RU2291083C1 - Hull of surface displacement-type vessel and surface displacement-type vessel - Google Patents

Hull of surface displacement-type vessel and surface displacement-type vessel Download PDF

Info

Publication number
RU2291083C1
RU2291083C1 RU2005124698/11A RU2005124698A RU2291083C1 RU 2291083 C1 RU2291083 C1 RU 2291083C1 RU 2005124698/11 A RU2005124698/11 A RU 2005124698/11A RU 2005124698 A RU2005124698 A RU 2005124698A RU 2291083 C1 RU2291083 C1 RU 2291083C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hull
revolution
surface displacement
water
shell
Prior art date
Application number
RU2005124698/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ян Аркадьевич Подвальный (RU)
Ян Аркадьевич Подвальный
Original Assignee
Ян Аркадьевич Подвальный
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ян Аркадьевич Подвальный filed Critical Ян Аркадьевич Подвальный
Priority to RU2005124698/11A priority Critical patent/RU2291083C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2291083C1 publication Critical patent/RU2291083C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Landscapes

  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

FIELD: shipbuilding; designing surface displacement-type ships.
SUBSTANCE: proposed ship has at least two interconnected hulls. Each hull has outer and inner envelopes. Outer envelope of each hull is made in form of body of revolution or combination of bodies of revolution having common axis of rotation; they are provided with paddles located on envelope generatrix. Outer envelope is so mounted relative to inner one that it should rotate under action of counter flow of water.
EFFECT: reduction of total resistance of water to motion of ship at varying running speeds.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции корпусов надводных водоизмещающих судов.The invention relates to the field of shipbuilding and for the construction of hulls of surface displacement vessels.

Известно, что обтекаемые корпуса надводных судов испытывают большое сопротивление воды движению. С увеличением скорости судна общее сопротивление (сопротивление трения и волновое сопротивление) увеличивается в геометрической прогрессии. Вязкая жидкость прилипает к неподвижным стенкам обтекаемого корпуса. Это приводит к торможению движущейся жидкости, к отрыву потока в кормовой части. Как следствие, увеличивается сопротивление трения и давления. Кроме того, с ростом скорости увеличивается волновое сопротивление (Е.Г.Павленко. Сопротивление воды движению судов, М.: Морской транспорт, 1956 г.).It is known that streamlined hulls of surface ships experience great resistance to movement of water. With increasing speed of the vessel, the total resistance (friction and wave drag) increases exponentially. Viscous fluid sticks to the fixed walls of the streamlined body. This leads to inhibition of the moving fluid, to the separation of the flow in the stern. As a result, friction and pressure resistance increase. In addition, with increasing speed, the wave resistance increases (EG Pavlenko. Water resistance to the movement of ships, M .: Sea transport, 1956).

Для снижения сопротивления движения жидкости в трубопроводах, в потоках, обтекающих подводные аппараты и корпуса судов, применяется эффект Томса, который обуславливается образованием на границе твердое тело - жидкость молекулярных растворов, которые ограничивают турбулентность потока (патент США №3435796, авторское свидетельство СССР №244032).To reduce the resistance to fluid movement in pipelines, in the flows flowing around underwater vehicles and ship hulls, the Toms effect is applied, which is caused by the formation of molecular solutions on the solid – liquid interface that limit flow turbulence (US patent No. 3435796, USSR copyright certificate No. 244032) .

Известен способ снижения гидродинамического сопротивления движению тел, например судов, путем уменьшения сил трения в пограничном слое (авторское свидетельство СССР №364493).There is a method of reducing hydrodynamic resistance to the movement of bodies, such as ships, by reducing friction in the boundary layer (USSR copyright certificate No. 364493).

Реализация этих изобретений на практике чрезвычайна сложна и не решает полностью проблему сопротивления воды движению судов, т.к. кроме сопротивления трения, корпус надводного судна испытывает волновое сопротивление, увеличивающееся со скоростью.The practical implementation of these inventions is extremely complex and does not completely solve the problem of water resistance to ship movement, since in addition to frictional resistance, the hull of a surface vessel experiences wave drag increasing with speed.

Известна также модель, конструкция которой представляет собой два цилиндра, соединенных пластиной (В.И.Меркулов. Гидродинамика знакомая и незнакомая, М., 1989. стр.72).A model is also known, the design of which is two cylinders connected by a plate (V.I. Merkulov. Familiar and Unfamiliar Hydrodynamics, M., 1989. p. 72).

Цилиндры вращают в направлении потока жидкости со скоростью потока. Причем их окружная скорость в точности равняется скорости движения жидкости вблизи цилиндров, т.е. цилиндры не ускоряют и не тормозят жидкость.The cylinders rotate in the direction of fluid flow at a flow rate. Moreover, their peripheral speed is exactly equal to the fluid velocity near the cylinders, i.e. cylinders do not accelerate or inhibit fluid.

Такая модель позволяет снизить сопротивление движению в пять раз.This model allows you to reduce movement resistance by five times.

Описанная в работе конструкция модели не может использоваться для создания корпусов надводных судов, т.к. модель работает при полном погружении в жидкость.The design of the model described in the work cannot be used to create hulls of surface ships, because The model works when completely immersed in a liquid.

Цель изобретения - уменьшение полного сопротивления воды движению водоизмещающих судов при различных скоростях хода.The purpose of the invention is the reduction of the total resistance of water to the movement of displacement vessels at various speeds.

Цель достигается тем, что корпус судна выполняется в виде тела вращения или комбинации тел вращения, имеющих одну общую ось вращения.The goal is achieved in that the hull is made in the form of a body of revolution or a combination of bodies of revolution having one common axis of rotation.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.

Корпус надводного водоизмещающего судна включает наружную и внутреннюю оболочки, при этом наружная оболочка корпуса выполнена в виде тела вращения или комбинации тел вращения, имеющих одну общую ось вращения, с расположенными на образующей оболочки плицами, причем наружная оболочка установлена относительно внутренней оболочки с возможностью вращения под действием встречного потока воды.The hull of the surface displacement vessel includes an outer and inner shell, while the outer shell of the hull is made in the form of a body of revolution or a combination of bodies of revolution having one common axis of rotation, with plates located on the shell forming, the outer shell is mounted relative to the inner shell with rotation counter flow of water.

Сущность предлагаемого изобретения заключается также в следующем.The essence of the invention is also as follows.

Надводное водоизмещающее судно содержит, по меньшей мере, два соединенных друг с другом корпуса, каждый из которых включает наружную и внутреннюю оболочки, при этом наружная оболочка каждого корпуса выполнена в виде тела вращения или комбинации тел вращения, имеющих одну общую ось вращения, с расположенными на образующей оболочки плицами, причем наружная оболочка установлена относительно внутренней оболочки с возможностью вращения под действием встречного потока воды.A surface displacement vessel contains at least two hulls connected to each other, each of which includes an outer and inner shell, while the outer shell of each hull is made in the form of a body of revolution or a combination of bodies of revolution having one common axis of rotation, located on forming the shell with tiles, and the outer shell is installed relative to the inner shell with the possibility of rotation under the action of a counter flow of water.

Конструкция вращающегося корпуса, каждая точка поверхности которого может перемещаться вниз по потоку, в касательной плоскости уменьшает сопротивление воды движению. Сопротивление движению вращающегося корпуса обуславливается вязкостью жидкости - сопротивление трения, и образованием волн - волнового сопротивления.The design of the rotating casing, each point of the surface of which can move downstream, in a tangent plane reduces the resistance of water to movement. Resistance to the movement of a rotating body is determined by the viscosity of the liquid — friction resistance, and the formation of waves — wave resistance.

Для вязкой жидкости:For a viscous fluid:

- в точках поверхности неподвижной стенки скорость жидкости равна нулю (условия прилипания граничного слоя);- at the points on the surface of the fixed wall, the fluid velocity is zero (conditions for adhesion of the boundary layer);

- в точках поверхности движущейся стенки скорость жидкости равна скорости соответствующей точки стенки.- at the surface points of the moving wall, the fluid velocity is equal to the velocity of the corresponding wall point.

Эти условия определяют ламинарное течение жидкости у вращающегося корпуса судна.These conditions determine the laminar fluid flow in the rotating hull of the vessel.

Проведенные исследования показали, что величина волн, образующихся при движении вращающегося корпуса, и попутный корпусу поток, незначительны. Это дает основание предположить о малой величине волнового сопротивления движению.Studies have shown that the magnitude of the waves generated by the movement of the rotating body, and the flow associated with the body, are negligible. This suggests that the wave resistance to motion is small.

Рост размеров вращающегося корпуса и скорость встречного потока уменьшит сопротивление воды движению, обратно пропорционально корню квадратному из этих величин.The increase in the size of the rotating body and the speed of the oncoming flow will reduce the resistance of water to movement, inversely proportional to the square root of these values.

Вращающийся корпус водоизмещающего судна может быть одиночным или составленным из множества соединенных между собой корпусов, аналогичных одиночным. Такое многообразие конструкций объясняется возможностью оптимального выбора архитектуры судна.The rotating hull of a displacement vessel may be single or composed of a plurality of interconnected hulls, similar to single ones. Such a variety of designs is explained by the possibility of an optimal choice of vessel architecture.

На представленном чертеже схематично изображен предлагаемый корпус надводного водоизмещающего судна, состоящий из наружной и внутренней оболочек.The presented drawing schematically depicts the proposed hull of a surface displacement vessel, consisting of outer and inner shells.

Наружная оболочка 1 корпуса надводного водоизмещающего судна вращается встречным потоком F в направлении W плицами 2, расположенными на образующей наружной оболочки корпуса у поверхности воды.The outer shell 1 of the hull of the surface displacement vessel is rotated by the counter flow F in the direction W by the plates 2 located on the generatrix of the outer shell of the hull near the surface of the water.

В точках на поверхности вращающегося корпуса скорость жидкости равна средней скорости соответствующих точек. Благодаря этому вращающийся корпус не испытывает большого сопротивления воды движению.At points on the surface of a rotating body, the fluid velocity is equal to the average velocity of the corresponding points. Due to this, the rotating body does not experience much resistance to movement of water.

Движение устройства осуществляется двигателями 3 в направлении тяги Р.The movement of the device is carried out by engines 3 in the direction of the thrust R.

Наружная оболочка 1 корпуса вращается на подшипниках 4 вокруг неподвижного вала 5.The outer shell 1 of the housing rotates on bearings 4 around a fixed shaft 5.

В неподвижной оболочке 6 корпуса (в нижней ее части) размещается балласт 7. Низкое расположение центра тяжести ЦТ и показанное на схеме положение центра величины ЦВ относительно грузовой ватерлинии ГВЛ делает конструкцию корпуса абсолютно остойчивой.The ballast 7 is located in the fixed shell 6 of the body (in its lower part). The low location of the center of gravity of the central heating unit and the position of the center of magnitude of the CV relative to the GVL cargo water line shown in the diagram makes the structure of the housing absolutely stable.

Размещение груза в отсеке 8 эффективно у танкера, т.к. груз находится под защитой двух оболочек 1 и 6 корпуса.The placement of cargo in compartment 8 is effective for the tanker, as the cargo is protected by two shells 1 and 6 of the housing.

Вследствие малой поверхности смачивания преимуществом корпуса, наружная оболочка которого выполнена в виде тела вращения, при не установившемся встречном потоке жидкости, является небольшое сопротивление воды движению.Due to the small wetting surface, the advantage of the housing, the outer shell of which is made in the form of a body of revolution, with an unsteady counter flow of liquid, is a small resistance to movement of water.

Кроме того, корпус такого судна обладает большой прочностью, что позволяет снизить металлоемкость конструкции.In addition, the hull of such a vessel has great strength, which reduces the metal structure.

Проведенные буксировочные испытания модели предлагаемого корпуса надводного водоизмещающего судна показали эффективное снижение сопротивления воды движению при различных скоростях хода.Conducted towing tests of the model of the proposed hull of a surface displacement vessel showed an effective reduction in water resistance to movement at different speeds.

Claims (2)

1. Корпус надводного водоизмещающего судна, включающий наружную и внутреннюю оболочки, отличающийся тем, что наружная оболочка корпуса выполнена в виде тела вращения или комбинации тел вращения, имеющих одну общую ось вращения, с расположенными на образующей оболочки плицами, при этом наружная оболочка установлена относительно внутренней оболочки с возможностью вращения под действием встречного потока воды.1. The hull of a surface displacement vessel, including the outer and inner shells, characterized in that the outer shell of the hull is made in the form of a body of revolution or a combination of bodies of revolution having one common axis of rotation, with plates located on the shell forming, while the outer shell is installed relative to the inner shells with the possibility of rotation under the action of a counter flow of water. 2. Надводное водоизмещающее судно, содержащее, по меньшей мере, два соединенных друг с другом корпуса, каждый из которых включает наружную и внутреннюю оболочки, отличающееся тем, что наружная оболочка каждого корпуса выполнена в виде тела вращения или комбинации тел вращения, имеющих одну общую ось вращения, с расположенными на образующей оболочки плицами, при этом наружная оболочка установлена относительно внутренней оболочки с возможностью вращения под действием встречного потока воды.2. A surface displacement vessel containing at least two hulls connected to each other, each of which includes an outer and inner shell, characterized in that the outer shell of each hull is made in the form of a body of revolution or a combination of bodies of revolution having one common axis rotation, with plates located on the generatrix of the shell, while the outer shell is mounted relative to the inner shell with the possibility of rotation under the action of a counter flow of water.
RU2005124698/11A 2005-08-03 2005-08-03 Hull of surface displacement-type vessel and surface displacement-type vessel RU2291083C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005124698/11A RU2291083C1 (en) 2005-08-03 2005-08-03 Hull of surface displacement-type vessel and surface displacement-type vessel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005124698/11A RU2291083C1 (en) 2005-08-03 2005-08-03 Hull of surface displacement-type vessel and surface displacement-type vessel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2291083C1 true RU2291083C1 (en) 2007-01-10

Family

ID=37761168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005124698/11A RU2291083C1 (en) 2005-08-03 2005-08-03 Hull of surface displacement-type vessel and surface displacement-type vessel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2291083C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Taylor The speed and power of ships: a manual of marine propulsion
US7585195B2 (en) Propulsion and steering unit for a waterborne vessel
Taylor Resistance of ships and screw propulsion
KR20080099253A (en) Semi-submerged propeller propulsion system of displacement and semi-displacement crafts
Tupper et al. Basic Ship Theory Volume 2
CN201872940U (en) Steamship capable of eliminating wave drag
RU2291083C1 (en) Hull of surface displacement-type vessel and surface displacement-type vessel
WO1999044882A1 (en) Bilge keel and method for fpso type petroleum production systems
CN201559812U (en) Ship propeller combination thruster with rotary-guide incoming flow and two-level rotary-spray noise reduction device
WO2008030132A1 (en) Hull of a surface displacement-type vessel and a surface displacement-type vessel
RU2619407C1 (en) Impeller
KR20020020624A (en) Method of reducing frictional resistance of a hull, and frictional resistance reducing vessel
Baker Ship form, resistance and screw propulsion
RU2350507C2 (en) Method and system to create potential on over body surface
CN112888624B (en) Bow and/or stern device for reducing hull resistance during sailing of a ship
CN106536345A (en) Marine vessel with a large propeller and gearbox
Jürgens et al. New hydrodynamic aspects of double-ended ferries with Voith Schneider Propeller
Berchiche et al. Analysis of dynamic loads on azimuthing ducted propulsor under off-design operation conditions
RU2765391C1 (en) Device for reducing the visibility of the wake of submerged ships
Jürgens et al. Voith Schneider Propeller (VSP)-Investigations of the cavitation behaviour
JP7485402B2 (en) Device for reducing fluid resistance on ships
Taylor Text
Barnaby Marine propellers
KR102669185B1 (en) Frictional drag test apparatus installed in cavitation tunnel
Seo et al. Parametric Study on Hub Vortex Reducing Effects of Propeller Boss Cap Fins by Force and Wake Field Measurements in Open Water and Self-Propulsion Conditions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080804