RU218306U1

RU218306U1 - Planar hull of a trimaran-type ship of the icebreaking class

Info

Publication number: RU218306U1
Application number: RU2023109301U
Authority: RU
Inventors: Виктор Викторович Чирков; Олег Владимирович Третьяков; Максим Юрьевич Гаршин; Игорь Васильевич Репешев; Петр Геннадьевич Тенишев; Юрий Арсентьевич Чашков; Сергей Николаевич Соловьев
Filing date: 2023-04-12
Publication date: 2023-05-22

Abstract

Полезная модель относится к созданию боевых надводных кораблей и судов ВМФ, высокой ледопроходимости и ледоколов, которые могут быть реализованы на базе геометрии планарной многокорпусной конструкции корпуса планарного типа. Простая по проектированию, постройке и эксплуатации корпусная конструкция, состоящая их планарных (пространственно плоских) корпусных конструкций, позволит значительно снизить затраты, сроки и трудоемкость изготовления, сборки и монтажа корпусных конструкций наружной обшивки и внутреннего корпусного насыщения корабля. Предлагаемая конструктивная корпусная схема позволит значительно повысить ледопроходимость боевых надводных кораблей и судов ВМФ. Таким образом, предложенное техническое решение, реализованное на базе планарного корпуса в сочетании со специализированными ледопродавливающими ступенями, позволяет достичь заявленный положительный эффект, а именно повысить ледопроходимость и, как следствие, повысить эффективность эксплуатации боевых надводных кораблей и судов ВМФ в тяжелых ледовых условиях.

The utility model relates to the creation of combat surface ships and ships of the Navy, high ice-breaking ability and icebreakers, which can be implemented on the basis of the geometry of a planar multi-hull design of a planar-type hull. A hull structure that is simple in design, construction and operation, consisting of planar (spatially flat) hull structures, will significantly reduce the costs, time and labor intensity of manufacturing, assembly and installation of hull structures of the outer skin and internal hull saturation of the ship. The proposed structural hull scheme will significantly increase the ice-breaking capacity of combat surface ships and ships of the Navy. Thus, the proposed technical solution, implemented on the basis of a planar hull in combination with specialized ice-breaking stages, makes it possible to achieve the stated positive effect, namely, to increase the ice-breaking ability and, as a result, to increase the efficiency of the operation of combat surface ships and Navy vessels in severe ice conditions.

Description

Полезная модель относится к области судостроения, в частности к изготовлению сложных корпусных конструкций кораблей и судов, и может использоваться для строительства боевых надводных кораблей высокой ледопроходимости класса ледокол.The utility model relates to the field of shipbuilding, in particular to the manufacture of complex hull structures of ships and vessels, and can be used for the construction of combat surface ships with high ice-breaking capability of the icebreaker class.

Из уровня техники известно техническое решение (ПМ № 183492), которое позволяет придать повышенные или даже ледокольные свойства для традиционных водоизмещающих корпусов. Оно реализовано в проекте «Помор» и имеет высокую эффективность по сравнению с корпусами гражданских ледоколов традиционных водоизмещающих корпусов без наделок в виде ледовых ступеней.A technical solution (PM No. 183492) is known from the prior art, which makes it possible to impart enhanced or even icebreaking properties to traditional displacement hulls. It was implemented in the Pomor project and has a high efficiency compared to the hulls of civilian icebreakers of traditional displacement hulls without attachments in the form of ice steps.

Также из уровня техники известна концепция (ИЗ № 2770817) планарных корпусов для широкого типа ряда классов боевых надводных кораблей, таких как малый ракетный корабль, корвет, фрегат, универсальный десантный корабль, авианосец. Данная концепция позволяет получить ряд технических преимуществ в эксплуатации на чистой воде (без льда), таких как: высокая технологичность постройки (снижение сроков строительства, снижение цены строительства), высокую прочность корпусных конструкций от любых внешних воздействий (от штормовых, боевых, ледовых или их комбинаций одновременно), снижение качки в штормовую погоду (что хорошо как для авианосца - для взлета авиации, так и для кораблей охранения классов корвет-фрегат, так как это повышает их мореходность - то есть способность эффективно эксплуатироваться в штормовую погоду как по использованию вооружения, так и по ходовым качествам), снижение мощности главной энергетической установки глобально по подбору оборудования, так как оно подбирается на полную и максимальную скорость хода.Also known from the prior art is the concept (FROM No. 2770817) of planar hulls for a wide type of a number of classes of combat surface ships, such as a small missile ship, corvette, frigate, universal landing ship, aircraft carrier. This concept allows obtaining a number of technical advantages in operation on clean water (without ice), such as: high manufacturability of construction (reduction of construction time, reduction in construction cost), high strength of hull structures from any external influences (from storm, combat, ice or their combinations at the same time), reducing rolling in stormy weather (which is good both for an aircraft carrier - for taking off aviation, and for escort ships of the corvette-frigate class, as this increases their seaworthiness - that is, the ability to be effectively operated in stormy weather both in terms of the use of weapons, and in terms of driving performance), a decrease in the power of the main power plant is global in terms of equipment selection, since it is selected for full and maximum travel speed.

Недостатком технического решения прототипа является малое число заглубленных поверхностей корпусов и небольшая осадка таких судов, что характерно для возможности выхода на глиссирующие режимы для малых судов и катеров.The disadvantage of the technical solution of the prototype is a small number of buried surfaces of the hulls and a small draft of such vessels, which is typical for the possibility of entering planing modes for small vessels and boats.

Применение аналогичных подходов к проектированию корпусов крупных и сверхкрупных кораблей и судов позволяет сохранить тренд от геометрии скоростных судов со значительным ростом остойчивости судна и как следствие значительным снижением качки корабля, что позволит многократно улучшить эксплуатационные свойства таких кораблей как авианосцы (АВ), универсальные десантные корабли (УДК) и большие десантные корабли (БДК).The use of similar approaches to the design of the hulls of large and super-large ships and ships makes it possible to keep the trend away from the geometry of high-speed ships with a significant increase in the ship's stability and, as a result, a significant decrease in the ship's roll, which will greatly improve the operational properties of such ships as aircraft carriers (AB), universal landing ships ( UDC) and large landing ships (BDK).

Техническая проблема, решаемая заявленной полезной моделью, заключается в повышении эффективности надводного судна.The technical problem solved by the claimed utility model is to increase the efficiency of the surface vessel.

Технический результат, заключается в увеличении ледопроходимости до показателей ледокола и повышении эксплуатационных свойств судов, выполненных на базе планарного корпуса (скоростные, маневренные качества) при движении во льдах.The technical result consists in increasing the ice-breaking capacity up to that of an icebreaker and improving the operational properties of ships made on the basis of a planar hull (speed, maneuverability) when moving in ice.

Указанный технический результат достигается тем, что планарный корпус корабля тримаранного типа ледокольного класса, симметричный на оба борта и содержащий три форштевня, при этом дополнительно содержит на каждом из указанных форштевнях корпуса корабля симметрично относительно диаметральной плоскости корабля шесть прямых ступеней, где длина, ширина и высота ступени зависят от длины, ширины и осадки корабля, при этом указанные ступени расположены выше и ниже эксплуатационной ватерлинии.The specified technical result is achieved by the fact that the planar hull of a trimaran-type ship of the icebreaking class, symmetrical on both sides and containing three stems, while additionally contains on each of the said stems of the ship's hull symmetrically with respect to the diametrical plane of the ship six straight steps, where the length, width and height the steps depend on the length, width and draft of the ship, with said steps located above and below the service waterline.

Дополнительная особенность заключается в том, что указанные ледокольные ступени выполнены с наклоном относительно эксплуатационной ватерлинии. An additional feature is that these icebreaking steps are made with an inclination relative to the operating waterline.

Полезная модель появляется чертежами, на которых:A utility model appears as drawings in which:

фиг. 1 показывает вид сбоку на носовую часть корабля согласно настоящей полезной модели, где ступени выполнены на одном форштевне, где 1 - ступени, 2 - продольный разрез корабля (диаметральная плоскость корабля), 3 - лед, 4 - вода, 5 - ватерлиния.fig. 1 shows a side view of the bow of the ship according to the present utility model, where the steps are made on the same stem, where 1 is the steps, 2 is a longitudinal section of the ship (the diametrical plane of the ship), 3 is ice, 4 is water, 5 is the waterline.

На Фиг. 2 показана трехмерная модель корабля (авианосец) согласно настоящей полезной модели, где ступени (1) выполнены на каждом из трех форштевней.On FIG. 2 shows a three-dimensional model of a ship (aircraft carrier) according to the present utility model, where steps (1) are provided on each of the three stems.

На Фиг. 1 показан один из трех форштевней надводного корабля (авианосца) по продольному разрезу, где корпус корабля выполнен на базе планарного корпуса, состоящего из набора совокупностей планарных плоскостей корпусных конструкций наружной обшивки корпуса корабля, образующими тримаранную форму корпуса корабля, симметричную на оба борта. При этом указанные ступени (1) расположены выше и ниже ватерлинии (5) (эксплуатационной ватерлинии).On FIG. 1 shows one of the three stems of a surface ship (aircraft carrier) along a longitudinal section, where the ship's hull is made on the basis of a planar hull, consisting of a set of planar planes of hull structures of the outer skin of the ship's hull, forming a trimaran shape of the ship's hull, symmetrical on both sides. In this case, these stages (1) are located above and below the waterline (5) (operational waterline).

На Фиг. 2 показана трехмерная модель корпуса корабля (авианосец) согласно настоящей полезной модели, где ступени выполнены на каждом из трех форштевней. При этом количество ступеней на каждом форштевне согласно настоящей полезной модели равно шести, а трехмерная модель является лишь иллюстрацией, показывающей их расположение.On FIG. 2 shows a three-dimensional model of the ship hull (aircraft carrier) according to the present utility model, where the steps are made on each of the three stems. At the same time, the number of steps on each stem according to the present utility model is six, and the three-dimensional model is only an illustration showing their location.

Методология определения размеров ступетей (1) для своего типа корабля выглядит следующим образом:The methodology for determining the size of steps (1) for your type of ship is as follows:

длина ледовой ступени: l_ст= 0,046 *L (м),ice step length: l _st \u003d 0.046 * L (m),

ширина ледовой ступени: b_ст= 0,093*B (м),ice step width: b _st \u003d 0.093 * B (m),

высота ледовой ступени: h_ст= T/n (м),ice step height: h _st \u003d T / n (m),

где L - длина корабля при осадке по конструктивную ватерлинию, В - ширина корабля при осадке по конструктивную ватерлинию; Т - осадка корабля (заглубление корпуса, расстояние от воды до киля корабля).where L is the length of the ship when drafted along the design waterline, B is the width of the ship when drafted along the design waterline; T - draft of the ship (deepening of the hull, distance from the water to the keel of the ship).

При этом количество ступеней n равно 6, тем самым высота ступени зависит от осадки и количества ледовых ступеней.In this case, the number of steps n is equal to 6, thus the height of the step depends on the draft and the number of ice steps.

Скорость хода в ледокольном режиме: V_лед=0,4*V (уз).Speed in icebreaking mode: V _ice \u003d 0.4 * V (knots).

Угол наклона ледовой ступени к основой плосткости (по дну корабля):The angle of inclination of the ice step to the base of the plane (along the bottom of the ship):

alpha=((N/(D*V_лед))*3300,24)*(π/180)*1000 (град).alpha=((N/(D*V _ice ))*3300.24)*(π/180)*1000 (deg).

Таким образом, толщина ломаемого льда будет определяться в соответствии со следующей формулой: t=h_ст*1,8 (м).Thus, the thickness of the broken ice will be determined in accordance with the following formula: t=h _st *1.8 (m).

Таблица с основными параметрами прототипа (проект «Помор») и авианосца согласно настоящей полезной модели приведена далее.A table with the main parameters of the prototype (Project Pomor) and an aircraft carrier according to this utility model is given below. Класс корабляship class ПараметрParameter ОбозначениеDesignation Ед. изм.Unit rev. ПрототипPrototype АвианосецAircraft carrier 11 ВодоизмещениеDisplacement DD тоннtons 80008000 8000080000 22 ДлинаLength LL мm 110110 250250 33 ШиринаWidth BB мm 2020 5050 44 ОсадкаDraft TT мm 55 1212 55 Высота борта Board height HH мm 1515 30thirty 66 СкоростьSpeed VV узbonds 2525 30thirty 77 Скорость во льдахIce speed V_лед V _ice узbonds 1010 1212 88 МощностьPower NN ВтTue 2500025000 120000120000 99 Угол наклона ледовой ступениIce step angle aplhaaplha градhail 18,018.0 7,27.2 1010 длина ледовой ступениice step length l_ст l _st мm 5,15.1 11,511.5 11eleven ширина ледовой ступениice step width b_ст b _st мm 1,91.9 4,74.7 1212 высота ледовой ступениice step height h_ст h _st мm 1,31.3 2,02.0 1313 количество ледовых ступенейnumber of ice steps nn шт.PC. 4,04.0 6,06.0 1414 толщина ломаемого льдаbreaking ice thickness tt мm 2,32.3 3,63.6

Из приведенных выше сведеней очевидно, что длина, ширина и высота ступени (1) напрямую зависят от длины, ширины и осадки соответствующего типа корабля.From the above information, it is obvious that the length, width and height of the stage (1) directly depend on the length, width and draft of the corresponding type of ship.

Наклон ступеней 7,2 градуса.The slope of the steps is 7.2 degrees.

Согласно настоящей полезной модели ступени (1) выполняют из листовой стали с такой же толщиной листа, как и наружная обшивка. Кроме того, в местах расположения ступеней (1) во внутреннем корпусном насыщении применяют специальные дополнительные корпусные связи, которые обеспечивают прочность ступеней при их взаимодействии со льдом. Причем данные связи могут быть выполнены как неподвижными, так и с некоторым запасом под возможность амортизации при нагрузках от ломания льда.According to the present utility model, the steps (1) are made of sheet steel with the same sheet thickness as the outer skin. In addition, at the locations of the steps (1) in the internal hull saturation, special additional hull connections are used, which ensure the strength of the steps when they interact with ice. Moreover, these connections can be made both fixed and with some margin for the possibility of depreciation under loads from breaking ice.

Место установки ледокольных ступеней (1) выбирается по ходу прямого движения кораблей на бортах корпуса в районе осадки корабля по эксплуатационную ватерлинию с запасом вверх и вниз около 2-3 метров с таким расчетом, чтобы обеспечивать ступенями ломание льда заданной толщины (от 1 до 4,5 метров) в зависимости от главных размещений, водоизмещения и мощности главной энергетической установки. То есть для кораблей и судов водоизмещением от 2000 до 5000 тонн - это около 2 метров, для кораблей водоизмещением от 10000 до 100000 тонн - это от 3 до 5 метров толщины льда по высоте.The place of installation of icebreaking stages (1) is selected in the course of the direct movement of ships on the sides of the hull in the area of the draft of the ship along the operational waterline with a margin of up and down about 2-3 meters in such a way as to ensure the breaking of ice of a given thickness by steps (from 1 to 4, 5 meters) depending on the main placements, displacement and power of the main power plant. That is, for ships and vessels with a displacement of 2000 to 5000 tons - this is about 2 meters, for ships with a displacement of 10,000 to 100,000 tons - this is from 3 to 5 meters of ice thickness in height.

Таким образом, сочетание двух конструкторских решений в более широком смысле, чем использование готового решения на кораблях близкого к прототипу водоизмещения для фрегатов класс «Помор» со ступенчатыми наделками, а именно применение параметрического подхода к выбору количества, габаритов и наклона ступеней, ломающих лед, позволит многократно повысить эффективность кораблей и судов с планарной геометрией корпуса в сопокупности с примененной к ней идеологией специальных ледовых ступеней.Thus, the combination of two design solutions in a broader sense than the use of a ready-made solution on ships of a displacement close to the prototype for Pomor-class frigates with stepped fittings, namely, the use of a parametric approach to choosing the number, dimensions and inclination of ice-breaking steps, will allow multiply the efficiency of ships and vessels with a planar hull geometry in conjunction with the ideology of special ice steps applied to it.

Claims

1. The planar hull of a trimaran-type ship of the icebreaking class, symmetrical on both sides and containing three stems, characterized in that on each of the indicated stems of the ship's hull, six straight steps are made symmetrically relative to the diametrical plane of the ship, where the length, width and height of the step depend on the length , width and draft of the ship, while these stages are located above and below the operating waterline.

2. The hull of the ship according to claim. 1, characterized in that these icebreaking steps are made with an inclination relative to the operating waterline.