RU2374124C2 - Устройство для умерения бортовой качки морских судов с большой поперечной остойчивостью - Google Patents
Устройство для умерения бортовой качки морских судов с большой поперечной остойчивостью Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374124C2 RU2374124C2 RU2006142405/11A RU2006142405A RU2374124C2 RU 2374124 C2 RU2374124 C2 RU 2374124C2 RU 2006142405/11 A RU2006142405/11 A RU 2006142405/11A RU 2006142405 A RU2006142405 A RU 2006142405A RU 2374124 C2 RU2374124 C2 RU 2374124C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessel
- vessels
- rolling
- vertical plates
- vertical
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к судостроению и касается создания пассивных средств умерения качки судов с большим отношением ширины к осадке, которые имеют большую поперечную остойчивость и резкую бортовую качку. Оно рекомендуется для плавучих кранов, крановых судов, транспортных доков, плавучих маяков, казарм, ресторанов и других морских объектов, для которых основной режим эксплуатации заключается в функционировании без хода. Устройство для умерения бортовой качки крановых и иных судов с большим отношением ширины к осадке, высокорасположенным центром масс и большой поперечной остойчивостью имеет пассивные успокоители бортовой качки в виде выступающих за пределы корпуса прочных конструкций. У указанных выше судов вдоль бортов устанавливаются сдвоенные наружные вертикальные днищевые нейтрализаторы волновых нагрузок высотой Ндн≥0,2Т, где Т - осадка судна, и длиной Lдн≤0,8b, где L - длина судна. Наружные вертикальные пластины этих нейтрализаторов являются продолжением бортов, а внутренние параллельны наружным и удалены от них на расстояние bдн≈(0,4-0,6)Ндн. Все эти вертикальные пластины жестко (например, на сварке) соединены с днищем судна, которое выполнено усиленной прочности. Нижние кромки вертикальных пластин вертикальных днищевых нейтрализаторов подкреплены горизонтальными полосками шириной δn≈(0,2-0,3)Ндн, а сами вертикальные пластины вертикальных днищевых нейтрализаторов дополнительно с днищем судна жестко соединены по всей длине наклонными листами, составляющими с ними угол 20-30°. Изобретение позволяет существенно уменьшить параметры бортовой качки судов на волнении заданной интенсивности без применения механических систем ее успокоения. 2 ил.
Description
Изобретение относится к пассивным средствам умерения бортовой качки судов с большим отношением ширины к осадке, которые имеют большую поперечную остойчивость и резкую бортовую качку. Оно рекомендуется для плавучих кранов и крановых судов, транспортных доков, плавучих маяков, казарм, ресторанов и других морских объектов, для которых основной режим эксплуатации - функционирование без хода. Оно может быть применено и на судах река-море, имеющих малую осадку и большую ширину.
Особенность плавучих кранов и крановых судов в том, что они имеют тяжелое крановое оборудование на верхней палубе и центр масс, расположенный значительно выше ватерлинии. Для уменьшения крена во время перегрузочных операций у этих судов приходится существенно увеличивать поперечную остойчивость за счет момента остойчивости формы.
где g - ускорение свободного падения;
ρ - плотность воды, т/м3;
V=δLBT - объемное водоизмещение, м3;
δ - коэффициент общей полноты, лежащий у крановых судов в диапазоне 0,8-0,9;
L, В и Т - длина, ширина и осадка судна, м;
α - коэффициент полноты ватерлинии;
Ixs - момент инерции площади ватерлинии
- коэффициент вертикальной полноты корпуса, лежащий у судов этого типа в интервале 0,85-0,95.
Поскольку у судов этого типа аппликата центра величины yс≈0,55Т, а центра масс yg≈(1,1-1,2)T, то положительное значение поперечной метацентрической высоты
может быть достигнуто только
Потребное значение h у крановых судов может быть определено из ограничения угла крена при перегрузочной операции
mгр - предельная масса переносимого груза;
lгр - плечо переноса груза относительно диаметральной плоскости крана; его значение может быть принято в пределах lгр=εв·В, где εв≈(1,1-1,2) - коэффициент, учитывающий вынос груза за пределы полуширины кранового судна с поправкой на швартовку и полуширину принимающего груз судна.
Удовлетворение условий (3) у КС приводит к значению h более 4-5 м против 1-1,2 м у обычных судов и кораблей того же водоизмещения. Но из-за большой метацентрической высоты крановые суда, плавучие краны и другие указанные выше суда с отношением ширины к осадке более 4-5 имеют очень резкую бортовую качку, даже на небольшом волнении. Поэтому умерение их качки - актуальная задача.
Известны пассивные успокоители качки судов типа скуловых килей и решеток [1, 2]. Они в 2-2,5 раза могут уменьшить амплитуду качки на скоростях более 8-10 узлов, но практически бесполезны при отсутствии хода. А это основной режим работы крановых судов, плавучих кранов, казарм, ресторанов. Кроме того, для КС, плавучих кранов и казарм они малопригодны еще и по другой причине - мешают швартовке их самих к причалам и пришвартовке к ним кораблей и судов для погрузочно-разгрузочных операций. Водяные успокоительные цистерны на судах этого типа неприменимы из-за уменьшения начальной остойчивости, а гироскопы - из-за сложности, дороговизны и ненадежности.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для умерения бортовой качки, примененное на немецком ледоколе «Polarstern» [3]. Этот ледокол имеет в диаметральной плоскости под днищем килевую коробку, которая, как сказано в [3], служит для демпфирования бортовой качки. Килевая коробка не мешает швартовке, и это ее важное преимущество, но ее эффективность недостаточна. Есть более эффективное решение.
Цель изобретения - обеспечение крановым и иным судам с большим отношением ширины к осадке, высокорасположенным центром масс и большой начальной поперечной метацентрической высотой существенное уменьшение параметров их бортовой качки на волнении заданной интенсивности без применения механических систем ее успокоения. Указанные цели достигаются тем, что у таких судов, снабженных пассивными успокоителями бортовой качки в виде выступающих за пределы корпуса прочных конструкций, под днищем вдоль каждого из бортов и параллельно им устанавливаются сдвоенные наружные вертикальные днищевые кили - нейтрализаторы волновых нагрузок (ВДН) высотой Ндн≥0,2Т осадки судна и длиной Lдн≤0,8L длины судна, при этом наружные части этих килей-нейтрализаторов являются продолжением бортов, а внутренние удалены от наружных на расстояние bдн≈(0,4-0,6)Hдн, все эти вертикальные пластины жестко (например, на сварке) соединены с днищем судна, которое выполнено усиленной прочности, кромки вертикальных пластин ВДН подкреплены горизонтальными полосками шириной δn≈(0,2-0,3)Hдн, а сами вертикальные пластины ВДН дополнительно с днищем судна соединены по всей длине наклонными листами, составляющими угол 20-30° с вертикальными пластинами.
На фиг.1 показано описанное выше устройство применительно к крановому судну (КС). На корпусе КС (1) расположен кран (2) с грузом (3). Расположенные под днищем ВДН состоят из вертикальных наружных пластин (4), которые подкреплены полосками (5). Вертикальные пластины ВДН дополнительно соединены с днищем наклонными пластинами (6), обеспечивающими жесткое соединение этих пластин с днищем КС.
Принцип уменьшения волновых возмущающих моментов и бортовой качки судов такого типа с помощью ВДН демонстрирует фиг.2. На нем схематично показаны поперечное сечение корпуса, положение на нем центров масс G и плавучести С, параметры волнового профиля, ВДН и основные возмущающие моменты на корпусе и ВДН от воздействия на них волны.
Если профиль волны задать в виде (см. фиг.2)
где A0 - амплитуда волны на поверхности;
λ - длина волны;
τ - ее период,
то главными составляющими ее воздействия на КС [4] в показанной фазе являются следующие.
1. Квазистатический волновой момент от остойчивости формы и нагрузки
Он пропорционален коэффициенту остойчивости gρVh и углу волнового склона αвс=-kА0sinωt. Этот момент из-за большой метацентрической высоты у КС является главным возмущающим моментом. В данной фазе волны он действует по часовой стрелке.
2. Динамический момент от горизонтальной инерционно-волновой силы на корпусе , приложенной вблизи центра плавучести его корпуса, и создающий момент обратного знака по отношению к
где а=yg-yс - возвышение центра масс над центром плавучести.
3. Инерционно-волновой момент на корпусе судна от изменения по его ширине избыточного волнового давления, который пропорционален
Этот момент также действует против часовой стрелки. Но эффективности и недостаточно для нейтрализации очень большого у КС .
Патентная новизна предложения состоит в том, что на ВДН практически без увеличения водоизмещения судна формируется дополнительная сила, приложенная на достаточном удалении от центра масс КС, которая создает дополнительный волновой момент , действующий против . Этот момент пропорционален:
Vдн=Ндн·δднLдн - объем между пластинами днищевых килей-нейтрализаторов;
δдн - расстояние между пластинами днищевых нейтрализаторов волновых моментов;
Lдн - длина днищевого нейтрализатора волновых моментов;
Ндн - высота наружного днищевого нейтрализатора;
Как показали выполненные в Военно-морском инженерном институте исследования [4], другие составляющие волновых сил и моментов на корпусе и днищевых килях имеют второй порядок малости по сравнению с указанными выше. Поэтому суммарный волновой момент можно приближенно представить в виде:
Первый член в (9) имеет отрицательный знак, а второй, третий от корпуса и четвертый от ВДН - положительный (в данной фазе волны). И эта противофазность действия первого члена и трех других проявляется во всех фазах. Поэтому в принципе подбором размеров ВДН для заданной расчетной балльности и массогабаритных размеров судна можно обеспечить заданную степень нейтрализации волновых моментов и уменьшения бортовой качки. Авторами разработана методика выбора эффективности ВДН. Проведенный эксперимент [4] с моделью судна показал, что ВДН вполне приемлемых размеров в 3-4 раза снижают бортовоую качку судна без хода и способны существенно ее уменьшить даже на резонансной частоте.
Патентный поиск не выявил подобного технического решения. Поэтому предложение обладает патентной новизной. Оно также отвечает критерию существенного положительного эффекта, т.к. решает проблему существенного уменьшения бортовой качки судов при функционировании без хода, когда любые суда особенно с большим отношением ширины к осадке подвергаются усиленной качке. И достигается это пассивными средствами, без применения механических систем, только за счет формирования на ВДН волнового момента обратного знака тому главному возмущающему, который является первопричиной качки любых судов.
Источники информации
1. Шмырев А.Н. Успокоители качки судов. Л., Судостроение, 1972 г.
2. Справочник по теории корабля под ред. Я.И.Войткунского, т.2 (Статика судов. Качка судов), Л., Судостроение, 1985.
3. Современное состояние и перспективы развития ледокольного флота зарубежных стран. Л., Судостроение за рубежом, 1988.
4. Разумеенко Ю.В., Пыльнев Ю.В., Ейбоженко А.В. и др. Сравнительное исследование качки моделей морского транспорта-погрузчика и разработка конструктивных мер улучшения его мореходности на основе структурной нейтрализации волновых возмущающих сил и моментов. (Экспериментально-теоретическая оценка эффективности бортовых и днищевых стабилизаторов качки).
Claims (1)
- Устройство для умерения бортовой качки крановых и иных судов с большим отношением ширины к осадке, высокорасположенным центром масс и большой поперечной остойчивостью, включающее пассивные успокоители бортовой качки в виде выступающих за пределы корпуса прочных конструкций, отличающееся тем, что у указанных выше судов вдоль бортов устанавливаются сдвоенные наружные вертикальные днищевые нейтрализаторы волновых нагрузок высотой Ндн≥0,2Т, где Т - осадка судна, и длиной Lдн≤0,8L, где L - длина судна, при этом наружные вертикальные пластины этих нейтрализаторов являются продолжением бортов, а внутренние параллельны наружным и удалены от них на расстояние bдн≈(0,4-0,6)Ндн, все эти вертикальные пластины жестко (например, на сварке) соединены с днищем судна, которое выполнено усиленной прочности, нижние кромки вертикальных пластин вертикальных днищевых нейтрализаторов подкреплены горизонтальными полосками шириной δn=(0,2-0,3)Ндн, а сами вертикальные пластины вертикальных днищевых нейтрализаторов дополнительно с днищем судна жестко соединены по всей длине наклонными листами, составляющими с ними угол 20-30°.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006142405/11A RU2374124C2 (ru) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | Устройство для умерения бортовой качки морских судов с большой поперечной остойчивостью |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006142405/11A RU2374124C2 (ru) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | Устройство для умерения бортовой качки морских судов с большой поперечной остойчивостью |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006142405A RU2006142405A (ru) | 2008-06-10 |
RU2374124C2 true RU2374124C2 (ru) | 2009-11-27 |
Family
ID=39581077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006142405/11A RU2374124C2 (ru) | 2006-11-30 | 2006-11-30 | Устройство для умерения бортовой качки морских судов с большой поперечной остойчивостью |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2374124C2 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448863C1 (ru) * | 2010-11-10 | 2012-04-27 | Андрей Вячеславович Родионов | Устройство для умерения бортовой качки и повышения мореходности быстроходных катеров, легких судов и кораблей с остроскулыми обводами |
RU2712486C2 (ru) * | 2018-02-15 | 2020-01-29 | Юрий Васильевич Пыльнев | Плавучее волностойкое крановое судно универсального типа |
RU2712721C1 (ru) * | 2018-10-05 | 2020-01-30 | Акционерное общество "Инжиниринговая компания "НЕОТЕК МАРИН" | Береговой морской волностойкий плавучий причал и способ его установки по нормали к берегу |
RU2720122C1 (ru) * | 2019-07-30 | 2020-04-24 | Петр Геннадьевич Тенишев | Способ автоматизированного управления движением судна на морском волнении с целью снижения бортовой и килевой качки и система, реализующая способ (варианты) |
RU2772148C2 (ru) * | 2020-11-03 | 2022-05-18 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Универсальный выдвижной нейтрализатор волновых нагрузок на суда и корабли и способ его установки для уменьшения различных видов качки |
-
2006
- 2006-11-30 RU RU2006142405/11A patent/RU2374124C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448863C1 (ru) * | 2010-11-10 | 2012-04-27 | Андрей Вячеславович Родионов | Устройство для умерения бортовой качки и повышения мореходности быстроходных катеров, легких судов и кораблей с остроскулыми обводами |
RU2712486C2 (ru) * | 2018-02-15 | 2020-01-29 | Юрий Васильевич Пыльнев | Плавучее волностойкое крановое судно универсального типа |
RU2712721C1 (ru) * | 2018-10-05 | 2020-01-30 | Акционерное общество "Инжиниринговая компания "НЕОТЕК МАРИН" | Береговой морской волностойкий плавучий причал и способ его установки по нормали к берегу |
RU2720122C1 (ru) * | 2019-07-30 | 2020-04-24 | Петр Геннадьевич Тенишев | Способ автоматизированного управления движением судна на морском волнении с целью снижения бортовой и килевой качки и система, реализующая способ (варианты) |
RU2772148C2 (ru) * | 2020-11-03 | 2022-05-18 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Универсальный выдвижной нейтрализатор волновых нагрузок на суда и корабли и способ его установки для уменьшения различных видов качки |
RU222507U1 (ru) * | 2023-11-07 | 2023-12-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный морской университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова" | Корпус судна-буксира |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006142405A (ru) | 2008-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20110174206A1 (en) | Wave attenuating large ocean platform | |
CN104229099B (zh) | 一种海洋工程船舶接载下水的系统及方法 | |
EP2741955A1 (en) | Stable offshore floating depot | |
RU2374124C2 (ru) | Устройство для умерения бортовой качки морских судов с большой поперечной остойчивостью | |
US8752496B2 (en) | Semi-submersible vessel, method for operating a semi-submersible vessel and method for manufacturing a semi-submersible vessel | |
WO2007069897A1 (en) | Dual draft vessel | |
KR102365572B1 (ko) | 부양식 해양 데포를 사용하는 방법 | |
WO2014189425A1 (en) | A ship anti-rolling device | |
CN104326063A (zh) | 一种水上码头的动态平衡结构 | |
CN209211396U (zh) | 一种悬浮式防船撞多层耗能装置 | |
CN206141785U (zh) | 过驳平台 | |
CN104619583A (zh) | 半潜水式集成港口 | |
US20210362814A1 (en) | Shallow draft container carrier | |
CN109356096A (zh) | 一种悬浮式防船撞多层耗能装置 | |
CN111942521A (zh) | 一种高耐波性船舶浮体装置 | |
CN107097914A (zh) | 大型水上浮式结构 | |
Wang et al. | Concept design of a new Non-Ship-Shaped FPSO | |
CN207697949U (zh) | 套装柔性气囊式运输船 | |
KR20110114434A (ko) | 컨테이너선 | |
WO2015136086A1 (en) | A quay structure, a quay arrangement and a method of installing such structure | |
US20100068008A1 (en) | Mobile Harbor | |
CN208647091U (zh) | 多体船 | |
KR102420828B1 (ko) | 선박 | |
Selfridge et al. | Spar technology as a seabasing enabler | |
US20210347448A1 (en) | A water-buoyant structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111201 |