RU2395426C2 - Transport ship - Google Patents
Transport ship Download PDFInfo
- Publication number
- RU2395426C2 RU2395426C2 RU2007145347/11A RU2007145347A RU2395426C2 RU 2395426 C2 RU2395426 C2 RU 2395426C2 RU 2007145347/11 A RU2007145347/11 A RU 2007145347/11A RU 2007145347 A RU2007145347 A RU 2007145347A RU 2395426 C2 RU2395426 C2 RU 2395426C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessel
- stern
- ship
- aft
- propulsion
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к судостроению и касается конструкций транспортных судов с кормовым расположением машинного отделения и жилой рубки с ходовым мостиком, предназначенных для внутреннего и смешанного река-море плавания, с возможностью размещения части груза в качестве палубного.The invention relates to shipbuilding and for the construction of transport vessels with aft engine room and a wheelhouse with a navigation bridge, designed for internal and mixed river-sea navigation, with the possibility of placing part of the cargo as a deck.
Для конструкций судов внутреннего и смешанного река-море плавания характерны компромиссы, обеспечивающие решение эксплуатационных задач. Проектируются эти суда в условиях ограничений по главным размерениям: габаритной длине, ширине, осадке и высоте от ватерлинии до верхней точки несъемных конструкций, при этом главные размерения ограничены размерами шлюзов рек (путевые ограничения).The designs of inland and mixed river-sea vessels are characterized by trade-offs that provide solutions to operational problems. These vessels are designed under conditions of limitations on the main dimensions: overall length, width, draft and height from the waterline to the upper point of fixed structures, while the main dimensions are limited by the dimensions of river locks (travel restrictions).
Обеспечение обзора вперед по направлению движения судна является серьезной проблемой. В отношении судов, совершающих международные рейсы, действует международная морская конвенция СОЛАС-74/78 (Правила по оборудованию морских судов. / Российский морской регистр судоходства. - 2005. - с.161). Согласно конвенции обзор поверхности моря с места управления судном не должен быть затенен на расстоянии более чем две длины судна или 500 м (смотря по тому, что меньше) впереди носовой оконечности до 10° на каждый борт независимо от осадки судна, дифферента и палубного груза.Providing a forward view of the direction of the ship is a serious problem. In relation to ships engaged in international voyages, the international maritime convention SOLAS-74/78 (Rules for the equipment of marine vessels. / Russian Maritime Register of Shipping. - 2005. - p. 161) applies. According to the convention, a survey of the sea surface from the control point of the vessel should not be obscured at a distance of more than two lengths of the vessel or 500 m (whichever is shorter) in front of the bow tip up to 10 ° on each side, regardless of the draft, trim and deck cargo.
Из-за ограничения размеров судна по высоте ходовой мостик не может быть расположен на произвольной высоте, необходимой для размещения большого объема палубного груза на люковых закрытиях. Поэтому транспортные суда перевозят ограниченный по высоте палубный груз, который должен обеспечить достаточный обзор с ходового мостика в направлении движения судна. При этом современные грузоперевозки характеризуются ценными и высокооплачиваемыми грузами с высоким удельно-погрузочным объемом. При использовании полной грузоподъемности судна ценный груз, как правило, требует значительного объема помещений для размещения, и часть груза приходится размещать в качестве палубного, однако это значительно повышает экономическую эффективность перевозок. Наиболее часто грузами с высоким удельно-погрузочным объемом являются контейнеры международного стандарта, проектные негабаритные и лесные грузы. Если принять груз контейнеров как типовой, то очевидно, что ограничение палубного груза по высоте приводит к резкому сокращению его количества, так как приходится отказываться от целого числа контейнеров. На практике на внутренних водных путях РФ и Украины транспортные суда перевозят на палубе контейнерный груз высотой лишь в один ярус.Due to the restriction of the vessel’s dimensions in height, the navigation bridge cannot be located at an arbitrary height necessary to accommodate a large volume of deck cargo at hatch covers. Therefore, transport vessels carry deck cargo of a limited height, which should provide sufficient visibility from the navigation bridge in the direction of movement of the vessel. At the same time, modern cargo transportation is characterized by valuable and highly paid cargoes with a high specific loading volume. When using the full load-carrying capacity of a vessel, a valuable cargo, as a rule, requires a significant amount of space for accommodation, and part of the cargo has to be placed as a deck, however, this significantly increases the economic efficiency of transportation. The most common cargoes with a high specific loading volume are containers of international standard, project oversized and timber cargoes. If we accept the load of containers as standard, it is obvious that the restriction of deck cargo in height leads to a sharp reduction in its quantity, since you have to abandon the whole number of containers. In practice, on the inland waterways of the Russian Federation and Ukraine, transport vessels carry only one tier container cargo on deck.
Основным режимом движения известных транспортных судов является движение носом вперед. Движение кормой вперед используется кратковременно или в особых случаях, например, транспортное ледокольное судно при этом движении ломает лед.The main mode of movement of known transport vessels is forward bow movement. The stern forward movement is used for a short time or in special cases, for example, a transport icebreaking vessel breaks the ice during this movement.
Известны транспортные суда, кратковременно использующие режим движения кормой вперед. Эти суда оборудованы винторулевыми колонками или другими движителями, используемыми в качестве единого средства движения и управления судном. Такие движители содержат гребные винты и допускают их разворот в горизонтальной плоскости в любую сторону относительно направления движения судна.Known transport vessels, briefly using the mode of movement of stern forward. These vessels are equipped with throttle or other propulsors used as a single means of movement and control of the vessel. Such propulsors contain propellers and allow them to turn in a horizontal plane in any direction relative to the direction of movement of the vessel.
Известно транспортное судно, предназначенное для внутреннего и смешанного река-море плавания. На его кормовой оконечности установлены два движительно-рулевых комплекса и два поворотно-выдвижных пропульсивных блока. Под движительно-рулевым комплексом понимается устройство, обеспечивающее силу упора и рулевую силу, создаваемую путем изменения положения работающего движителя относительно корпуса судна, например, при повороте винта вокруг вертикальной оси - оси пропульсивного блока (патент на изобретение "Кормовая оконечность судна с движительно-рулевым комплексом", RU 2196698 С2, 01.09.2001).Known transport vessel intended for inland and mixed river-sea navigation. At its aft end, two propulsion and steering systems and two rotary-retractable propulsion units are installed. A propulsion and steering complex is understood to mean a device providing an abutting force and steering force created by changing the position of a working propulsion device relative to the ship’s hull, for example, by turning a screw about a vertical axis - the axis of the propulsion block (patent for the invention “Aft end of a ship with a propulsion-steering complex” ", RU 2196698 C2, 09/01/2001).
Пропульсивный блок движительно-рулевого комплекса включает движитель и гидродинамическую конструкцию, которая формирует проходящий через движитель поток, например направляющую насадку винта.The propulsion unit of the propulsion-steering complex includes a propulsion device and a hydrodynamic structure, which forms a flow passing through the propulsion system, for example, a screw guide nozzle.
Движительно-рулевой комплекс содержит трубу, жестко закрепленную относительно корпуса судна, и частично размещенный в ней поворотно-выдвижной пропульсивный блок. При этом днище кормовой оконечности, преимущественно наклонной, в месте расположения нижнего выходного отверстия трубы выполнено в виде площадки, наружная поверхность которой параллельна основной плоскости судна и расположена выше уровня его грузовой (конструктивной) ватерлинии.The propulsion and steering complex comprises a pipe rigidly fixed relative to the hull of the vessel, and a rotationally retractable propulsion unit partially placed therein. At the same time, the bottom of the aft end, mainly inclined, at the location of the lower outlet of the pipe is made in the form of a platform, the outer surface of which is parallel to the main plane of the vessel and is located above the level of its cargo (structural) waterline.
Известное транспортное судно обеспечивает улучшение условий эксплуатации и обслуживания движительно-рулевого комплекса с поворотно-выдвижным пропульсивным блоком.A well-known transport vessel provides improved operating and maintenance conditions for the propulsion and steering complex with a rotary-retractable propulsion unit.
С заявляемым изобретением у известного транспортного судна совпадают признаки:With the claimed invention, the known transport vessel coincides with the signs:
два движительно-рулевых комплекса с пропульсивными блоками в кормовой оконечности; выполнение пропульсивных блоков поворотными относительно вертикальной оси; площадки для движительно-рулевых комплексов на кормовой оконечности.two propulsion and steering complexes with propulsive blocks in the aft end; the execution of propulsive blocks rotary relative to the vertical axis; platforms for propulsion and steering systems at the aft end.
Известное транспортное судно имеет низкую эффективность движения кормой вперед, поскольку струи работающих движителей взаимодействуют с корпусом судна по всей длине, вызывая засасывание. Движение кормой вперед известного транспортного судна значительно менее эффективно, чем движение носом вперед, что показывают зависимости между параметрами ходкости судна.Known transport vessel has a low efficiency of forward stern movement, since the jets of the working propulsors interact with the hull of the vessel along the entire length, causing suction. The stern forward movement of a known transport vessel is significantly less efficient than the forward bow movement, which is shown by the relationships between the propulsion parameters of the vessel.
Эффективность движения судна в наиболее общем случае характеризует соотношение:The effectiveness of the movement of the vessel in the most general case characterizes the ratio:
где NE - мощность, расходуемая силовой установкой на движение судна, кВт;where N E is the power spent by the power plant on the movement of the vessel, kW;
R - сила буксировочного сопротивления корпуса судна (далее сопротивление корпуса), кН;R is the strength of the towing resistance of the hull (hereinafter referred to as the hull resistance), kN;
v - скорость хода судна, м/с;v - ship speed, m / s;
ηp - пропульсивный коэффициент (Справочник по теории корабля. В трех томах. Том I. Гидромеханика. Сопротивление движению судов. Судовые движители / Под ред. Я.И.Войткунского. - Л.: Судостроение, 1985. - с.431).η p - propulsive coefficient (Handbook on the theory of the ship. In three volumes. Volume I. Hydromechanics. Resistance to movement of ships. Ship propulsion / Edited by Ya.I. Voytkunsky. - L .: Sudostroenie, 1985. - p.431).
Сопротивление корпуса R зависит от формы его поверхности (при одинаковых размерениях корпуса и скорости буксировки).The resistance of the hull R depends on the shape of its surface (with the same dimensions of the hull and towing speed).
Поскольку известное транспортное судно движется с помощью судовых движителей, кроме сопротивления корпуса на эффективность движения влияет взаимодействие движителей и корпуса, зависящее от их взаимного расположения. Оно характеризуется величиной пропульсивного коэффициента ηр:Since the known transport vessel moves with the help of ship propulsors, in addition to the hull resistance, the interaction of the propellers and the hull, depending on their relative position, affects the efficiency of the movement. It is characterized by the value of the propulsive coefficient η p :
где ηк - коэффициент влияния корпуса;where η to - the coefficient of influence of the body;
η0 - коэффициент полезного действия движителя.η 0 - the efficiency of the propulsion.
Коэффициент влияния корпуса ηк в свою очередь определяется так:The coefficient of influence of the housing η k in turn is determined as follows:
где t - коэффициент засасывания;where t is the suction coefficient;
w - коэффициент попутного потока.w is the coefficient of the associated flow.
Кпд движителя η0 зависит от его конструкции и режима работы за корпусом, определяемого величиной коэффициента попутного потока w. Для транспортного судна характерно такое соотношение коэффициентов η0 и w, при котором увеличение коэффициента попутного потока w ведет к снижению кпд. Величина пропульсивного коэффициента ηр меняется не слишком интенсивно из-за компенсирующего влияния коэффициента попутного потока w (формула 3). Поэтому увеличение коэффициента попутного потока w частично компенсирует происходящее при этом уменьшение кпд η0 и наоборот.The efficiency of the propulsion η 0 depends on its design and the mode of operation behind the hull, determined by the value of the coefficient of the associated flow w. A transport vessel is characterized by a ratio of the coefficients η 0 and w, in which an increase in the coefficient of the associated flow w leads to a decrease in efficiency. The value of the propulsive coefficient η p varies not too intensively due to the compensating effect of the coefficient of the associated flow w (formula 3). Therefore, an increase in the coefficient of the associated flow w partially compensates for the decrease in the efficiency η 0 that occurs in this case and vice versa.
Однако работающие движители увеличивают силу сопротивления корпуса, что вызывает явление засасывания и снижает эффективность движения судна (формула 3). Для транспортного судна вообще характерно, что при движении носом вперед коэффициент засасывания t связан с величиной коэффициента попутного потока w и нагрузкой движителей. При движении судна носом вперед уменьшение коэффициентов попутного потока w и засасывания t, как правило, позволяет в целом повысить эффективность движения.However, operating propulsors increase the strength of the hull, which causes the phenomenon of suction and reduces the efficiency of the vessel (formula 3). For a transport vessel, it is generally characteristic that when moving forward, the suction coefficient t is associated with the value of the coefficient of the associated flow w and the load of the propulsors. When the vessel moves forward with the nose forward, a decrease in the coefficients of the associated flow w and suction t, as a rule, allows one to generally increase the efficiency of movement.
Изложенные выше критерии позволяют оценить эффективность движения транспортного судна кормой вперед.The above criteria allow you to evaluate the effectiveness of the movement of the transport vessel aft.
Если принять значения сопротивления корпуса при движениях носом вперед и кормой вперед одинаковыми (справедливо для корпуса, симметричного относительно середины его длины), то выявятся различия в величинах коэффициента влияния корпуса и, соответственно, пропульсивного коэффициента при этих движениях.If we accept the values of the resistance of the hull during forward bow and stern forward movements are the same (valid for the hull symmetrical with respect to the middle of its length), then the differences in the values of the coefficient of influence of the hull and, accordingly, the propulsive coefficient during these movements will be revealed.
Для режима движения носом вперед известно большое количество статистических данных, позволяющих оценить эти коэффициенты. Оценить величины коэффициентов попутного потока w и засасывания t при движении носом вперед позволяют формулы Тейлора, полученные усреднением статистических данных (Басин A.M., Анфимов В.Н. Гидродинамика судна. - Л.: Речной транспорт, 1961. - с.267).For the nose forward mode, a large amount of statistical data is known to evaluate these coefficients. The Taylor formulas obtained by averaging the statistical data (Basin A.M., Anfimov VN Hydrodynamics of the vessel. - L .: River transport, 1961. - p.267) to estimate the values of the coefficients of the associated flow w and suction t when moving forward with the nose.
Формулы Тейлора связывают коэффициенты w и t с коэффициентом общей полноты судна δ следующим образом:Taylor formulas relate the coefficients w and t with the coefficient of the overall completeness of the vessel δ as follows:
Транспортным судам внутреннего и смешанного река-море плавания присуще значение коэффициента общей полноты δ от 0,7 до 0,9. Вводя значения коэффициента δ в формулу (4), получим значения коэффициентов w и t: w - от 0,19 до 0,30; t - от 0,19 до 0,27. Таким образом, при движении носом вперед величина коэффициента влияния корпуса ηк составляет от 1,00 до 1,04 (формула 3).Transport vessels of inland and mixed river-sea navigation are characterized by a coefficient of overall completeness δ from 0.7 to 0.9. Introducing the values of the coefficient δ into formula (4), we obtain the values of the coefficients w and t: w - from 0.19 to 0.30; t is from 0.19 to 0.27. Thus, when moving the nose forward, the value of the coefficient of influence of the body η k is from 1.00 to 1.04 (formula 3).
При движении известного судна кормой вперед движители расположены по потоку выше корпуса. Поэтому через его гидравлическое сечение протекает поток, скорость которого примерно равна скорости движения судна, т.е. попутный поток практически отсутствует.When the known vessel moves stern forward, the propulsors are located upstream of the hull. Therefore, a stream flows through its hydraulic section, the speed of which is approximately equal to the speed of the vessel, i.e. associated flow is practically absent.
Однако движители отбрасывают струи непосредственно на корпус, и коэффициент засасывания t достигает очень больших значений, в среднем на 25% больше, чем при движении носом вперед (Басин A.M., Анфимов В.Н. Гидродинамика судна. - Л.: Речной транспорт, 1961. - с.385).However, the propulsors throw jets directly onto the hull, and the suction coefficient t reaches very large values, on average 25% more than when moving nose forward (Basin AM, Anfimov V.N. Hydrodynamics of a ship. - L .: River transport, 1961. - p. 385).
Таким образом, коэффициент влияния корпуса при движении кормой вперед известного судна достигает весьма низких величин 0,66-0,76, главным образом за счет увеличения коэффициента засасывания. Именно этим обусловлена низкая эффективность движения известных судов кормой вперед по сравнению с движением носом вперед. Можно уточнить причину низкой эффективности движения кормой вперед, разделив силу засасывания на ее составляющие давления и трения.Thus, the coefficient of influence of the hull when moving aft of a known vessel reaches very low values of 0.66-0.76, mainly due to an increase in the suction coefficient. This is the reason for the low efficiency of the movement of known vessels stern forward compared to the forward bow movement. You can clarify the reason for the low efficiency of the feed forward movement, dividing the suction force into its components of pressure and friction.
Из-за отклонения струи поверхностью корпуса от первоначального направления формируется составляющая давления. Из-за трения ускоренного движителем потока о поверхность корпуса возникает составляющая трения.Due to the deviation of the jet by the surface of the housing from the original direction, a pressure component is formed. Due to friction accelerated by the propulsion of the flow on the surface of the body, a friction component occurs.
Можно допустить, что величины составляющей давления при движении кормой вперед и носом вперед примерно одинаковы (они одного порядка). При движении носом вперед составляющая трения отсутствует или пренебрежимо мала. Но при движении кормой вперед составляющая трения преобладает, так как струи от работающих движителей взаимодействуют с корпусом по всей его длине.It can be assumed that the magnitude of the pressure component when moving stern forward and bow forward is approximately the same (they are of the same order). When moving forward with the nose, the friction component is absent or negligible. But when moving stern forward, the friction component prevails, since the jets from the working propulsors interact with the body along its entire length.
Таким образом, основной причиной низкой эффективности движения кормой вперед известного транспортного судна является увеличение силы засасывания, обусловленной трением ускоренного движителем потока о поверхность корпуса, т.е. низкое значение пропульсивного коэффициента.Thus, the main reason for the low efficiency of the stern forward movement of a known transport vessel is the increase in the suction force due to the friction of the accelerated flow stream against the hull surface, i.e. low propulsive ratio.
Известно транспортное судно с более эффективным движением кормой вперед (патент на изобретение "Транспортное ледокольное судно", RU 2217348 С1, 12.09.2002). Как судно ледового класса, известное транспортное судно имеет дополнительное назначение по отношению к заявляемому изобретению, однако из-за наиболее близкой к заявляемому решению совокупности признаков оно принято за прототип.A transport vessel with a more efficient stern forward movement is known (patent for the invention "Transport icebreaking vessel", RU 2217348 C1, 09/12/2002). As an ice class vessel, the known transport vessel has an additional purpose with respect to the claimed invention, however, due to the combination of features closest to the claimed solution, it is taken as a prototype.
В известном транспортном судне достигнут результат: снижение сопротивления движению судна носом вперед на чистой воде и повышение пропульсивного коэффициента судна при движении его носом вперед на чистой воде и кормой вперед в ледовых условиях.The result was achieved in a well-known transport vessel: reducing the resistance of the vessel to bow forward in clean water and increasing the propulsive coefficient of the vessel when moving its bow forward in clean water and stern forward in ice conditions.
Известное транспортное судно содержит корпус с носовой и кормовой оконечностями. В кормовой оконечности установлен движительный узел, имеющий обтекаемую державку и прикрепленную к ней под прямым углом обтекаемую гондолу с гребным винтом, причем движительный узел выполнен поворотным вокруг оси державки, а ось гребного винта совпадает с осью гондолы. Движительный узел прикреплен к площадке, образованной в кормовой оконечности, а именно к площадке на заостренной наделке, предназначенной для подрезания льда при движении судна кормой вперед. Для этого плоскость площадки наклонена в вертикальной плоскости, проходящей через оси поворота державки и гребного винта, по направлению вниз со стороны носовой оконечности, и образует с горизонтальной плоскостью угол, равный углу отклонения в эту же сторону оси державки движительного узла. Перед движительным узлом в направлении носовой оконечности на корпусе судна расположен скег, нижняя поверхность которого не выступает за основную плоскость судна. Движительный узел установлен с наклоном в сторону носовой оконечности, при этом угол отклонения оси державки составляет по меньшей мере три градуса.Known transport vessel contains a hull with bow and stern ends. A propulsion unit is installed in the aft end, having a streamlined holder and a streamlined gondola with a propeller attached to it at right angles, the propulsion unit being made rotatable around the axis of the holder, and the axis of the propeller coincides with the axis of the nacelle. The propulsion unit is attached to the platform formed in the aft end, namely to the site on a pointed fit, designed to cut ice when the vessel moves stern forward. For this, the plane of the platform is inclined in a vertical plane passing through the axis of rotation of the holder and the propeller, in a downward direction from the side of the nasal tip, and forms an angle with the horizontal plane equal to the angle of deviation in the same direction of the holder axis of the propulsion unit. In front of the propulsion unit in the direction of the bow tip, a skeg is located on the hull of the vessel, the lower surface of which does not protrude beyond the main plane of the vessel. The propulsion unit is installed with an inclination towards the nasal tip, while the angle of deviation of the axis of the holder is at least three degrees.
С заявляемым изобретением совпадают следующие признаки известного транспортного судна: корпус с носовой оконечностью и кормовой оконечностью; скег, нижняя поверхность которого лежит в основной плоскости судна; движительный узел, имеющий обтекаемую державку и прикрепленную к ней под прямым углом обтекаемую гондолу с гребным винтом, причем движительный узел выполнен поворотным вокруг оси державки. Также совпадают признаки: борта и кормовой свес, на котором образована первая площадка (патент на изобретение RU 2217348, фиг.1, шпангоуты Шп. 19,5-21,5); главный двигатель, размещенный в кормовом свесе и соединенный с первым движительным узлом.The following features of a known transport vessel coincide with the claimed invention: a hull with a bow and aft tip; a skeg, the lower surface of which lies in the main plane of the vessel; a moving unit having a streamlined holder and a streamlined nacelle with a propeller attached to it at a right angle, the moving unit being made rotatable around the axis of the holder. The signs also coincide: the side and the overhang, on which the first platform is formed (patent for invention RU 2217348, figure 1, frames Shp. 19.5-21.5); the main engine, located in the aft overhang and connected to the first propulsion unit.
При движении известного транспортного судна кормой вперед движительный узел разворачивают вокруг оси обтекаемой державки на 180 градусов. Гребной винт при этом работает в тянущем режиме. Ахтерштевень и заостренная часть наделки ломают лед. Струя от тянущего гребного винта направляется по касательной к днищу судна и отбрасывает часть льда от поверхности корпуса, что снижает сопротивление судна в ледовых условиях.When the known transport vessel moves stern forward, the propulsion unit is rotated around the axis of the streamlined holder 180 degrees. In this case, the propeller operates in the pulling mode. The Achterstein and the pointed part of the cutting break the ice. The jet from the pulling propeller is directed tangentially to the bottom of the vessel and discards part of the ice from the hull surface, which reduces the resistance of the vessel in ice conditions.
Пропульсивный коэффициент при движении известного транспортного судна кормой вперед повышается, в основном, за счет снижения силы засасывания, точнее, ее составляющей давления, поскольку струя гребного винта направляется по касательной к днищу. Однако при этом поток, направленный по касательной к днищу, соприкасается с днищем по всей длине, что увеличивает составляющую трения. Поскольку поток ускорен струей гребного винта, составляющая трения значительно увеличивает силу засасывания.The propulsive coefficient increases when the known transport vessel moves stern forward, mainly due to a decrease in the suction force, more precisely, its pressure component, since the propeller jet is directed tangentially to the bottom. However, at the same time, the flow directed tangentially to the bottom is in contact with the bottom along the entire length, which increases the friction component. Since the flow is accelerated by the propeller jet, the friction component significantly increases the suction force.
В результате известное транспортное судно обеспечивает ходовые качества, достаточные для кратковременных режимов хода кормой вперед при преодолении ледовых полей, но не имеет близких значений эффективности движений носом и кормой вперед, так как пропульсивный коэффициент при движении кормой вперед значительно ниже, чем при движении носом вперед. Поэтому режим движения кормой вперед известного транспортного судна не эффективен для грузоперевозок в условиях чистой воды.As a result, the known transport vessel provides navigational characteristics sufficient for short-term stern forward modes when overcoming ice fields, but does not have close bow and stern forward efficiency, since the propulsive coefficient when stern is moving forward is much lower than when moving forward. Therefore, the stern forward mode of the known transport vessel is not effective for transportation in clean water.
Заявляемое изобретение решает техническую задачу создания транспортного судна, у которого режимы движения носом вперед и кормой вперед близки по эффективности.The claimed invention solves the technical problem of creating a transport vessel, whose modes of forward bow and stern forward are close in efficiency.
Это дает возможность заявляемому транспортному судну осуществлять основное движение с палубным грузом кормой вперед. При этом сохраняются преимущества кормового расположения рубки и ходового мостика: лучшая утилизация водоизмещения судна по дедвейту и расширение объема предназначенных для груза помещений. В то же время при движении кормой вперед обзор с ходового мостика в направлении движения не ограничивается палубным грузом. Это позволяет использовать режим движения кормой вперед как постоянный режим движения речных судов на внутренних водных путях, а для судов смешанного река-море плавания - при перевозке палубного груза. Таким образом, при использовании изобретения удовлетворяется общественная потребность: повышение эффективности грузоперевозок и удобства эксплуатации, маневренности и ходкости транспортного судна, предназначенного для внутреннего и смешанного река-море плавания.This enables the claimed transport vessel to carry out the main movement with deck cargo aft. At the same time, the advantages of the aft arrangement of the cabin and the navigation bridge are retained: the best deadweight utilization of the ship's displacement and the expansion of the volume of the premises intended for the cargo. At the same time, when moving stern forward, the view from the navigation bridge in the direction of movement is not limited to deck cargo. This allows using the stern forward mode of movement as a constant mode of movement of river vessels on inland waterways, and for vessels of a mixed river-sea navigation, when transporting deck cargo. Thus, when using the invention, a public need is satisfied: improving the efficiency of cargo transportation and ease of operation, maneuverability and speed of a transport vessel intended for internal and mixed river-sea navigation.
Заявляемое изобретение обеспечивает получение нового технического результата - повышение пропульсивного коэффициента и снижение сопротивления корпуса при движении судна кормой вперед до значений, близких значениям при движении судна носом вперед.The claimed invention provides a new technical result - an increase in the propulsive coefficient and a decrease in the hull resistance when the vessel moves stern forward to values close to the values when the vessel moves nose forward.
Этот технический результат достигается тем, что в транспортное судно, содержащее корпус с носовой оконечностью и кормовой оконечностью с бортами, скегом, нижняя поверхность которого лежит в основной плоскости, и кормовым свесом, в котором размещен главный двигатель, соединенный с первым движительным узлом, имеющим обтекаемую державку и прикрепленную к ней под прямым углом обтекаемую гондолу с гребным винтом, причем движительный узел выполнен поворотным вокруг оси державки, на которой он закреплен на первой площадке, образованной на кормовом свесе, введен второй движительный узел, соединенный с главным двигателем и закрепленный на второй образованной на кормовом свесе площадке, движительные узлы размещены у бортов симметрично относительно диаметральной плоскости судна на расстоянии, не превышающем полтора диаметра гребного винта, у бортов кормовой оконечности выполнены два открытых полутуннеля, расположенных под острым углом к диаметральной плоскости судна и симметрично относительно нее, при этом между открытыми полутуннелями расположен скег, а каждый открытый полутуннель образован соединенными между собой верхним участком, присоединенным к площадке и продолжающим до борта нижнюю поверхность кормовой оконечности, и боковым участком, продолжающим боковую поверхность скега и соединенным с днищем, борта кормового свеса выполнены с двумя симметричными выступами для защиты движительных узлов, при этом бортовая поверхность каждого выступа соединена с соответствующей площадкой, между ахтерштевнем и площадками выполнены два симметричных относительно диаметральной плоскости судна преимущественно вогнутых участка, сужающихся к площадкам, с которыми они соединены, между собой соединенных на ахтерштевне заостренно выпуклым участком, а с бортовой поверхностью образующих аркообразный слом, концы которого соединены с соответствующими выступами для защиты движительных узлов.This technical result is achieved by the fact that in a transport vessel containing a hull with a bow and aft end with sides, a skeg, the lower surface of which lies in the main plane, and a stern overhang, which houses the main engine connected to the first propulsion unit having a streamlined a holder and a streamlined nacelle with a propeller attached to it at right angles, the propulsion unit being made rotatable around the axis of the holder on which it is mounted on the first platform formed on the core overhang, introduced a second propulsion unit connected to the main engine and fixed on the second platform formed on the aft overhang, propulsion units are located at the sides symmetrically with respect to the ship’s diametrical plane at a distance not exceeding one and a half diameter of the propeller, two open half tunnels are made at the sides of the aft end located at an acute angle to the diametrical plane of the vessel and symmetrically relative to it, while between the open half tunnels there is a skeg, and each open floor the tunnel is formed by a connected upper section connected to the platform and continuing to the side of the lower surface of the aft end, and a lateral section extending the side surface of the skeg and connected to the bottom, the sides of the aft overhang are made with two symmetrical protrusions to protect the moving parts, while the side surface each protrusion is connected to the corresponding platform, between the stern and the platforms, two symmetrical with respect to the ship’s diametrical plane are made predominantly ognutyh portion tapering to the sites with which they are connected, are connected to each other sternpost pointy convex portion and with side surface forming arcuate scrap, the ends of which are connected with the respective protrusions for protecting propulsion units.
При этом главный двигатель выполнен с двумя валами отбора мощности, оси которых перпендикулярны диаметральной плоскости судна, и установлен между движительными узлами.In this case, the main engine is made with two power take-off shafts, the axes of which are perpendicular to the ship’s diametrical plane, and installed between the propulsion units.
В заявляемом изобретении повышение пропульсивного коэффициента и снижение сопротивления при движении судна кормой вперед до значений, близких к значениям при движении судна носом вперед, обеспечивается улучшением взаимодействия движителей и корпуса судна.In the claimed invention, an increase in the propulsive coefficient and a decrease in resistance when the vessel moves stern forward to values close to those when the vessel is bowed forward, is improved by the interaction of the propulsors and the hull of the vessel.
Выполнение движительного узла имеющим обтекаемую державку, к которой под прямым углом прикреплена обтекаемая гондола с гребным винтом, и поворотным вокруг оси державки, на которой он закреплен, обеспечивает высокую эффективность работы гребного винта при создании силы тяги в любом направлении, т.е. при любом угле разворота движительного узла вокруг оси державки и без изменения направления вращения гребного винта.The implementation of the propulsion unit having a streamlined holder, to which a streamlined nacelle with a propeller is attached at a right angle, and rotatable around the axis of the holder on which it is attached, provides high efficiency of the propeller when creating traction in any direction, i.e. at any angle of rotation of the propulsion unit around the axis of the holder and without changing the direction of rotation of the propeller.
Введение второго движительного узла, соединенного с главным двигателем, тем способствует достижению нового технического результата, что два движительных узла размещены вблизи бортов судна, которое при этом условии удовлетворяет всем необходимым требованиям к ходкости и маневренности судна при движении носом или кормой вперед.The introduction of a second propulsion unit connected to the main engine, thereby contributes to the achievement of a new technical result, that the two propulsion units are located near the sides of the vessel, which under this condition meets all the necessary requirements for propulsion and maneuverability of the vessel when moving forward or aft.
Размещение каждого из движительных узлов на площадке, образованной на нижней поверхности кормового свеса, обеспечивает удобство монтажа, эксплуатации и ремонта движительного узла.The placement of each of the propulsion units on the site formed on the lower surface of the aft overhang provides ease of installation, operation and repair of the propulsion unit.
Размещение движительных узлов у бортов, симметричное относительно диаметральной плоскости судна, при движении кормой вперед обеспечивает отвод отбрасываемых гребными винтами струй за борта, т.е. за пределы горизонтальной проекции корпуса, в которой возможно интенсивное взаимодействие струй с поверхностью корпуса с образованием силы засасывания. Благодаря такому размещению струи направляются по бортам при небольшом угле разворота от 3 до 15 градусов к диаметральной плоскости движительных узлов вокруг осей державок (при большом угле разворота кпд движителей снижается), что снижает силу засасывания, приводит к увеличению коэффициента влияния корпуса (формула 3) и пропульсивного коэффициента (формула 2).The placement of the propulsion units at the sides, symmetrical with respect to the ship’s diametrical plane, when moving stern forward, allows the jets thrown by the propellers to be pulled off the sides, i.e. beyond the horizontal projection of the housing, in which intensive interaction of the jets with the surface of the housing is possible with the formation of a suction force. Due to this arrangement, the jets are directed along the sides with a small turning angle of 3 to 15 degrees to the diametrical plane of the moving parts around the axis of the holders (with a large turning angle, the efficiency of the propulsors is reduced), which reduces the suction force, leads to an increase in the impact coefficient of the body (formula 3) and propulsive coefficient (formula 2).
Расстояние, не превышающее полтора диаметра гребного винта, на котором движительные узлы размещены у бортов, является условием их достаточной близости к бортам для обеспечения отвода струй гребных винтов при движении кормой вперед, т.е. также обеспечивает повышение пропульсивного коэффициента.A distance not exceeding one and a half diameters of the propeller at which the propulsion units are located at the sides is a condition of their sufficient proximity to the sides to ensure the removal of the propeller jets when moving stern forward, i.e. also provides increased propulsive coefficient.
Выполнение у бортов кормовой оконечности двух открытых полутуннелей, расположенных под острым углом к диаметральной плоскости судна и симметрично относительно нее, обеспечивает не только отвод отбрасываемых гребными винтами струй за пределы горизонтальной проекции корпуса, в которых возможно их интенсивное взаимодействие с поверхностью корпуса, но и отсутствие такого взаимодействия в пределах кормовой оконечности корпуса при движении кормой вперед, т.е. обеспечивает повышение пропульсивного коэффициента.The execution at the sides of the aft end of two open half-tunnels located at an acute angle to the ship’s diametrical plane and symmetrical about it ensures not only the jets thrown by the propellers beyond the horizontal projection of the hull, in which their intensive interaction with the hull surface is possible, but also the absence of such interactions within the aft end of the hull when moving aft forward, i.e. provides increase in propulsive coefficient.
Размещение скега между открытыми полутуннелями снижает сопротивление корпуса при движении кормой вперед, поскольку скег рассекает воду заостренной кормовой кромкой и обеспечивает защиту движительных узлов при посадке судна на мель, а также улучшает устойчивость судна на курсе при движении носом вперед.Placing the skeg between open half-tunnels reduces the hull resistance when moving stern forward, because the skeg cuts through the water with a pointed aft edge and protects the moving units when the ship is stranded, and also improves the stability of the ship on course when moving forward with the bow.
Термин "полутуннель" известен (Вицинский В.В., Страхов А.П. Основы проектирования судов внутреннего плавания. - Л.: Судостроение, 1970. - с.158), однако открытые полутуннели по изобретению имеют новое выполнение и размещение.The term "half-tunnel" is known (Vitsinsky V.V., Strakhov A.P. Basics of designing inland navigation vessels. - L .: Shipbuilding, 1970. - p. 158), however, the open half-tunnels according to the invention have a new design and placement.
Выполнение каждого из открытых полутуннелей в виде соединенных между собой участков: верхнего, присоединенного к площадке и до борта продолжающего нижнюю поверхность кормовой оконечности, и бокового, продолжающего боковую поверхность скега и соединенного с днищем кормовой оконечности, обеспечивает снижение сопротивления корпуса при движении кормой вперед и отвод струй, отбрасываемых гребными винтами, т.е. обеспечивает повышение пропульсивного коэффициента.The implementation of each of the open half-tunnels in the form of interconnected sections: the top, attached to the platform and to the side, continuing the lower surface of the aft end, and the side, continuing the lateral surface of the skeg and connected to the bottom of the aft end, reduces the resistance of the hull when moving aft forward and retraction jets thrown by propellers, i.e. provides increase in propulsive coefficient.
Выполнение бортов кормового свеса с двумя симметричными выступами, бортовая поверхность каждого из которых соединена с соответствующей площадкой, обеспечивает защиту движительных узлов от столкновений с береговыми и плавучими сооружениями, другими судами и плавающими в воде предметами при швартовках и аварийных ситуациях.The implementation of the sides of the aft overhang with two symmetrical protrusions, the flank surface of each of which is connected to the corresponding platform, provides protection of propulsion units against collisions with coastal and floating structures, other vessels and objects floating in the water during mooring and emergency situations.
Выполнение между ахтерштевнем и площадками двух симметричных относительно диаметральной плоскости преимущественно вогнутых участков, сужающихся к площадкам, с которыми они соединены, при этом между собой соединенных на ахтерштевне заостренно выпуклым участком, а с бортовой поверхностью образующих аркообразный слом, обеспечивает снижение сопротивления корпуса при движении кормой вперед. По вогнутым участкам потоки воды наиболее коротким путем направляются к площадкам, откуда они отбрасываются гребными винтами в открытые полутуннели.The implementation between the stern and the sites of two symmetric with respect to the diametrical plane, mainly concave sections, tapering to the sites with which they are connected, while interconnected on the stern with a sharply convex section, and with the side surface forming an arc-shaped scraper, reduces the resistance of the hull when moving stern forward . In concave sections, water flows in the shortest way to the platforms from where they are thrown by propellers into open half tunnels.
Заостренно выпуклая нижняя поверхность кормового свеса у ахтерштевня обеспечивает рассекание им воды при движении судна кормой вперед.The sharply convex lower surface of the stern overhang at the stern provides for dissection of water when the ship moves stern forward.
Кроме того, размещение движительных узлов у бортов транспортного судна освобождает значительное пространство внутри его корпуса. Это позволяет разместить один главный двигатель поперечно по отношению к диаметральной плоскости судна и использовать его для приведения в действие двух движительных узлов (при традиционной схеме каждый движительный узел приводится своим главным двигателем). Уменьшение числа главных двигателей позволяет снизить стоимость постройки судна и его эксплуатации за счет снижения расходов на ремонт и запасные части.In addition, the placement of propulsion units at the sides of the transport vessel frees up a significant amount of space inside its hull. This allows you to place one main engine transverse to the diametrical plane of the vessel and use it to actuate two propulsion units (in the traditional scheme, each propulsion unit is driven by its main engine). Reducing the number of main engines allows you to reduce the cost of building the vessel and its operation by reducing the cost of repairs and spare parts.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 - транспортное судно, общий вид, при этом условной линией "а" показано соединение кормовой оконечности и цилиндрической вставки;figure 1 - transport ship, General view, while the conditional line "a" shows the connection of the aft end and the cylindrical insert;
на фиг.2 - кормовая оконечность, вид сзади;figure 2 - aft end, rear view;
на фиг.3 - кормовая оконечность, вид сбоку и снизу на движительный узел;figure 3 - aft end, side view and bottom view of the propulsion unit;
на фиг.4 - кормовая оконечность, вид снизу, при этом условными линиями показаны:figure 4 - feed end, bottom view, while the conventional lines show:
"в" - соединение участков левого открытого полутуннеля;"c" - connection of sections of the left open half-tunnel;
"с" - то же, правого открытого полутуннеля;"c" - the same, right open half-tunnel;
"d" - соединение с днищем левого открытого полутуннеля;"d" - connection to the bottom of the left open half-tunnel;
"е" - то же, правого открытого полутуннеля;"e" - the same, right open half-tunnel;
на фиг.5 - кормовая оконечность, теоретический чертеж, проекция "полуширота", при этом обозначены: ватерлинии корпуса Вл. 1 - Вл. 4; шпангоуты Шп.-1 - Шп.5 (Шп. 0 - ось державки движительного узла); батоксы Бат.I - Бат.II;figure 5 - feed end, theoretical drawing, the projection of "half latitude", while marked: waterline of the hull Vl. 1 - Vl. four; frames Шп-1 - Шп.5 (Шп. 0 - axis of the holder of the propulsion unit); buttocks Bat.I - Bat.II;
на фиг.6 - кормовая оконечность, теоретический чертеж, проекция " корпус" (движительный узел не показан);Fig.6 - aft end, theoretical drawing, projection "body" (propulsion unit not shown);
на фиг.7 - кормовая оконечность, теоретический чертеж, проекция "бок" (движительный узел показан пунктирной линией);Fig.7 - aft end, theoretical drawing, projection "side" (the propulsion unit is shown by a dashed line);
на фиг.8 - фрагмент плана машинного отделения транспортного судна, схема силовой установки;on Fig is a fragment of the plan of the engine room of a transport vessel, a diagram of the power plant;
на фиг.9 - визуализация струй от работающих гребных винтов с помощью изолиний модуля V/VS (где V - скорость жидкости, VS - скорость движения судна), построенных в горизонтальной плоскости, проходящей через оси гребных винтов (движение кормой вперед), компьютерное моделирование, кормовая оконечность;figure 9 - visualization of the jets from the working propellers using the isolines of the module V / V S (where V is the speed of the liquid, V S is the speed of the vessel), built in the horizontal plane passing through the axis of the propellers (moving stern forward), computer modeling, feed end;
на фиг, 10 - то же, носовая оконечность (продолжение фиг.9);in Fig.10 - the same nasal extremity (continuation of Fig.9);
на фиг.11 - шкала значений модуля V/VS в соответствии с цветом изолиний;11 is a scale of values of the module V / V S in accordance with the color of the isolines;
на фиг.12 - транспортное судно с полной загрузкой палубным грузом, движение кормой вперед.on Fig - transport vessel with a full load of deck cargo, the movement of the stern forward.
Корпус 1 транспортного судна содержит носовую 2 и кормовую 3 оконечности, соединенные цилиндрической вставкой 4. Кормовая оконечность 3 имеет кормовой свес 5, ахтерштевень 6 и скег 7, соединенные с образованием единой поверхности. Скег 7 соединен с кормовым свесом 5 с линией слома 8, при этом его нижняя поверхность лежит в основной плоскости судна ОП. Кормовой свес 5 имеет бортовую 9 и нижнюю поверхности, соединенные между собой аркообразным сломом 10, симметричным относительно диаметральной плоскости судна ДП (фиг.1).The
В кормовой оконечности 3 расположено машинное отделение транспортного судна. Оно включает по меньшей мере один главный двигатель 11, кинематическими связями соединенный с двумя движительными узлами 12, 13, которые установлены на нижней поверхности кормового свеса 5 ниже грузовой ватерлинии ГВЛ и симметрично по отношению к диаметральной плоскости ДП судна.In the
Бортовая поверхность кормового свеса 5 над движительными узлами 12, 13 выполнена с двумя выступами 14, 15, симметричными относительно диаметральной плоскости судна ДП (фиг.2). Выступы 14, 15 соединены со сломами 16, 17 с площадками 18, 19 для размещения движительных узлов 12, 13 соответственно. Преимущественно плоские площадки 18, 19 образованы на нижней поверхности кормового свеса 5 (на фиг.2 площадки 18, 19 видны как очерковые линии). Сломы 16, 17 выступов 14, 15 соединены с противолежащими концами аркообразного слома 10 с образованием единой поверхности (фиг.2).The side surface of the
Движительный узел 12 закреплен на площадке 18 с помощью обтекаемой державки 20 с возможностью поворота вокруг ее оси. На обтекаемой державке 20 под прямым углом установлена обтекаемая гондола 21 с гребным винтом 22, при этом ось гребного винта 22 совпадает с осью обтекаемой гондолы 21 (фиг.3).The
Движительный узел 13 размещен на выполненной на нижней поверхности кормового свеса 5 площадке 19 (фиг.4). Аналогично движительному узлу 12, он имеет обтекаемую державку, к которой под прямым углом прикреплена обтекаемая гондола с гребным винтом (не обозначено позициями на фиг.4).The
Движительные узлы 12, 13 расположены у бортов кормового свеса 5 симметрично по отношению к диаметральной плоскости судна ДП, при этом расстояние до борта не превышает полтора диаметра гребного винта.The
Скег 7 соединен с днищем 23 со сломом 24, симметричным относительно диаметральной плоскости ДП (фиг.4).
Площадки 18, 19 для размещения движительных узлов 12, 13 могут быть выполнены на нижней поверхности кормового свеса 5 под углом от нуля до 10 градусов с основной плоскостью судна ОП (на прилагаемых чертежах представлен вариант реализации изобретения без наклона площадки).
Для направления струй от работающих гребных винтов в кормовой оконечности 3 выполнены два открытых полутуннеля, расположенных под острым углом к диаметральной плоскости ДП и симметрично относительно ее (фиг.4). Каждый из открытых полутуннелей имеет верхний и боковой участки, между собой соединенные со сломом или вогнутой поверхностью (на фиг.4 линиями "b" и "с" показано соединение со сломом).To direct the jets from the working propellers in the
Верхний участок каждого открытого полутуннеля представляет собой вогнутую криволинейную поверхность, которая соединена с площадкой и сужается к борту в направлении носовой оконечности (фиг.4-5, шпангоуты Шп.1, Шп.2, Шп.3). Верхний участок 25 левого открытого полутуннеля ограничивает его сверху, со сломом примыкает к борту и со сломом 26 - к площадке 18. Аналогично, верхний участок 27 правого открытого полутуннеля ограничивает его сверху, со сломом примыкает к борту и со сломом 28 - к площадке 19.The upper section of each open half-tunnel is a concave curved surface that is connected to the platform and tapers towards the side in the direction of the nasal tip (Figs. 4-5, frames Shp. 1, Shp. 2, Shp. 3). The
Боковой участок каждого открытого полутуннеля представляет собой вогнутую криволинейную поверхность, которая расширяется от места соединения со скегом 7 в направлении к цилиндрической вставке 4. Боковой участок 29 левого открытого полутуннеля соединен с днищем 23 и составляет с боковой поверхностью скега 7 единую поверхность (фиг.4). Аналогично, боковой участок 30 правого открытого полутуннеля соединен с днищем 23 и составляет с боковой поверхностью скега 7 единую поверхность (фиг.4).The lateral section of each open half-tunnel is a concave curved surface that expands from the junction with the
Нижняя поверхность кормового свеса 5 образована участками различной формы.The lower surface of the
У ахтерштевня 6 нижняя поверхность кормового свеса 5 имеет заостренно-выпуклую форму (фиг.5, ватерлинии Вл. 3, Вл. 4, ГВЛ).In the stern 6, the lower surface of the
Между ахтерштевнем 6 и каждым из бортов судна образованы два преимущественно вогнутых участка, имеющих сужение к площадкам, с которыми они соединены (на фиг.5 ватерлинии Вл. 4 и ГВЛ у батокса Бат.I; на фиг.6 шпангоуты Шп.-1 и Шп.-1/2 у батокса Бат.I).Between the stern 6 and each of the sides of the ship two predominantly concave sections are formed, having a narrowing to the sites with which they are connected (in Fig. 5 the water lines of Vl. 4 and GVL at the buttock Bat.I; in Fig. 6 frames Sh.-1 and Shp-1/2 at Batoksa Bat. I).
Пример реализации изобретения с соединением криволинейной поверхностью верхних участков 25, 27 и боковых участков 29, 30 открытых полутуннелей представлен на фиг.6-7, где верхние границы криволинейных поверхностей показаны условными линиями "b" и "с" соответственно. Форму криволинейной поверхности показывают изгибы шпангоутов Шп.1 - Шп.5 ниже линии "с" (фиг.6) и батоксов Бат.I - Бат.II ниже линии "b" (фиг.7).An example implementation of the invention with the connection of the curved surface of the
Между открытыми полутуннелями в диаметральной плоскости судна расположен скег 7, при этом нижняя поверхность скега 7 и днище 23 лежат в основной плоскости судна ОП и образуют единую поверхность (фиг.4-7).Between the open half-tunnels in the diametrical plane of the vessel there is a
Главный двигатель 11 размещен поперечно по отношению к диаметральной плоскости ДП и снабжен двумя валами отбора мощности 31, 32, соединенными кинематическими связями с движительными узлами 12, 13 (фиг.8).The
Заявляемое транспортное судно работает следующим образом.The inventive transport vessel operates as follows.
При движении судна носом вперед движительные узлы 12, 13 устанавливают так, что оси гребных винтов параллельны диаметральной плоскости ДП, а их тяга направлена из кормы в нос. Обводы кормовой оконечности полностью обеспечивают необходимые ходовые и маневренные качества судна.When the vessel moves forward with the bow, the
При движении судна кормой вперед движительные узлы 12, 13 разворачивают так, что оси гребных винтов образуют угол от 3 до 15 градусов с диаметральной плоскостью судна (угол определяется условиями конкретного судна), а тяга направлена из носа в корму.When the vessel moves forward, the
В этом случае струи от работающих гребных винтов направляются в открытые полутуннели, которые обеспечивают отвод струй от поверхности корпуса по бортам судна за пределы горизонтальной проекции корпуса (фиг.9-10). Струи от работающих гребных винтов показаны на фиг.9-10 с помощью изолиний модуля V/VS, где V - скорость жидкости; VS - скорость движения судна. Поскольку все изолинии даны для значений модуля V/VS больше единицы (шкала на фиг.11), то изолинии относятся только к ускоренному работающими винтами потоку. Фиг.9-10 показывают, что струи от работающих винтов практически не соприкасаются с поверхностью корпуса судна.In this case, the jet from the working propellers are sent to the open half tunnels, which provide the removal of the jets from the hull surface on the sides of the vessel beyond the horizontal projection of the hull (Fig.9-10). The jets from the working propellers are shown in FIGS. 9-10 using isolines of the V / V S module, where V is the fluid velocity; V S - ship speed. Since all isolines are given for values of the V / V S module greater than unity (the scale in Fig. 11), the isolines refer only to the flow accelerated by the screws. Figures 9-10 show that the jets from working propellers practically do not touch the surface of the ship's hull.
Благодаря расположению открытых полутуннелей под острым углом к диаметральной плоскости судна и выполнению их такими, что путь для отбрасываемых гребными винтами струй не преграждается нигде, струи беспрепятственно выходят за пределы горизонтальной проекции корпуса и движутся далее вдоль бортов в направлении носовой оконечности, увлекаемые внешним потоком, обтекающим корпус (фиг.9). Поэтому струи от гребных винтов на пути вдоль корпуса слабо взаимодействуют с его поверхностью, за исключением небольших участков открытых полутуннелей, направляющих струи.Due to the location of open half-tunnels at an acute angle to the ship’s diametrical plane and such that the path for jets thrown by propellers is not blocked anywhere, the jets freely extend beyond the horizontal projection of the hull and move further along the sides in the direction of the bow, carried away by an external stream flowing around case (Fig.9). Therefore, jets from propellers on the path along the hull weakly interact with its surface, with the exception of small sections of open half-tunnels guiding the jets.
Работающие гребные винты создают перед собой разрежение, которое при движении носом вперед является основной причиной появления силы засасывания. Но при движении заявляемого судна кормой вперед разрежение, создаваемое гребными винтами, частично оказывается в зоне повышенного давления, образующегося перед кормовой оконечностью. Происходит частичная компенсация повышения давления перед кормовой оконечностью при движении судна кормой вперед, что проявляется в снижении силы засасывания. Это приводит к улучшению обтекания корпуса и повышению эффективности движения.Working propellers create a vacuum in front of you, which when moving forward with the nose is the main cause of the appearance of suction force. But when the inventive vessel moves stern forward, the rarefaction created by the propellers is partially in the high pressure zone formed in front of the stern end. Partial compensation of the increase in pressure in front of the aft end occurs when the vessel moves stern forward, which manifests itself in a decrease in suction force. This leads to an improvement in the flow around the body and an increase in driving efficiency.
Известно, что сила засасывания представляет собой разность между сопротивлением судна, движущегося с помощью гребных винтов, и его буксировочным сопротивлением (Басин A.M., Анфимов В.Н. Гидродинамика судна. - Л.: Речной транспорт, 1961. - с.195). Использование благоприятного взаимодействия гребных винтов и корпуса при движении заявляемого судна кормой вперед позволяет добиться очень низких положительных или даже отрицательных значений силы засасывания. Последнее явление возникает в случае, когда снижение давления, вызываемое работающими гребными винтами перед движущимся судном, превышает эффект от взаимодействия с поверхностью корпуса струй, отбрасываемых гребными винтами.It is known that the suction force is the difference between the resistance of a ship moving with propellers and its towing resistance (Basin A.M., Anfimov VN Hydrodynamics of a ship. - L .: River transport, 1961. - p. 195). The use of favorable interaction between the propellers and the hull when the inventive vessel moves stern forward allows achieving very low positive or even negative values of suction force. The latter phenomenon occurs when the pressure drop caused by the working propellers in front of a moving vessel exceeds the effect of interaction with the surface of the hull of the jets discarded by the propellers.
Суда внутреннего и смешанного река-море плавания характеризуются полными обводами корпуса, из-за чего значительная часть сопротивления корпуса обусловлена повышением давления и образованием подпорной волны перед оконечностью, в сторону которой осуществляется движение. Заявляемому транспортному судну свойственны благоприятные условия для получения таких параметров взаимодействия, в том числе отрицательных величин силы засасывания.Vessels of inland and mixed river-sea voyages are characterized by full contours of the hull, due to which a significant part of the hull resistance is caused by an increase in pressure and the formation of a retaining wave in front of the tip towards which the movement is carried. The inventive transport vessel is characterized by favorable conditions for obtaining such interaction parameters, including negative values of suction force.
Обводы кормовой оконечности заявляемого транспортного судна при движении кормой вперед обеспечивают снижение сопротивления судна, в частности заостренно-выпуклая форма нижней поверхности кормового свеса у ахтерштевня и заостренная кормовая кромка скега способствуют рассеканию потока.The contours of the aft end of the inventive transport vessel when moving stern forward provide a decrease in the resistance of the vessel, in particular the pointed-convex shape of the lower surface of the stern overhang at the stern shaft and the pointed stern edge of the skeg contribute to the dissection of the flow.
Выступы 14, 15 бортовой поверхности кормового свеса 5 обеспечивает защиту движительных узлов 12, 13 при движении судна как носом вперед, так и кормой вперед, от столкновений с береговыми и плавучими сооружениями, другими судами и плавающими в воде предметами при швартовках и в аварийных ситуациях.The
Оценить эффективность движения кормой вперед заявляемого транспортного судна в соответствии с формулами (2, 3) можно следующим образом. Как сказано выше, при движении кормой вперед коэффициент попутного потока w приблизительно равен нулю, так как на гребные винты набегает слабо возмущенный поток. Коэффициент засасывания t достигает небольших положительных или даже отрицательных значений из-за слабого взаимодействия гребных винтов с корпусом, диапазон изменений коэффициента t для разных вариантов реализации заявляемого судна можно оценить от 0,05 до -0,05. Таким образом, коэффициент влияния корпуса по формуле (3) составит от 0,95 до 1,05, что характерно в настоящее время для движения известных судов носом вперед.Evaluate the effectiveness of the stern forward movement of the proposed transport vessel in accordance with formulas (2, 3) as follows. As mentioned above, when moving stern forward, the coefficient of the associated flow w is approximately equal to zero, since a weakly perturbed flow rushes onto the propellers. The suction coefficient t reaches small positive or even negative values due to the weak interaction of the propellers with the hull, the range of changes in the coefficient t for different options for the implementation of the proposed vessel can be estimated from 0.05 to -0.05. Thus, the hull influence coefficient according to formula (3) will be from 0.95 to 1.05, which is typical for the movement of known vessels forward.
Заявляемое транспортное судно может использовать режим движения кормой вперед для экономически эффективных грузоперевозок, при этом высокий штабель палубного груза не препятствует обзору с ходового мостика в направлении движения судна (фиг.12). Как следствие, ходовой мостик может быть постоянно расположен в пределах высоты, ограниченной путевыми условиями на внутренних водных путях, в кормовой оконечности в верхнем ярусе жилой рубки, расположенной над машинным отделением. Это позволяет повысить объем перевозок палубных грузов на судах внутреннего и смешанного река-море плавания при сохранении высокого коэффициента утилизации водоизмещения судна по дедвейту и рационального расположения помещений, предназначенных для груза.The inventive transport vessel can use the stern forward mode for cost-effective cargo transportation, while a high stack of deck cargo does not impede the view from the navigation bridge in the direction of movement of the vessel (Fig. 12). As a result, the navigation bridge can be permanently located within the height limited by the travel conditions on the inland waterways, in the aft end in the upper tier of the logging located above the engine room. This makes it possible to increase the volume of deck cargo transportation on vessels of inland and mixed river-sea vessels while maintaining a high deadweight utilization ratio of the vessel’s displacement and the rational arrangement of the premises intended for cargo.
Другим преимуществом заявляемого транспортного судна является возможность выполнения его с одним главным двигателем, приводящим в действие оба движительных узла. Это позволяет снизить стоимость постройки и эксплуатации судна благодаря снижению расходов на ремонт и запасные части.Another advantage of the inventive transport vessel is the ability to perform it with one main engine that drives both propulsion units. This allows you to reduce the cost of construction and operation of the vessel due to lower costs for repairs and spare parts.
Заявляемое транспортное судно также обладает значительными и очевидными преимуществами управляемости при движении как носом, так и кормой вперед. Размещение движительных узлов у бортов приводит к созданию большого плеча силы, разворачивающей судно, когда судоводитель изменяет направление или величину тяги гребного винта одного из движительных узлов относительно другого. Взаимное расположение движительных узлов и скега позволяет направить суммарную тягу обоих движительных узлов перпендикулярно диаметральной плоскости, что приводит к поперечному движению судна (движению лагом).The inventive transport vessel also has significant and obvious advantages of controllability when moving both bow and stern forward. Placing the propulsion units at the sides leads to the creation of a large shoulder of the force deploying the vessel when the skipper changes the direction or magnitude of the propeller thrust of one of the propulsion units relative to the other. The relative position of the moving knots and the skeg allows you to direct the total thrust of both moving knots perpendicular to the diametrical plane, which leads to the transverse movement of the vessel (lag movement).
При движении кормой вперед заявляемое транспортное судно является статически устойчивым на курсе, так как точка приложения сил тяги гребных винтов находится в направлении движения судна от точки приложения силы сопротивления. Это позволяет удерживать судно на прямом курсе без постоянной работы рулевых устройств и облегчает управление судном в эксплуатации.When moving stern forward, the inventive transport vessel is statically stable on course, since the point of application of the propulsion forces of the propellers is in the direction of movement of the vessel from the point of application of the resistance force. This allows you to keep the vessel in a direct course without the constant operation of steering devices and facilitates the management of the vessel in operation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007145347/11A RU2395426C2 (en) | 2007-12-06 | 2007-12-06 | Transport ship |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200706109 | 2007-06-01 | ||
| RU2007145347/11A RU2395426C2 (en) | 2007-12-06 | 2007-12-06 | Transport ship |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007145347A RU2007145347A (en) | 2009-06-20 |
| RU2395426C2 true RU2395426C2 (en) | 2010-07-27 |
Family
ID=41025291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007145347/11A RU2395426C2 (en) | 2007-12-06 | 2007-12-06 | Transport ship |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2395426C2 (en) |
-
2007
- 2007-12-06 RU RU2007145347/11A patent/RU2395426C2/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007145347A (en) | 2009-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100255075B1 (en) | Fast sea lift ship and transforting method | |
| FI94508C (en) | Icebreaking vessels | |
| EP3523194B1 (en) | Tugboat having azimuthal propelling units | |
| CN113291444A (en) | Novel reverse sailing structure device of water sailing body | |
| US6171159B1 (en) | Steering and backing systems for waterjet craft with underwater discharge | |
| US6966271B2 (en) | Waveless hull | |
| Tupper et al. | Basic Ship Theory Volume 2 | |
| Pustoshny et al. | The problem of propeller design for high ice class transportation ships | |
| RU2416543C1 (en) | Method of ship motion and ship moved by proposed method | |
| RU2395426C2 (en) | Transport ship | |
| US9193423B2 (en) | Hull configuration for submarines and vessel of the displacement type with multihull structure | |
| EP2906462B1 (en) | Boat | |
| JP2023067297A (en) | Thrust generation system of sailing body, sailing body, and drag reduction method of sailing body | |
| JP2023067295A (en) | Sailing body and viscous drag reduction method of sailing body | |
| US7144282B1 (en) | Contoured rudder maneuvering of waterjet propelled sea craft | |
| KR20110093576A (en) | Shipping | |
| Curley | The Complete History of Ships and Boats: From Sails and Oars to Nuclear-Powered Vessels | |
| RU165865U1 (en) | TOW-MOTOR BOAT | |
| JPH06503290A (en) | monohull high speed boat | |
| JP6198232B1 (en) | Hull shape and propulsion device | |
| RU2604253C1 (en) | Ice breaker aft | |
| JP7062238B1 (en) | Pusher barge with once-through groove | |
| JP2023067296A (en) | Arrangement system of propulsion equipment for on-water sailing body and maneuvering method of on-water sailing body | |
| RU217176U1 (en) | HULL OF THE SHIP-TUG | |
| US20210316826A1 (en) | Underwater ship attachment used to divert air, bubbles, debris, ice, and pressure fluctuations |