RU2488511C2 - Displacement vessel with air cavities - Google Patents
Displacement vessel with air cavities Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488511C2 RU2488511C2 RU2011141145/11A RU2011141145A RU2488511C2 RU 2488511 C2 RU2488511 C2 RU 2488511C2 RU 2011141145/11 A RU2011141145/11 A RU 2011141145/11A RU 2011141145 A RU2011141145 A RU 2011141145A RU 2488511 C2 RU2488511 C2 RU 2488511C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessel
- keels
- transverse
- air
- longitudinal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к судостроению и касается конструирования водоизмещающего судна с воздушными кавернами на днище, обеспечивающими снижение гидродинамического сопротивления и улучшение эксплуатационных характеристик судна.The invention relates to shipbuilding and for the construction of a displacement vessel with air cavities on the bottom, providing a decrease in hydrodynamic resistance and improving the operational characteristics of the vessel.
Известно устройство для создания на днище судна единой воздушной каверны по патенту СССР №1145587. Основным элементом устройства является днищевая выемка, внутри которой создается единая воздушная каверна с волновым профилем. Выемка ограничена носовым реданом, бортовыми килями и кормовой наклонной плоскостью. Для повышения поперечной остойчивости судна внутри выемки устанавливаются продольные кили, которые делят каверну на секции, а также установлены поперечные насадки, обеспечивающие возможность создания единой каверны при движении судна. Однако наличие выемки в днище приводит к потере внутренних объемов. Вследствие этого возникает необходимость увеличения высоты надводного борта судна или увеличения высоты комингсов грузовых трюмов для сохранения их грузовместимости, что в свою очередь влечет за собой увеличение массы корпуса и снижение грузоподъемности судна. Кроме того, устройство может быть использовано только на судах новой постройки.A device for creating on the bottom of the ship a single air cavity according to the patent of the USSR No. 1145587. The main element of the device is a bottom recess, inside of which a single air cavity with a wave profile is created. The notch is bounded by a bow redan, side keels and aft inclined plane. To increase the transverse stability of the vessel, longitudinal keels are installed inside the recess, which divide the cavity into sections, and transverse nozzles are installed, which make it possible to create a single cavity during the movement of the vessel. However, the presence of a recess in the bottom leads to a loss of internal volumes. As a result, there is a need to increase the height of the freeboard or increase the height of the coamings of cargo holds to maintain their cargo capacity, which in turn entails an increase in the mass of the hull and a decrease in the carrying capacity of the vessel. In addition, the device can only be used on ships of a new construction.
Известно также судно с устройством для формирования на его днище системы следующих друг за другом воздушных каверн и поддержания последних (Авторское свидетельство СССР №288576 от 03.12.1970 по заявке №899822 от 11.05.1964 г.) - прототип. Основными элементами устройства являются поперечные насадки, выполненные в виде наклонных пластин, установленных на плоском участке днища. Расстояние между соседними поперечными насадками принимается равным предельной длине каверны на расчетной скорости хода судна. С боков каверны ограничены побортно установленными на днище продольными ограничительными килями. Высота и длина продольных килей принимается такой, чтобы подаваемый под днище для создания и поддержания каверн воздух не мог стравливаться через них в атмосферу. Воздух от источника воздуха по системе труб подается либо к каждой поперечной насадке, либо только к некоторым из них, но обязательно к первой (носовой) поперечной насадке. Устройство может быть использовано как на вновь строящихся, так и на существующих судах.Also known is a ship with a device for forming on its bottom a system of successive air cavities and maintaining the latter (USSR Author's Certificate No. 288576 of December 3, 1970, in application No. 899822 of May 11, 1964) - a prototype. The main elements of the device are transverse nozzles made in the form of inclined plates mounted on a flat section of the bottom. The distance between adjacent transverse nozzles is taken equal to the maximum length of the cavity at the estimated speed of the vessel. From the sides, the caverns are limited by longitudinally bounding keels installed on the bottom. The height and length of the longitudinal keels is taken so that the air supplied under the bottom to create and maintain caverns cannot be vented through them into the atmosphere. Air from the air source through the pipe system is supplied either to each transverse nozzle, or only to some of them, but always to the first (nasal) transverse nozzle. The device can be used both on newly built and on existing ships.
Основным недостатком известного устройства является то обстоятельство, что ограничительные и промежуточные продольные кили существенно выступают за основную плоскость днища (для речных судов - на 0.3-0.4 м), что в условиях ограниченной глубины фарватера, на мелководье приводит к необходимости снижения расчетной осадки судна и, соответственно, к неизбежной потере его грузоподъемности (на 10-20% в зависимости от расчетной осадки). Кроме того, выступающие за основную плоскость днища элементы устройства могут быль легко повреждены в случае посадки судна на мель, при встрече с подводным препятствием или же при значительном уменьшении глубины фарватера.The main disadvantage of the known device is the fact that the limiting and intermediate longitudinal keels significantly protrude beyond the main plane of the bottom (for river vessels - by 0.3-0.4 m), which in conditions of a limited channel depth in shallow water leads to the need to reduce the estimated draft of the vessel and, accordingly, to the inevitable loss of its carrying capacity (by 10-20%, depending on the estimated draft). In addition, the device elements protruding beyond the main plane of the bottom could be easily damaged if the ship was stranded, when faced with an underwater obstacle, or if the fairway depth was significantly reduced.
Кроме того, для указанных устройств характерно резкое снижение их эффективности при движении в условиях сильного волнения или при движении со значительным начальным дифферентом судна. В этих случаях гидродинамическое сопротивление судна с воздушными кавернами, особенно при использовании выступающих за основную плоскость днища поперечных насадков в виде наклонных пластин, может быть даже выше, чем у традиционного судна.In addition, these devices are characterized by a sharp decrease in their efficiency when moving in conditions of severe excitement or when moving with a significant initial trim of the vessel. In these cases, the hydrodynamic resistance of a vessel with air cavities, especially when using transverse nozzles protruding beyond the main plane of the bottom in the form of inclined plates, can even be higher than that of a traditional vessel.
Задачей предлагаемого изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик водоизмещающего судна с воздушными кавернами на днище в условиях ограниченности фарватера, на мелководье, при движении со значительным начальным дифферентом судна и в условиях движения на интенсивном волнении за счет сохранения расчетной осадки судна и, соответственно, снижения его сопротивления на волнении и при движении со значительным начальным дифферентом.The objective of the invention is to improve the operational characteristics of a displacement vessel with air caverns on the bottom in conditions of limited fairway, in shallow water, when moving with a significant initial trim of the vessel and in conditions of movement on intense waves by maintaining the estimated draft of the vessel and, accordingly, reducing its resistance by excitement and movement with a significant initial trim.
Это достигается тем, что у водоизмещающего судна с воздушными кавернами на днище, оборудованном устройством для создания на плоском днище искусственных каверн, состоящем из следующих друг за другом по длине судна на днище поперечных насадков в виде наклонных пластин и побортно установленных на днище продольных ограничительных килей, а также источником принудительной подачи по трубопроводам воздуха под днище судна для создания и поддержания образованных за поперечными насадками каверн, по изобретению упомянутые поперечные насадки выполнены с возможностью их раскрытия и складывания с прилеганием к днищу путем их поворота вокруг своих продольных осей, расположенных на днище судна, а продольные кили выполнены в виде надуваемых емкостей удлиненной формы.This is achieved by the fact that in a displacement vessel with air cavities on the bottom, equipped with a device for creating artificial cavities on the flat bottom, consisting of transverse nozzles following one after another along the length of the vessel on the bottom in the form of inclined plates and longitudinally bounding keels installed on the bottom side, as well as a source of forced air supply through the pipelines under the bottom of the vessel to create and maintain caverns formed behind the transverse nozzles, according to the invention, the said transverse nozzles filled with the possibility of their opening and folding with fit to the bottom by turning them around their longitudinal axes located on the bottom of the vessel, and the longitudinal keels are made in the form of inflated containers of elongated shape.
Кроме того, на днище между побортно расположенными продольными ограничительными килями установлены промежуточные продольные кили.In addition, intermediate longitudinal keels are installed on the bottom between the outboard longitudinally bounding keels.
Наряду с этим, ограничительные и промежуточные продольные кили выполнены разрезными - в виде отдельных, следующих друг за другом частей, при этом зазоры между соседними участками продольных килей выполнены с возможностью минимизации объема стравливания в атмосферу воздуха, подаваемого под днище судна.Along with this, the limiting and intermediate longitudinal keels are made split - in the form of separate, successive parts, while the gaps between adjacent sections of the longitudinal keels are made with the possibility of minimizing the amount of air bleeding into the atmosphere supplied under the bottom of the vessel.
В частном случае предлагаемого решения, водоизмещающее судно оборудовано пневмоприводом, предназначенным для раскрытия в рабочее положение и складывания поперечных насадков, надувания ограничительных и промежуточных продольных килей, а также системой контроля и поддержания ходового крена и дифферента в заданных пределах.In the particular case of the proposed solution, the displacement vessel is equipped with a pneumatic drive designed to open and fold the transverse nozzles, inflate the limiting and intermediate longitudinal keels, as well as a system for monitoring and maintaining the running roll and trim within specified limits.
Выполнение поперечных насадков с возможностью их убирания за счет раскрытия и складывания с прилеганием к днищу путем их поворота вокруг своих продольных осей, расположенных на днище судна, наряду с надувными продольными килями обеспечивает в условиях ограниченности фарватера и на мелководье сохранение расчетной осадки судна и снижение его сопротивления в условиях движения при сильном волнении или со значительным начальным дифферентом, когда необходимость использования выступающих за основную плоскость днища поперечных насадков и ограничительных килей отпадает. Кроме того, это исключает возможность повреждения выступающих за основную плоскость насадков и ограничительных килей при прохождении судном участков предельного мелководья, шлюзовании, возможности посадки судна на мель, движении задним ходом и т.п.The execution of transverse nozzles with the possibility of their removal by opening and folding with fit to the bottom by turning them around their longitudinal axes located on the bottom of the vessel, along with inflatable longitudinal keels, ensures, in conditions of limited fairway and in shallow water, the settlement draft of the vessel and its drag reduction in conditions of movement with strong waves or with a significant initial trim, when the need to use transverse nozzles protruding beyond the main plane of the bottom and granichitelnyh keels disappears. In addition, this eliminates the possibility of damage to the nozzles protruding beyond the main plane and the limiting keels during the passage of the vessel in shallow shallow areas, locking, the possibility of landing the vessel aground, reversing, etc.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется рисунками, где на фиг.1 схематично показано водоизмещающее судно с воздушными кавернами на днище (вид сбоку), на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 и на фиг.3 - схема складывания поперечного насадка.The essence of the invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 schematically shows a displacement vessel with air cavities on the bottom (side view), Fig. 2 is a section A-A in Fig. 1, and Fig. 3 is a diagram of folding the transverse nozzle.
На днище 1 судна 2 расположены поперечные насадки 3 в виде наклонных пластин, которые формируют воздушные каверны 4 и поддерживают их, и побортно установлены на днище 1 продольные кили 5, ограничивающие с боков образованные каверны 4 и препятствующие уносу воздуха из каверн 4 в сторону борта судна 2 (фиг.1 и 2). Для повышения поперечной остойчивости судна и предотвращения перетекания воздуха с борта на борт каверны 4 разделяются промежуточными продольными килями 6 на несколько изолированных друг от друга продольных секций 7 (фиг.2). Высота и длина продольных килей 5 принимается такой, чтобы подаваемый под днище воздух для создания и поддержания каверн не мог стравливаться через них в атмосферу. Поперечные насадки 3 имеют возможность складываться на днище 1 путем их поворота вокруг своих продольных осей 8, расположенных на днище судна (фиг.3). Надувные ограничительные 5 и промежуточные 6 продольные кили также имеют возможность складываться на днище путем стравливания из них воздуха. (фиг.2). Воздух из килей стравливается в атмосферу под действием гидростатического давления. В сложенном состоянии поперечные насадки 3, ограничительные 5 и промежуточные 6 продольные кили, складываясь на днище, прижимаются к нему, практически не выступая за основную плоскость ОП судна (фиг.1 и 2).On the
Судно оборудовано источником принудительной подачи воздуха 9 (воздуходувка или компрессор) по трубопроводам 10 (фиг.1) для создания и поддержания образованных за поперечными насадками 3 каверн 4. Причем воздух может подаваться к каждому поперечному насадку 3 или только к нескольким насадкам, но обязательно к первому (носовому). В последнем случае формирование остальных каверн обеспечивается воздухом, уносимым из хвостовой части каверны, расположенной носовее. Такой вариант подачи воздуха упрощает конструкцию и снижает потери энергии, обусловленные сопротивлением трубопроводов 10.The vessel is equipped with a source of forced air supply 9 (blower or compressor) through pipelines 10 (Fig. 1) to create and maintain cavities formed behind the
Для обеспечения складывания и раскрытия ограничительных 5 и промежуточных 6 продольных килей они выполнены разрезными - в виде отдельных, следующих друг за другом частей. При этом зазоры между соседними участками продольных килей 5 выполнены с возможностью минимизации объема стравливания в атмосферу воздуха, подаваемого под днище судна.To ensure the folding and opening of the limiting 5 and intermediate 6 longitudinal keels, they are made split - in the form of separate, successive parts. In this case, the gaps between adjacent sections of the
Судно 2 оснащено пневмоприводом (на рисунках не показано), предназначенным для раскрытия в рабочее положение и складывания поперечных насадков 3, а также для надувания ограничительных 5 и продольных 6 килей.The
Для повышения эффективности применения воздушных каверн судно оборудовано системой контроля и поддержания ходового крена и дифферента в заданных пределах (на рисунках не показано).To increase the efficiency of using air cavities, the vessel is equipped with a system for monitoring and maintaining the running roll and trim within specified limits (not shown in the figures).
Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.
При необходимости создания на днище судна воздушных каверн поперечные насадки 3 с помощью пневмопривода раскрываются на расчетные углы путем поворота их вокруг своих продольных осей 8. Продольные ограничительные 5 и промежуточные 6 кили надуваются воздухом. С помощью источника принудительной подачи воздуха 9 в область поперечных насадков 3 подается воздух, причем обязательно воздух подается к первому носовому насадку, а формирование остальных, следующих за первым насадком, каверн обеспечивается воздухом, уносимым из хвостовой части каверны, расположенной носовее. Образовавшиеся каверны 4 обеспечивают снижение сопротивления трения судна при его движении.If it is necessary to create air cavities on the vessel’s bottom, the
В случае же движения судна в условиях ограниченности глубины фарватера, на мелководье, сильного волнения или со значительным начальным дифферентом судна, для предотвращения опасности повреждения выступающих за основную плоскость поперечных насадков 3 и продольных килей 5 и 6, а также для уменьшения сопротивления движению судна на волнении или при движении со значительным начальным дифферентом, насадки принудительно складываются путем их поворота вокруг своих продольных осей 8, а продольные кили 5 и 6 сдуваются с прилеганием к днищу 1.In the case of movement of the vessel in conditions of limited depth of the fairway, in shallow water, strong waves or with a significant initial trim of the vessel, to prevent the risk of damage to the
Кормовые части 12 поперечных насадков 3 задают место и угол схода воздушных каверн 4. Каверны 4, кроме последней (кормовой), плавно замыкаются на поперечных насадках 3. Последняя каверна замыкается на плоском днище судна. С боков каверны 4 ограничиваются побортно установленными продольными ограничительными килями 5, препятствующими уносу воздуха из каверн в сторону борта.The
На фиг.4 показан вариант предлагаемого устройства, у которого высота промежуточных поперечных насадков меньше высоты носового (первого) и кормового (последнего) поперечных насадков. В этом случае на днище 1 судна 2 можно сформировать единую воздушную каверну с волновым профилем 13. Эта каверна формируется носовым поперечным насадком и замыкается на кормовом поперечном насадке. Для обеспечения плавного обтекания кормового поперечного насадка, за ним формируется короткая каверна 4, которая замыкается на плоском днище.Figure 4 shows a variant of the proposed device, in which the height of the intermediate transverse nozzles is less than the height of the bow (first) and stern (last) transverse nozzles. In this case, a single air cavity with a wave profile 13 can be formed on the
В зависимости от условий эксплуатации эффект снижения гидродинамического сопротивления судов с каверной на днище может быть реализован двумя способами: за счет экономии топлива при выполнении того же объема транспортной работы, что и у традиционного судна, или за счет увеличения объема транспортной работы вследствие роста скорости хода судна с кавернами при неизменной мощности главных двигателей.Depending on operating conditions, the effect of reducing the hydrodynamic resistance of vessels with a cavity on the bottom can be realized in two ways: by saving fuel while performing the same amount of transport work as a traditional vessel, or by increasing the volume of transport work due to an increase in the speed of the vessel with caverns at constant power of the main engines.
Предлагаемое водоизмещающее судно в значительной степени свободно от недостатков, которые являются неустранимыми в случае использования ранее разработанной модификации - прототипа; оно обладает большей эксплуатационной надежностью, не ведет к заметному снижению грузоподъемности, а при движении на интенсивном волнении или со значительным начальным дифферентом - к росту гидродинамического сопротивления судна, что его выгодно отличает от прототипа.The proposed displacement vessel is largely free from shortcomings that are unavoidable in the case of using a previously developed modification - prototype; it has greater operational reliability, does not lead to a noticeable decrease in carrying capacity, and when driving on intense waves or with a significant initial trim - to an increase in the hydrodynamic resistance of the vessel, which compares favorably with the prototype.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011141145/11A RU2488511C2 (en) | 2011-10-11 | 2011-10-11 | Displacement vessel with air cavities |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011141145/11A RU2488511C2 (en) | 2011-10-11 | 2011-10-11 | Displacement vessel with air cavities |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011141145A RU2011141145A (en) | 2013-04-20 |
RU2488511C2 true RU2488511C2 (en) | 2013-07-27 |
Family
ID=49151849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011141145/11A RU2488511C2 (en) | 2011-10-11 | 2011-10-11 | Displacement vessel with air cavities |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2488511C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2646000C2 (en) * | 2016-07-06 | 2018-02-28 | Владимир Дмитриевич Шкилев | Vessel with double hull |
RU2664137C1 (en) * | 2013-11-26 | 2018-08-15 | Технише Униферзитайт Дельфт | Flat-bottomed vessel and method for controlling length of at least one air cavity |
WO2021238357A1 (en) * | 2020-05-28 | 2021-12-02 | 中船重工(上海)节能技术发展有限公司 | Foldable enclosing device for ship air layer drag reduction system, and air layer drag reduction ship |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU288576A1 (en) * | А. А. Бутузов | DEVICE FOR CREATING AIR LUBRICATION ON THE SURFACE OF A FLAT BOTTOM | ||
US1621625A (en) * | 1925-09-14 | 1927-03-22 | Vasco F Casey | Air-floated barge |
US3481296A (en) * | 1966-05-11 | 1969-12-02 | Robert M Stephens | Air-waterborne vessels |
US3595191A (en) * | 1968-10-11 | 1971-07-27 | John Wakelam Grundy | Ships and boats |
SU1145587A1 (en) * | 1983-09-29 | 1994-04-30 | А.А. Бутузов | Ship with air cushion under bottom |
-
2011
- 2011-10-11 RU RU2011141145/11A patent/RU2488511C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU288576A1 (en) * | А. А. Бутузов | DEVICE FOR CREATING AIR LUBRICATION ON THE SURFACE OF A FLAT BOTTOM | ||
US1621625A (en) * | 1925-09-14 | 1927-03-22 | Vasco F Casey | Air-floated barge |
US3481296A (en) * | 1966-05-11 | 1969-12-02 | Robert M Stephens | Air-waterborne vessels |
US3595191A (en) * | 1968-10-11 | 1971-07-27 | John Wakelam Grundy | Ships and boats |
SU1145587A1 (en) * | 1983-09-29 | 1994-04-30 | А.А. Бутузов | Ship with air cushion under bottom |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2664137C1 (en) * | 2013-11-26 | 2018-08-15 | Технише Униферзитайт Дельфт | Flat-bottomed vessel and method for controlling length of at least one air cavity |
RU2646000C2 (en) * | 2016-07-06 | 2018-02-28 | Владимир Дмитриевич Шкилев | Vessel with double hull |
WO2021238357A1 (en) * | 2020-05-28 | 2021-12-02 | 中船重工(上海)节能技术发展有限公司 | Foldable enclosing device for ship air layer drag reduction system, and air layer drag reduction ship |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011141145A (en) | 2013-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2461489C2 (en) | Displacement ship with air cavities in bottom | |
JP6822659B2 (en) | Ships with air lubrication system and such system | |
KR101738180B1 (en) | Watercraft with stepped hull and outboard fins | |
FI75532C (en) | Fartyg. | |
WO2014042127A1 (en) | Commercial cargo ship | |
KR20060127871A (en) | Low drag ship hull | |
CN100540392C (en) | Whole path air cushion naval vessel and hull platform | |
RU2488511C2 (en) | Displacement vessel with air cavities | |
US6966271B2 (en) | Waveless hull | |
JP5311541B2 (en) | Ship bubble holding device | |
JP2005529016A (en) | A ship having a bottom air cavity with an air deflector | |
RU2610754C2 (en) | High-speed vessel | |
RU2416543C1 (en) | Method of ship motion and ship moved by proposed method | |
US7685958B2 (en) | Ship bow | |
EP3000712B1 (en) | Ship with bottom air cavity | |
JPS59501900A (en) | High-speed boat | |
JP2022520136A (en) | Inflatable motorboat | |
RU2527244C1 (en) | Aft end of two-shaft vessel | |
JP2009292202A (en) | Method for reducing frictional resistance force between ship body and water | |
RU2456196C1 (en) | Ducted hull | |
US3768427A (en) | Icebreaker oil tankers | |
JP5799982B2 (en) | Ship bubble holding device | |
US6631689B2 (en) | Recycled cushion, finned, and bustled air cushion enhanced ship | |
JP6198232B1 (en) | Hull shape and propulsion device | |
RU2578896C2 (en) | Ship with air cavity at bottom and device for protection against ingress of air onto propeller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160607 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161012 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170724 |