lateral lift or broken power with a lower angle of attack for the tug itself. Therefore, this will allow the tug in escort mode to operate the bow closer to the direction of travel. The advantage will be seen in better handling and stability of the tug in given working situations.

WO 2001038166 - КОРПУС И КИЛЬWO 2001038166 - HULL AND KEEL

Традиционно лодки полагались на балласт внутри лодки или тяжелый внешний киль в сочетании с шириной корпуса, чтобы противостоять опрокидывающим силам и обеспечивать способность к самовосстановлению. Добавленный вес означает, что для перемещения корпус лодки должен вытеснить воду, на которой она плавает, вокруг корпуса. Это смещение воды создает носовую волну в передней части лодки, кормовую волну в задней части лодки и впадину между двумя волнами. Взаимодействие этих двух волн ограничивает максимальную скорость лодки по воде, так как по мере увеличения скорости корпуса увеличиваются, размеры носовых и кормовых волн также увеличивается, и лодка оседает глубже в созданное желоб и не может убежать. Как правило, максимальная скорость в узлах водоизмещающего корпуса этого типа представляет собой коэффициент квадратного корня его длины водяного в футах. На сегодняшний день существует два метода преодоления этого ограничения скорости корпуса. Первый метод заключается в проектировании длинных узких корпусов, поскольку общее правило не применяется к корпусам, длина которых превышает в пять раз ширину, поскольку эти узкие корпуса прорезают воду, не создавая кормовых волн, которые могут взаимодействовать. Однако по отдельности эти корпуса не обеспечивают большого сопротивления опрокидывающим силам, поэтому два или три корпуса используются вместе, и как правило, не используют балласт (катамараны и тримараны). Недостатками такого расположения являются чрезмерная ширина и отсутствие возможности вернуться в вертикальное положение после опрокидывки. Второй метод заключается в проектировании корпусов с плоскими поверхностями и без фиксированного балласта, лодки могут перестать быть водоизмещающими типами, имея возможность вылезти из желоба на носовую волну и скользить или плоскость по поверхности воды. Недостатки этой компоновки заключаются в том, что размер ограничен из-за отсутствия фиксированного балласта с легкой конструкцией и снова отсутствия возможности вернуться в вертикальное положение после опрокидывая.Traditionally, boats have relied on ballast within the boat or a heavy outer keel, combined with the width of the hull, to resist capsizing forces and provide self-healing capability. The added weight means that in order to move, the boat's hull must displace the water it floats on around the hull. This displacement of water creates a bow wave at the front of the boat, a stern wave at the back of the boat, and a trough between the two waves. The interaction of these two waves limits the maximum speed of the boat through the water, because as the speed of the hull increases, the size of the bow and stern waves also increases, and the boat settles deeper into the created chute and cannot escape. Typically, the maximum speed in knots of this type of displacement hull is the ratio of the square root of its water length in feet. There are currently two methods to overcome this hull speed limit. The first method is to design long, narrow hulls, since the general rule does not apply to hulls that are five times the width long, since these narrow hulls cut through the water without creating stern waves that can interact. However, these hulls alone do not provide much resistance to capsizing forces, so two or three hulls are used together and generally do not use ballast (catamarans and trimarans). The disadvantages of this arrangement are excessive width and the inability to return to a vertical position after capsizing. The second method is to design hulls with flat surfaces and no fixed ballast, boats can stop being displacement types by being able to climb out of the trough on the bow wave and slide or flat on the surface of the water. The disadvantages of this arrangement are that the size is limited due to the lack of a fixed ballast with a lightweight design and again the inability to return to an upright position after capsizing.

Задачей данного изобретения является обеспечение конструкции корпуса и киля, которая решает проблему фиксированного балластного водоизмещения лодок, создающих носовые и кормовые волны, которые взаимодействуют для ограничения максимальной скорости корпуса через воду, как описано выше. Это цель сделать это без чрезмерной ширины, без ограничений по размеру и с возможностью вернуться в вертикальное положение после опрокидывания.It is an object of this invention to provide a hull and keel design that solves the fixed ballast displacement problem of boats that create bow and stern waves that interact to limit the maximum speed of the hull through the water as described above. It is the goal to do so without excessive width, without size restrictions, and with the ability to return to an upright position after tipping over.

Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает корпус и киль, в которых киль имеет достаточную плавучесть для поддержки любого балласта и достаточную дополнительную плавучесть для поддержания веса корпуса, к которому он прикреплен, так что корпус опирается на поверхность воды или вблизи нее. Плавучесть может быть такой, что корпус располагается чуть выше или чуть ниже поверхности воды. Тем не менее, предпочтительно, чтобы он опирался на поверхность воды или просто на ней, а не в ней.Accordingly, the present invention provides a hull and keel in which the keel has sufficient buoyancy to support any ballast and sufficient additional buoyancy to support the weight of the hull to which it is attached so that the hull rests on or near the surface of the water. Buoyancy can be such that the hull is located slightly above or slightly below the surface of the water. However, it is preferred that it rest on the surface of the water, or simply on it, and not in it.

Длина киля превышает в пять раз ширину киля, чтобы предотвратить создание на носу и корме волн, которые могут взаимодействовать для ограничения максимальной скорости. То есть общая длина киля в пять раз больше ширины киля в его самой широкой части. (Скорость изменения ширины киля по его длине может следовать обычной практике). Предпочтительно, там, где корпус и киль встречаются, корпус по обе стороны киля должен находиться как можно ближе к горизонтальной плоской плоскости на поверхности воды или вблизи нее. Эффект этого заключается в том, чтобы сгладить любые волны, которые может создать киль, и позволить корпусу обеспечить немедленное сопротивление силам опрокидывания. Ширина этих поверхностей будет варьироваться в зависимости от конкретной конструкции. Альтернативно, в некоторых конструкциях эти поверхности могут проявлять некоторую кривизну или наклон, которая отходит от плоской горизонтальной плоскости.The length of the keel is five times the width of the keel to prevent the formation of waves at the bow and stern, which can interact to limit the maximum speed. That is, the total length of the keel is five times the width of the keel at its widest part. (The rate of change in the width of the keel along its length may follow common practice). Preferably, where the hull and keel meet, the hull on either side of the keel should be as close as possible to a horizontal flat plane on or near the surface of the water. The effect of this is to smooth out any waves the keel may create and allow the hull to provide immediate resistance to capsizing forces. The width of these surfaces will vary depending on the specific design. Alternatively, in some designs, these surfaces may exhibit some curvature or slope that deviates from a flat horizontal plane.

Предпочтительно корпус и киль должны быть изготовлены из самых легких доступных строительных материалов для лодок, таких как пластмассы, армированные углеродными или стеклянными волокнами, или дерево или сталь или комбинация этих или других материалов.Preferably, the hull and keel should be constructed from the lightest boat building materials available, such as carbon or glass fiber reinforced plastics, or wood or steel, or a combination of these or other materials.

US 20150191224 - БУКСИРUS 20150191224 - TUG

Настоящее изобретение относится к усовершенствованной оболочке буксира, предназначенного для буксировки и маневрирования судов или им подобных судов, а также для оказания помощи судам, которым угрожает опасность из-за повреждений или несчастных случаев.The present invention relates to an improved shell for a tug intended for towing and maneuvering ships or similar ships, as well as for assisting ships that are in danger due to damage or accidents.

Указанный буксир включает в себя неглубокий корпус, симметричный как поперечно, так и продольно, который имеет плоское дно и вертикальные стороны, соединенные с указанной нижней частью двойным поддоном, части на носу и корме, симметрично наклоненные вверх от указанного плоского дна, и в целом прямоугольный профиль, если смотреть в плане, с плоскими прямыми концами и плоскими прямыми сторонами, соединенными закругленными краями.Said tugboat includes a shallow hull, symmetrical both transversely and longitudinally, which has a flat bottom and vertical sides connected to said lower part by a double pallet, parts at the bow and stern symmetrically inclined upwards from said flat bottom, and generally rectangular profile, seen in plan, with flat, straight ends and flat, straight sides connected by rounded edges.

Кроме того, указанный буксир содержит всенаправленные подруливающие средства, которые поддерживаются наклонными частями указанного корпуса и простираются ниже уровня указанной нижней части и средств защиты (кили или скег), которые поддерживаются указанным корпусом и простираются нижеуказанных подруливающих средств и центрированы относительно центральной линии носа и кормы указанного корпуса.In addition, said tug contains omnidirectional thrusters that are supported by inclined parts of said hull and extend below the level of said lower part and protection means (keels or skeg) that are supported by said hull and extend from said thrusters below and are centered relative to the center line of the bow and stern of said corps.

Однако упомянутый известный буксир имеет некоторые недостатки.However, said known tug has some disadvantages.

Первый недостаток заключается в том, что указанный буксир имеет днище (т.е. часть корпуса, предназначенную для погружения), которая является плоской и имеет низкую осадку, с тем, чтобы поток воды мог перемещаться без помех гребными винтами движителей, которые должны отвечать следующим двум требованиям.The first disadvantage is that said tug has a bottom (i.e. a submerged part of the hull) which is flat and has a low draft, so that the flow of water can be moved without obstruction by the propellers of the propellers, which must comply with the following two requirements.

Первое требование к указанному буксиру связано с глубиной корпуса, которая должна быть меньше по сравнению с длиной буксира, как правило, 1,8 м, и движителями, которые полностью выступают из указанной плоскости под корпусом в течение других 3 м.The first requirement for said tug relates to the depth of the hull, which must be less than the length of the tug, typically 1.8 m, and propulsion units that fully protrude from the specified plane under the hull for another 3 m.

Что касается конкретно первого требования, то днище указанного буксира представляет собой плоский киль, с тем чтобы поток воды не нарушался гребными винтами.With regard specifically to the first requirement, the bottom of the specified tug is a flat keel, so that the flow of water is not disturbed by the propellers.

Второй недостаток, связанный с тем, что днище является плоским и с малой осадкой, дает тот факт, что указанный буксир не оказывает требуемого сопротивления боковому перетаскиванию, когда он занимается буксировкой или сопровождением.The second drawback, connected with the fact that the bottom is flat and with a shallow draft, results from the fact that the specified tug does not offer the required resistance to lateral drag when it is engaged in towing or escorting.

Еще одним недостатком этого буксира является сложность передачи энергии на судно, которое буксируется/толкается, когда оно находится рядом с ним. В такой ситуации буксир имеет свою продольную ось, параллельную оси толкаемого/буксируемого судна, и в случае, если он использует всю номинальную мощность двигателей, не имея опоры в подводной части, а только на уровне резинового крыла, размещенного на сдвиговом страйке, испытывает трудности для толкания этого судна, потому что сила, приложенная движителями в точке оказания, рискует перевернуть буксир, создавая высокий опрокидывающий момент. В качестве примера следует учитывать, что тяга, оказываемая буксиром 60-тонным тяжением на фиксированную точку напряжения, если она приложена сбоку, когда буксир сопровождает судно во время маневрирования, вызовет опрокидывающий момент, по меньшей мере равный результату умножения 60 тонн на 3,5 метра (расстояние между центром гребных винтов и точкой напряжения), что неприемлемо для такого буксира.Another disadvantage of this tug is the difficulty of transferring power to a vessel that is being towed/pushed when next to it. In such a situation, the tug has its longitudinal axis parallel to the axis of the pushed/towed vessel, and if it uses the full rated power of the engines, without being supported in the underwater part, but only at the level of the rubber wing placed on the shear strike, it experiences difficulties for pushing this vessel, because the force applied by the propulsors at the point of delivery risks capsizing the tug, creating a high capsizing moment. As an example, it should be considered that the thrust exerted by a tug with 60 tons of pull on a fixed point of stress, if applied from the side while the tug is escorting the vessel during maneuvering, will cause a capsizing moment at least equal to the result of multiplying 60 tons by 3.5 meters (distance between the center of the propellers and the stress point), which is unacceptable for such a tug.

US 20190283850- БУКСИРUS 20190283850- TUG

Изобретение относится к буксиру, имеющему азимутальные гребные установки.The invention relates to a tug having azimuth propulsion systems.

В рамках настоящего изобретения под выражением «азимутальная гребная установка» подразумевается гребная установка, направление движения которой в горизонтальном направлении может изменяться на 360°. Такие азимутальные гребные установки уже известны сами по себе, например, в виде сопла, в нем расположенного пропеллера.In the context of the present invention, the expression "azimuth propulsion plant" means a propulsion plant, the direction of movement of which in the horizontal direction can be changed by 360°. Such azimuth propulsion systems are already known per se, for example in the form of a nozzle containing a propeller.

К буксиру предъявляются особые требования в отношении тяги и маневренности. Например, желательно, чтобы буксир не только производил тяговую силу в прямом, но и в заднем направлении и даже в боковом направлении, хотя тяговая мощность, производимая в боковом направлении, будет меньше, чем тяговая мощность, производимая в продольном направлении.The tug has special requirements in terms of traction and maneuverability. For example, it is desirable for the tug not only to produce a propulsive force in the forward direction, but also in the aft direction and even in the lateral direction, although the propulsion power produced in the lateral direction will be less than the propulsive power produced in the longitudinal direction.

Известно, что буксир имеет три азимутальные гребные установки. Два азимутальных гребных агрегата предусмотрены в первом продольном положении, на противоположных сторонах средней плоскости буксира. Третий азимутальный гребной агрегат расположен в продольном положении, отличном от продольных положений указанных двух азимутальных гребных агрегатов. В этом известном буксире, который известен в полевых условиях как буксир Ротор®, каждый гребной агрегат имеет гребной вал и главный вал. Гребной винт может вращаться вокруг главного вала не менее чем на 360 градусов, а главные валы простираются параллельно друг другу, в вертикальном направлении, когда буксир находится на одном уровне.It is known that the tug has three azimuth propulsion units. Two azimuth propulsion units are provided in the first longitudinal position, on opposite sides of the middle plane of the tug. The third azimuth propulsion unit is located in a longitudinal position different from the longitudinal positions of these two azimuth propulsion units. In this famous tug, which is known in the field as the Rotor® tug, each propeller unit has a propeller shaft and a main shaft. The propeller can rotate at least 360 degrees around the main shaft, and the main shafts extend parallel to each other, in the vertical direction, when the tug is level.

Как правило, целью изобретения является обеспечение буксира, который в отношении вышеупомянутых аспектов работает лучше, чем буксиры, известные до сих пор.As a general rule, the object of the invention is to provide a tug which performs better in respect of the above aspects than hitherto known tugs.

Целью изобретения является обеспечение буксира, который может производить большую мощность, чем буксиры типа роторного буксира, известные до сих пор, без увеличения осадки. Целью изобретения является обеспечение буксира, который может производить такую же мощность, как и буксиры типа роторного буксира, известные до сих пор, при этом осадка уменьшается. В известных буксирах увеличение мощности может быть реализовано за счет использования двух более сильных гребных агрегатов, но следствием этого является то, что размеры гребных агрегатов также увеличиваются, что отрицательно сказывается на осадке корабля.The aim of the invention is to provide a tug that can produce more power than the rotary tugs known so far without increasing draft. The aim of the invention is to provide a tug that can produce the same power as the rotary tugs known so far, while reducing the draft. In known tugs, an increase in power can be realized by using two stronger propeller units, but the consequence of this is that the dimensions of the propeller units also increase, which negatively affects the draft of the ship.

Для того чтобы реализовать вышеуказанные цели, буксир по настоящему изобретению может иметь три азимутальных гребных блока, рассматриваемых сверху, лежать по треугольному рисунку, при этом по меньшей мере основная ось двух таких гребных агрегатов на противоположных сторонах средней секционной плоскости буксира простирается под углом относительно вертикальной линии, когда буксир находится в ровном положении. Такой угол предпочтительно образован или включает угол со средней плоскостью сечения буксира. Такой угол может быть образован или включать угол в плоскости, параллельной указанной плоскости среднего сечения.In order to realize the above objects, the tug of the present invention may have three azimuth propulsion units, viewed from above, lying in a triangular pattern, with at least the main axis of two such propulsion units on opposite sides of the middle sectional plane of the tug extending at an angle relative to the vertical line when the tug is level. Such an angle is preferably formed by or includes an angle with the median sectional plane of the tug. Such an angle may be formed by or include an angle in a plane parallel to said midsection plane.

СА 2144460 - БУКСИРSA 2144460 - TUG

Во время буксировки сопровождения буксир предназначен для оказания помощи на высокой скорости в управлении и остановке судна, которым необходимо помочь с помощью буксирного троса, идущего от буксировочной лебедки и подключенного к судну, на которое оказывается помощь. Во время работы в гавани буксир может быть применен к обычным задачам буксировки и буферизации.During escort towing, the tug is designed to assist at high speed in steering and stopping the vessel that needs to be assisted by means of a towline coming from the towing winch and connected to the vessel being assisted. While working in the harbor, the tug can be applied to normal towing and buffering tasks.

Кроме того, разработка буксиров нового типа была необходима для оказания помощи и сопровождения танкеров в опасных и прибрежных водах, т.е. вне безопасных гаваней.In addition, the development of a new type of tugs was necessary to assist and escort tankers in dangerous and coastal waters, i.e. outside safe harbors.

Для таких, так называемых эскортных буксиров, устанавливаются совершенно разные буксиры по сравнению с обычными портовыми буксирами. Во-первых, скорость сопровождения эскортного буксира должна быть не менее высокой, чем самая низкая рабочая скорость танкера. Наиболее экономичной скоростью сопровождения является самая высокая разрешенная рабочая скорость для танкеров в определенном районе или, если таких ограничений не существует, самая высокая разрешенная скорость, при которой незаконный оборот является безопасным. На практике это означает, что скорость сопровождения может составлять даже от 13 до 14 узлов. Соответственно, буксир должен на этой скорости иметь возможность выполнять свои задачи по сопровождению, а также просто следовать за танкером на этой скорости. Кроме того, эскортный буксир должен быть в состоянии функционировать в любое время погоды. Такие предпосылки требуют, чтобы эскортный буксир мог функционировать во всех мыслимых направлениях и, при необходимости, он должен быть в состоянии изменить направление на максимальной скорости. Кроме того, эскортный буксир, подобный этому, должен обладать максимальной тяговой силой. Ввиду таких требований единственным полезным двигательным аппаратом в нынешних эскортных буксирах является, по сути, гребное средство, способное развернуться вокруг 360 и обладающее большой тяговой тягой.For these so-called escort tugs, completely different tugs are installed compared to conventional harbor tugs. First, the escort tug's escort speed must be at least as high as the tanker's lowest operating speed. The most economical escort speed is the highest permitted operating speed for tankers in a particular area or, if no such restrictions exist, the highest permitted speed at which illegal traffic is safe. In practice, this means that the tracking speed can be even 13 to 14 knots. Accordingly, the tug should be able to perform its escort tasks at this speed, as well as simply follow the tanker at this speed. In addition, the escort tug must be able to function in all weather conditions. Such prerequisites require that the escort tug be able to function in all conceivable directions and, if necessary, be able to change direction at maximum speed. In addition, an escort tug like this must have maximum traction. In view of such requirements, the only useful propulsion apparatus in the current escort tugs is, in fact, a propeller capable of turning around 360 and having a large traction thrust.

В первую очередь в этой области техники известны два типа буксиров, подходящих для буксировки сопровождения, один из которых представляет собой так называемый тракторный буксир, в котором буксировочная лебедка расположена на кормовой палубе и в котором гребные средства были расположены на передней стороне буксировочной лебедки, ближе к носу судна. Другой тип представляет собой так называемый кормовой приводной буксир, в котором буксировочная лебедка размещена на носовой палубе и в которой гребные средства были расположены в корме судна. Таким образом, тракторные буксиры и буксиры сопровождения с кормовым приводом представляют собой самые современные технологии. Недостатком, особенно связанным с буксиром с кормовым приводом, является то, что, хотя площадь боковой поверхности корпуса его корпуса довольно велика, она не выгодна с точки зрения его формы, а точка приложения силы расположена слишком далеко назад, так что поперечные силы трудно достичь.Primarily, two types of tugs are known in the art suitable for escort towing, one of which is the so-called tractor tug, in which the towing winch is located on the aft deck and in which the propeller means were located on the front side of the towing winch, closer to the bow of the ship. Another type is the so-called stern drive tug, in which the towing winch is placed on the forward deck and in which the propeller means were located in the stern of the ship. Thus, tractor tugs and sterndrive escort tugs represent state-of-the-art technology. A disadvantage, especially associated with a sterndrive tug, is that although the hull side surface area of its hull is quite large, it is not advantageous in terms of its shape, and the force application point is located too far back, so that lateral forces are difficult to achieve.

С другой стороны, коробчатый киль или пластинчатый киль часто использовался для улучшения курсовой устойчивости на обычных судах, но не в буксирах.On the other hand, the box keel or lamellar keel was often used to improve directional stability in conventional ships, but not in tugboats.

Соответственно, целью настоящего изобретения является предоставление нового буксира для сопровождения буксировки и/или использования в гавани, при этом достигается улучшение по сравнению с проектами уровня техники.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a new tug for towing escort and/or harbor use while achieving an improvement over prior art designs.

Для реализации данной цели, в изобретении, для улучшения остойчивости буксира и буксировочных, рулевых и эквивалентных свойств, которые буксиром должен оказывать помощь, устраивается буксировочное проход или эквивалент, через которое буксируется тяговая сила буксирного троса, соединенного с буксировочной лебедкой прогноза, к судну, которому необходимо оказать помощь. Буксировочное люверс расположено в соответствии с углом буксировки и в непосредственной близости от плоскости палубы или в плоскости палубы. Корпус буксира имеет такую форму, что гидродинамическая точка приложения корпуса может быть обеспечена вверх и до примыкания буксирующего люверса или его эквивалента с целью снижения крутящего момента буксира и приближения силы троса и гидродинамической силы в продольном направлении друг к другу.To achieve this goal, in the invention, in order to improve the stability of the tug and the towing, steering and equivalent properties that the tug should provide assistance, a towing passage or equivalent is arranged through which the traction force of the towing cable connected to the forecast towing winch is towed to the vessel, which help is needed. The towing eyelet is located in accordance with the towing angle and in close proximity to the deck plane or in the deck plane. The hull of the tug is shaped so that the hydrodynamic point of application of the hull can be provided upwards and up to the abutment of the towing eyelet or its equivalent in order to reduce the torque of the tug and bring the cable force and the hydrodynamic force in the longitudinal direction to each other.

Claims (1)

Корпус судна-буксира, включающий два борта, жестко соединенные с днищем, одинаковые по конструктивному исполнению, идентичные бак и корму, жестко соединенные с остальными частями корпуса, обводы корпуса выполнены с учетом рассекаемого потока воды при движении вперед и потока, создаваемого винторулевой колонкой, в днище корпуса диаметрально симметрично выполнены сквозные отверстия для размещения винторулевых колонок, причем одно выполнено ближе к баку, а другое - к корме, к днищу крепится килевая конструкция с вертикальной и горизонтальной частями, имеющая в сечении вид перевернутой буквы Т, вертикальная часть которой одной поверхностью крепится к днищу корпуса, а другой - к горизонтальной части, при этом вертикальная часть килевой конструкции выполнена с вогнутыми боковыми торцами, а горизонтальная часть представляет собой ромб с усеченными вершинами, геометрическое расположение отверстий для размещения винторулевых колонок определяется с учетом килевой конструкции, прикрепленной к днищу, а килевая конструкция выполнена по всей длине днища корпуса между отверстиями для размещения винторулевых колонок, рядом с которыми находятся отверстия для водометной системы, расположение и форма которых выполнены с учетом физических и геометрических параметров всех остальных элементов корпуса и узлов судна-буксира.The hull of the tugboat, including two sides, rigidly connected to the bottom, identical in design, identical tank and stern, rigidly connected to the rest of the hull, the hull contours are made taking into account the dissected water flow when moving forward and the flow created by the rudder propeller, in the bottom of the hull is diametrically symmetrically made through holes for placing rudder propellers, and one is made closer to the tank, and the other - to the stern, a keel structure with vertical and horizontal parts is attached to the bottom, having a cross-sectional shape of an inverted letter T, the vertical part of which is attached to one surface to the bottom of the hull, and the other - to the horizontal part, while the vertical part of the keel structure is made with concave side ends, and the horizontal part is a rhombus with truncated tops, the geometric arrangement of holes for accommodating rudder propellers is determined taking into account the keel structure attached to the days hull, and the keel structure is made along the entire length of the hull bottom between the holes for accommodating rudder propellers, next to which there are holes for the jet system, the location and shape of which are made taking into account the physical and geometric parameters of all other elements of the hull and units of the tug vessel.
RU2022134340U 2022-12-26 HULL OF THE SHIP-TUG RU217176U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU217176U1 true RU217176U1 (en) 2023-03-21

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU222507U1 (en) * 2023-11-07 2023-12-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова" TUG HULL

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2655667A1 (en) * 1976-12-08 1978-06-22 Schottel Werft TRACTOR OR THE LIKE
DE3737806A1 (en) * 1986-11-25 1988-06-01 Giorgio Poletti Tugboat that is capable of making a magnetic connection with the watercraft to be towed, and that has special manoeuvring properties
RU2135387C1 (en) * 1996-06-24 1999-08-27 Хвайд Марин Инкорпорейтед Tug for docking/undocking the ships (versions)
NL1012591C2 (en) * 1999-07-13 2001-01-16 Scheepswerf Damen Gorinchem B Towboat has hull which is symmetrical about transverse midship line and has deepest draft amidships between steered fore and aft propellers
WO2009109697A2 (en) * 2008-03-03 2009-09-11 Wärtsilä Finland Oy Marine vessel
WO2016133382A1 (en) * 2015-02-17 2016-08-25 Nova Patent B.V. Tugboat provided with a carrousel-type towing system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2655667A1 (en) * 1976-12-08 1978-06-22 Schottel Werft TRACTOR OR THE LIKE
DE3737806A1 (en) * 1986-11-25 1988-06-01 Giorgio Poletti Tugboat that is capable of making a magnetic connection with the watercraft to be towed, and that has special manoeuvring properties
RU2135387C1 (en) * 1996-06-24 1999-08-27 Хвайд Марин Инкорпорейтед Tug for docking/undocking the ships (versions)
NL1012591C2 (en) * 1999-07-13 2001-01-16 Scheepswerf Damen Gorinchem B Towboat has hull which is symmetrical about transverse midship line and has deepest draft amidships between steered fore and aft propellers
WO2009109697A2 (en) * 2008-03-03 2009-09-11 Wärtsilä Finland Oy Marine vessel
WO2016133382A1 (en) * 2015-02-17 2016-08-25 Nova Patent B.V. Tugboat provided with a carrousel-type towing system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU223623U1 (en) * 2023-10-24 2024-02-26 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации PROPULSION COMPLEX OF AUTOMATIC TOWER
RU222507U1 (en) * 2023-11-07 2023-12-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова" TUG HULL

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5544607A (en) Moveable sponsons for hydrofoil watercraft, including both large entended-performance hydrofoil watercraft and leaping personal hydrofoil watercraft
FI94508B (en) A ship breaking ice
MX2007004109A (en) An improved convertible vessel.
EP3523194B1 (en) Tugboat having azimuthal propelling units
US7434523B2 (en) Speedboat hull design
EP2547581B1 (en) Ship with azimuting tractor drive
US8844459B2 (en) Tug-barge offshore cargo transport
US3750607A (en) Shallow-draft boat
US5694877A (en) Ship docking vessel
US4928613A (en) Retractable steering device for cargo barges that increases maneuverability by providing a pivot point or points when altering course
RU217176U1 (en) HULL OF THE SHIP-TUG
US5150661A (en) Retractable steering device for cargo barges that increases maneuverability by providing a pivot point or points when altering course
RU222507U1 (en) TUG HULL
Sahoo Principles of marine vessel design: concepts and design fundamentals of Sea going vessels
CN115667063A (en) Ship hull with variable geometry
NL1012591C2 (en) Towboat has hull which is symmetrical about transverse midship line and has deepest draft amidships between steered fore and aft propellers
WO2009109697A2 (en) Marine vessel
Szymoński Some effects of wind on ship’s manoeuvrability
WO2020070526A1 (en) Revolving sailing catamaran watercraft
WO2006049483A1 (en) Tugboat with towing gear that can turn through 360 degrees
EP3871970A1 (en) A vessel
Bingham et al. High-Performance Rudders—with Particular Reference to the Schilling Rudder
Bošnjak et al. CONCEPT OF PRESENT PRACTICE IN CHOOSING OF OPTIMAL NUMBER OF TUGS.
RU2163213C1 (en) Method of forming vessel for sea navigation
Bond Catamarans—Dream or Reality