RU2607135C2 - Aft end of ship stabilized for storm sailing - Google Patents

Aft end of ship stabilized for storm sailing Download PDF

Info

Publication number
RU2607135C2
RU2607135C2 RU2015107068A RU2015107068A RU2607135C2 RU 2607135 C2 RU2607135 C2 RU 2607135C2 RU 2015107068 A RU2015107068 A RU 2015107068A RU 2015107068 A RU2015107068 A RU 2015107068A RU 2607135 C2 RU2607135 C2 RU 2607135C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ship
storm
stern
conditions
under
Prior art date
Application number
RU2015107068A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015107068A (en
Inventor
Василий Николаевич Храмушин
Original Assignee
Василий Николаевич Храмушин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Василий Николаевич Храмушин filed Critical Василий Николаевич Храмушин
Priority to RU2015107068A priority Critical patent/RU2607135C2/en
Publication of RU2015107068A publication Critical patent/RU2015107068A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2607135C2 publication Critical patent/RU2607135C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/02Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
    • B63B1/04Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with single hull
    • B63B1/08Shape of aft part
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B1/00Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/32Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Abstract

FIELD: ship building.
SUBSTANCE: invention relates to ship building, particularly, to designing ship hull aft end shape, used in complex storm and ice conditions of navigation. Disclosed is a aft end of the ship stabilized for storm navigation, formed by a stern post and stern counter, made in one-or twin screw version of the propulsors installation with possibility of using wing stabilizers of the remaining rolling and pitching motion and with two helical surfaces configuration for hydrodynamic stabilization of running pitch on calm water and under conditions of intense storm waves: first – at the level of variable waterlines with length from the tumble home of frames on board bulges to sharpened aft end scale of the cruiser stern, and second helical surface resting on keel line with twisting of water flow in opposite direction from under the bottom upwards in the zone of propeller-rudder complex, bilge entrance lines during conjugation of said helical surfaces creates conditions of mutual compensation of vortex flows under stern counter, that is required for general stabilization translational flow and damping of external wave disturbances in the zone of roll rudders and stabilizers action.
EFFECT: invention promotes better navigation and low rolling in conditions of intense storm waves, prevents spray icing top decks and causes the possibility of independent navigation in moderate ice.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к областям наук о кораблестроении и судовождении в сложных, штормовых и ледовых условиях мореплавания, и представляется результатом математических исследований с использованием серии опытовых мореходных испытаний моделей судов, проведенных в обоснование новых морских инженерных разработок и положений целевого непротиворечивого проектирования кораблей и судов для штормовых и ледовых условий мореходства на Дальнем Востоке России; для обеспечения мореходства в полярных акваториях Арктики и Антарктики.The invention relates to the field of the sciences of shipbuilding and navigation in difficult, stormy and ice conditions of navigation, and is the result of mathematical research using a series of experimental nautical tests of ship models carried out in support of new marine engineering developments and the provisions of the target consistent design of ships and ships for storm and ice conditions of navigation in the Russian Far East; to ensure navigation in the polar waters of the Arctic and Antarctic.

НазначениеAppointment

Настоящим изобретением устанавливаются обводы и форма кормовой оконечности корабля повышенной штормовой мореходности и ледовой проходимости, обладающего свойствами гидродинамической компенсации ходового дифферента на тихой воде, с должным умерением всех видов качки под воздействием интенсивного трохоидального волнения открытого моря, и способного к активному маневрированию с заданной скоростью и направлением движения в условиях ураганных ветров и интенсивного штормового волнения, и обладающего возможностью автономного ледового плавания во льдах со средней (несплошной) сплоченностью.The present invention establishes the contours and the shape of the aft end of a ship of increased storm seaworthiness and ice patency, which has the properties of hydrodynamic compensation of the running trim in quiet water, with proper moderation of all types of rolling under the influence of intense trochoidal waves of the open sea, and capable of active maneuvering with a given speed and direction movement in conditions of hurricane winds and intense storm waves, and with the possibility of autonomous ice swimming in ice with medium (incomplete) cohesion.

Океанский флот повышенной штормовой мореходности и ледовой проходимости должен создаваться по специальным проектам для дальневосточных морей России, что необходимо для организации эффективного ведения морских работ и поддержания транспортных коммуникаций во все сезоны года в любых погодных условиях и что в немалой степени обусловливается практическим отсутствием портов-убежищ для укрытия от штормов кораблей и судов, предназначенных к ведению морских работ в обширных акваториях Сахалина и Курильских островов.The ocean fleet of increased stormy seaworthiness and ice patency should be created according to special projects for the Far Eastern seas of Russia, which is necessary for the organization of effective marine operations and maintenance of transport communications in all seasons of the year in any weather conditions and which is largely due to the practical absence of refuge ports shelters from storms of ships and vessels intended for marine operations in the vast waters of Sakhalin and the Kuril Islands.

Уровень техникиState of the art

Непротиворечивое проектирование морской техники оперирует знаниями из опыта хорошей морской практики и инженерными подходами к оптимизации обводов, формы корпуса и общекорабельной архитектуры всепогодного судна, способного к активному использованию палубных устройств и высокотехнологичного бортового оборудования в условиях штормовой качки и холодных ветров северных морей [1].The consistent design of marine equipment uses knowledge from the experience of good marine practice and engineering approaches to optimizing the contours, hull shape and general ship architecture of an all-weather vessel capable of the active use of deck devices and high-tech avionics in stormy rolling and cold winds of the northern seas [1].

Концепция целевого проектирования и построения перспективного судна сводится к строгому контролю соответствия исходному эксплуатационному заданию на достижения наивысшей эффективности исполнения задач по предназначению корабля, ведения им морских работ и поддержания морских транспортных коммуникаций во все сезоны года в любых погодных условиях длительного автономного плавания в удаленных штормовых и ледовых акваториях дальневосточных морей России и северной части Тихого океана [2].The concept of target design and construction of a promising vessel is reduced to strict control of compliance with the initial operational task to achieve the highest efficiency in fulfilling tasks for the ship’s purpose, conducting offshore operations and maintaining maritime transport communications in all seasons of the year in any weather conditions of long autonomous navigation in remote storm and ice the waters of the Far Eastern seas of Russia and the North Pacific [2].

В качестве ведущей концепции проектирования обводов и формы корпуса корабля используются инженерно-технические принципы [3] непротивления силовому воздействию со стороны штормовых волн и снижения ударных ледовых нагрузок, что способствует гидродинамической взаимокомпенсации всех видов качки, обеспечению комфортности обитания экипажа и безусловной безопасности крепления грузов и оборудования. Согласованность режимов гидродинамического влияния формы, инерции и гравитационной массы судна на ходу в условиях штормового волнения создает необходимые условия поддержания возможности всепогодной работы корабля в соответствии с предназначением.The engineering and technical principles [3] of non-resistance to force from storms and reduction of shock ice loads are used as the leading concept for the design of contours and the shape of the ship’s hull, which contributes to the hydrodynamic mutual compensation of all types of rolling, ensuring comfortable crew habitation and unconditional safety of cargo and equipment securing . The consistency of the hydrodynamic influence of the shape, inertia and gravitational mass of the ship on the move under stormy waves creates the necessary conditions to maintain the possibility of all-weather operation of the ship in accordance with the intended purpose.

Оптимальность выбора обводов корабля в целом и его кормовой оконечности поверялись серией расчетов [4] с использованием интеграла Мичелла [5], физическая и геометрическая интерпретация которого выявляет взаимосвязь между корабельным волнообразованием на больших скоростях хода и силовым воздействием на корпус корабля со стороны морского волнения:The optimality of the choice of the contours of the ship as a whole and its aft end was verified by a series of calculations [4] using the Michell integral [5], the physical and geometric interpretation of which reveals the relationship between ship wave formation at high speeds and force impact on the ship’s hull from sea waves:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

где Rx - волновое сопротивление корабля при скорости движения V0. Все величины в интеграле Мичелла приведены к размерным физическим функциям и аргументам: A(λ) - амплитуда излучаемой корабельной волны;

Figure 00000003
- соотношение длин для максимальной поперечной волны Λ к расчетной фазовой волне λ; k=2⋅π/λ - волновое число для данной фазовой волны;
Figure 00000004
- круговая частота расчетной волны во времени.where R x is the wave resistance of the ship at a speed of movement V 0 . All values in the Michell integral are reduced to dimensional physical functions and arguments: A (λ) is the amplitude of the radiated ship wave;
Figure 00000003
- the ratio of the lengths for the maximum transverse wave Λ to the calculated phase wave λ; k = 2⋅π / λ is the wave number for a given phase wave;
Figure 00000004
- circular frequency of the calculated wave in time.

Физико-геометрическая интерпретация гидродинамических процессов в интеграле Мичелла показывает механизм отражения от корпуса корабля внешних волн, набегающих на корпус корабля под косыми углами ϑ в диапазоне длин:

Figure 00000005
, где Λ - длина поперечной корабельной волны, соответствующая скорости хода V0. В оконечностях корабельной волне не хватает скорости для отрыва от корпуса, и волновые процессы заменяются суммированием амплитуд коротких волн в виде простого источника жидкости вблизи судовой обшивки.The physico-geometric interpretation of the hydrodynamic processes in the Michell integral shows the mechanism of reflection of external waves from the ship’s hull, incident on the ship’s hull at oblique angles ϑ in a range of lengths:
Figure 00000005
where Λ is the transverse ship wavelength corresponding to the speed V 0 . At the ends of the ship’s wave, there is not enough speed to detach from the hull, and wave processes are replaced by summing the amplitudes of the short waves in the form of a simple source of liquid near the ship’s skin.

Оптимизация обводов сводится к поиску геометрических форм для пропуска штормовой трохоидальной волны через корпус корабля с минимальными искажениями. Вычислительные эксперименты и мореходные испытания по моделированию корабельного волнообразования и воздействия на корпус трохоидальных штормовых волн [6] подтверждают, что основное влияние на штормовую мореходность корабля оказывает форма носовой части корпуса, в то время как по обводам кормовой оконечности возможны частные и существенно противоречивые проектные заключения, особенно если оптимизационный функционал проектирования определяется для учета какого-либо одного из частных режимов практической эксплуатации судна.The optimization of the contours is reduced to the search for geometric shapes for the passage of a storm trochoidal wave through the ship's hull with minimal distortion. Computational experiments and nautical tests to simulate ship wave formation and the impact of trochoidal storm waves on the hull [6] confirm that the shape of the bow of the hull has the main influence on the storm seaworthiness of the hull, while private and substantially contradictory design conclusions are possible on the contours of the aft end. especially if the optimization design functionality is determined to take into account any one of the particular modes of practical operation of the vessel.

Настоящим изобретением определяется единый и унифицированный комплекс инженерно-технических решений, определенных по результатам математической оптимизации, но в большей степени опирающихся на последующую доработку и экспериментальное опробование кормовых обводов для достижения наилучшей ходкости и стабилизации качки на штормовом волнении, оптимизируемых в комплексе с достижением устойчивой работы винторулевого и стабилизационного комплекса под кормовым подзором корабля.The present invention defines a unified and unified set of engineering solutions determined by the results of mathematical optimization, but relying more on subsequent refinement and experimental testing of the feed contours to achieve the best speed and stabilization of pitching due to stormy waves, which are optimized in combination with the achievement of stable operation of the helical and stabilization complex under the stern supervision of the ship.

Корпус судна оптимизируется преимущественно для автономного плавания в условиях интенсивного волнения под ураганными ветрами открытого океана [2, 6], с частичным учетом возможности и безопасности автономного хода судна во льдах (класс УЛ или УЛА) средней сплоченности, до 8-9 баллов, в том числе со скоростью шесть и более узлов под проводкой ледокола.The hull is optimized primarily for autonomous navigation in conditions of intense waves under hurricane winds of the open ocean [2, 6], with partial consideration of the possibility and safety of the autonomous course of the vessel in ice (class UL or ULA) of average cohesion, up to 8-9 points, including including at a speed of six or more knots under the icebreaker wiring.

Прототипом настоящего инженерного решения следует полагать изобретение RU2384456 - «Корабль гидрографической и патрульной службы» [7], в котором определяется назначение и эксплуатационные особенности корабля повышенной штормовой мореходности, учитывающего возможности использования Патента RU 2384457 - «Активный стабилизатор килевой и бортовой качки корабля - штормовой аварийный движитель» [8] с усовершенствованием в плане создания стабилизированного потока под кормовым подзором корабля и безопасности ударов от подвсплывающих обломков ледовых полей. Аналогом для варианта тихоходного судна представляется изобретение RU-2535382 - «Рыболовное судно северных морей» [9], в котором рассматривается устройство крейсерской кормы для снижения качки на курсах с тралом по волне, а также достижение большей безопасности работы траловой команды в условиях интенсивного волнения и штормовых ветров. Историческими аналогами для предлагаемых инженерных решений по формированию кормовой оконечности корабля представляются добротные корабли и суда конца XIX - начала XX веков, не имевшие транцевой кормы по условиям необходимости сохранения ходкости и предотвращения захвата кормовой оконечности штормовой волной (брочинга) при сохранении хода произвольными курсами относительно интенсивного штормового волнения и ураганных ветров на глубокой воде в открытом океане.The prototype of this engineering solution should be considered the invention RU2384456 - “Hydrographic and patrol service ship” [7], which defines the purpose and operational features of the high storm seaworthy ship, taking into account the possibility of using Patent RU 2384457 - “Active stabilizer of the ship’s pitching and roll - storm emergency mover "[8] with an improvement in terms of creating a stabilized flow under the stern guard of the ship and the safety of impacts from floating ice debris x fields. The invention RU-2535382 - “Fishing vessel of the North Seas” [9] is presented as an analogue for the low-speed vessel variant, which describes the design of cruise stern to reduce pitching on courses with a trawl along the wave, as well as to achieve greater safety of the trawl team’s work in conditions of intense waves stormy winds. Mighty ships and vessels of the late XIX - early XX centuries that did not have a transom stern are considered historical analogues for the proposed engineering solutions for the formation of the stern end of the ship, under the conditions of the need to maintain propulsion and prevent the stern end from being captured by the storm wave (broaching) while maintaining the course at arbitrary courses relative to the intense storm unrest and hurricane winds in deep water in the open ocean.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Ахтерштевень и кормовой подзор корабля улучшаются для всепогодного плавания в условиях интенсивного волнения под ураганными ветрами открытого океана, с учетом необходимости автономного хода во льдах средней сплоченности.The stern shaft and stern clearance of the ship are improved for all-weather navigation in conditions of intense waves under the hurricane winds of the open ocean, taking into account the need for an autonomous course in ice of medium cohesion.

Для достижения наилучшей ходкости и маневренности на интенсивном штормовом волнении, обеспечения возможности автономного плавания в ледовых условиях дальневосточных морей России ахтерштевень, кормовая скула и подзор винторулевого комплекса водоизмещающего корабля повышенной штормовой мореходности устраиваются в одно- или в двухвинтовых варианте установки движителей (фиг. 1, 2), в том числе с возможностью установки и использования активных стабилизаторов остаточной килевой и бортовой качки в ускоренных потоках непосредственно за гребными винтами [2], которые при аварийной остановке главных машин автоматически начинают работать в качестве штормовых плавниковых движителей.In order to achieve the best speed and maneuverability in intense stormy waves, to provide the possibility of autonomous navigation in ice conditions of the Russian Far Eastern seas, acuten rod, sternal cheekbone and the glide of the propeller-driven complex of a high-altitude storm-displacement ship are arranged in single- or twin-screw propulsion installation (Fig. 1, 2 ), including with the ability to install and use active stabilizers of residual keel and rolling in accelerated flows directly beyond the heat propellers [2], which, when an emergency stop of the main machines automatically begin to work as storm fin propulsors.

Гидродинамическая стабилизация кормовой части корабля обеспечивает возможность движения на тихой воде без ходового дифферента, что согласуется с требованием минимизации внешнего силового воздействия со стороны штормовых волн, а также существенно уменьшаются надводный объем над кормовой раковиной, что минимизирует внешние силы при штормовании на крупном волнении без хода и, как следствие, обеспечивает возможность работы аварийных плавниковых движителей.Hydrodynamic stabilization of the stern of the ship provides the ability to move in quiet water without running trim, which is consistent with the requirement to minimize external force from storm waves, and the surface volume above the stern sink is significantly reduced, which minimizes external forces during storming on large waves without running and as a result, provides the ability to work emergency fin propulsion.

Корабельное волнообразование, также как и воздействие штормовых волн, относится к полосе бортовой обшивки на уровнях переменных ватерлиний, омываемых под воздействием вертикальной и килевой качки. В этой полосе ватерлиний создается винтовая поверхность, на протяжении от бортовых булей до кормового подзора, для закручивания и частичного перенаправления потока вблизи бортовой обшивки вверх, что способствует компенсации спутного (гидростатического) разрежения и предотвращению отрыва высокочастотной составляющей корабельной волны; с последующей дисперсионной концентрацией волновой энергии в длиннопериодной части спектра с фазовым смещением для гасящей интерференции с главной компонентой волнообразования - поперечной корабельной волной. Такая винтовая поверхность на уровне переменных ватерлиний формирует малый надводный объем и естественное заострение раковины под крейсерской кормой корабля, что требуется для умерения вертикальной и килевой качки; для предотвращения ударов и опасных захватов кормы корабля (брочинга) гребнями девятых валов на курсах по волне малыми ходами или в случаях аварийной потери хода, а также способствует сохранению слабоискаженного поля штормовых волн под кормовым подзором при остановке главных машин, что автоматически переключает успокоители килевой и бортовой качки в режим штормовых аварийных движителей для удержания корабля на заданном курсе под тягой жестких качающихся крыльев на упругопроворачивающихся горизонтальных баллерах.Ship wave formation, as well as the effect of storm waves, refers to the side skin band at the levels of variable water lines washed by the vertical and keel pitching. In this strip of waterlines, a helical surface is created, from the side bullets to the aft gap, for swirling and partially redirecting the flow near the side skin upwards, which helps to compensate for the satellite (hydrostatic) rarefaction and prevent separation of the high-frequency component of the ship wave; followed by a dispersion concentration of wave energy in the long-period part of the spectrum with a phase shift for the damping interference with the main component of wave formation - the transverse ship wave. Such a helical surface at the level of variable waterlines forms a small surface volume and a natural sharpening of the shell under the cruise stern of the ship, which is required to moderate the pitching and pitching; to prevent impacts and dangerous seizures of the stern of the ship (broaching) by the crests of the ninth shafts during courses along the wave in small strokes or in cases of emergency loss of travel, and also helps to maintain a slightly distorted field of storm waves under the aft control when the main engines stop, which automatically switches the keel and onboard dampers pitching in the mode of storm emergency propulsion for keeping the ship on a given course under the thrust of rigid swinging wings on elastically rotating horizontal balloons.

Заостренная крейсерская корма не искажает гидродинамическое поле потоков воды в штормовых волнах под кормовым подзором корпуса при остановке главных машин, что автоматически переключает активные успокоители килевой и бортовой качки в режим пассивных штормовых аварийных крыльевых движителей для вывода корабля на безопасный штормовой курс, для чего общее устройство и форма кормовой оконечности должны оптимизироваться для поддержания управляемости даже при той минимальной тяге, которая возникает при вертикальных размахах кормовой оконечности в результате упругой реакции баллеров на пассивных крыльевых движителях;Sharp cruise food does not distort the hydrodynamic field of water flows in storm waves under the aft control of the hull when the main machines stop, which automatically switches the active dampers of pitching and onboard rolling to passive storm emergency wing propulsion to bring the ship to a safe storm course, for which the general device and the shape of the stern end must be optimized to maintain controllability even with the minimum traction that occurs with vertical spans of the stern end numbness as a result of the elastic reaction of the balloons on passive wing propulsion devices;

Вторая винтовая поверхность, с осевой линией по килю корабля, служит созданию закрученного подтока из-под днища корабля в сторону ахтерштевня. По этой винтовой поверхности происходит встречное закручивание существенно большего поддерживающего потока, что позволяет обеспечить взаимокомпенсацию нижнего и верхнего, идущего на уровне переменных ватерлиний, завихренных потоков в зоне кормового подзора, в области действия руля и горизонтальных успокоителей остаточной (нелинейной) килевой и бортовой качки корабля. Оба потока создают суммарную компоненту скорости потока жидкости вертикально вверх на малом удалении от бортовой обшивки, чем предотвращается затягивание битого льда из района бортовых булей в зону кормового винторулевого и стабилизирующего комплекса, и, как следствие, возникают гидродинамические условия для создания устойчивого ледового канала за кормой корабля.The second helical surface, with an axial line along the keel of the ship, serves to create a swirling flow from under the bottom of the ship in the direction of the shaft. On this helical surface, countercurrent spinning of a significantly larger supporting flow occurs, which allows for the compensation of the lower and upper flowing at the level of alternating waterlines, swirling flows in the feed aft zone, in the area of the rudder and horizontal dampers of the residual (nonlinear) keel and side rolling of the ship. Both flows create the total component of the liquid flow velocity vertically upward at a small distance from the side skin, which prevents the drawing of broken ice from the side of the side boules into the area of the feed rotor and stabilizing complex, and, as a result, hydrodynamic conditions arise for creating a stable ice channel behind the stern of the ship .

Вышеперечисленные конструктивные особенности, в едином комплексе инженерно-технических решений, способствуют улучшению ходкости, маневренности и умерению качки в условиях интенсивного штормового волнения, а также обусловливают возможность автономного плавания в режиме ледореза во льдах средней тяжести, при котором длительным упором главных машин разделяются или безударно раскалываются ледовые поля относительно небольшой толщины.The above design features, in a single set of engineering and technical solutions, contribute to the improvement of propulsion, maneuverability and moderate heaving under conditions of intense stormy waves, and also make it possible to autonomously navigate in the mode of ice cutting in moderate ice, in which the main machines separate or break apart without prolonged stress ice fields of relatively small thickness.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1. Кормовая скула, подзор, раковина и ахтерштевень одновинтового корабля, оптимизированные по условиям минимизации ходового дифферента, корабельного волнообразования и, как следствие, ожидаемого уменьшения силового воздействия на корабль со стороны штормового волнения за счет пропуска штормовых трохоидальных волн через корпус корабля с минимальными искажениями, и что, в случае остановки гребных винтов, обеспечивает большой размах с вертикальными компонентами скоростей жидкости в гребнях штормовых волн, необходимых для активизации крыльевых успокоителей килевой и бортовой качки в качестве пассивных штормовых крыльевых движителей на упругопроворачивающихся горизонтальных баллерах. Одновинтовая схема винторулевого комплекса имеет консольное исполнение кормовой раковины, что требуется для предотвращения оголения гребного винта в условиях интенсивной килевой качки в штормовом плавании.FIG. 1. The feed cheekbone, the clearance, the shell and the shaft of the single-rotor ship, optimized for minimizing the running trim, ship wave formation and, as a result, the expected reduction in force impact on the ship from the side of storm waves due to the passage of storm trochoidal waves through the ship’s hull with minimal distortion, and that, in the case of stopping the propellers, provides a large range with vertical components of the fluid velocities in the crests of the storm waves necessary to activate the cr spruce dampers of pitching and rolling as passive storm wing propulsors on elastically rotating horizontal ballers. The single-rotor scheme of the rotor-propeller complex has a cantilever design of the aft sink, which is required to prevent exposing the propeller in conditions of intense pitching in stormy swimming.

Фиг. 2. Кормовая скула, подзор, раковина и ахтерштевень двухвинтового корабля, оптимизированные по условиям минимизации ходового дифферента, корабельного волнообразования и, как следствие, ожидаемого уменьшения силового воздействия на корабль со стороны штормового волнения за счет пропуска штормовых трохоидальных волн через корпус корабля с минимальными искажениями, и что, в случае остановки гребных винтов, обеспечивает большой размах с вертикальными компонентами скоростей жидкости в гребнях штормовых волн, необходимых для активизации крыльевых успокоителей килевой и бортовой качки в качестве пассивных штормовых крыльевых движителей на упругопроворачивающихся горизонтальных баллерах. Двухвинтовая схема винто-рулевого комплекса позволяет увеличить полноту кормовой оконечности корабля, при этом за счет разнесения потоков за гребными винтами от диаметральной плоскости корабля, отчасти улучшаются условия работы активных успокоителей качки, в то время режим штормовых движителей с широко разнесенными крыльями будет способствовать некоторому усилению бортовой качки.FIG. 2. The feed cheekbone, the clearance, the shell and the shaft of the twin-screw ship, optimized for minimizing the running trim, ship wave formation and, as a result, the expected decrease in force impact on the ship from the side of storm waves due to the passage of storm trochoidal waves through the ship’s hull with minimal distortion, and that, in the case of stopping the propellers, provides a large range with vertical components of the fluid velocities in the crests of the storm waves necessary to activate the cr spruce dampers of pitching and rolling as passive storm wing propulsors on elastically rotating horizontal ballers. The twin-screw scheme of the propeller-steering complex allows to increase the completeness of the aft end of the ship, while due to the separation of the flows behind the propellers from the ship’s diametrical plane, the working conditions of the active stabilizers of the pitching are partially improved, while the regime of storm propulsors with widely spaced wings will contribute to some strengthening of the side pitching.

На чертежах цифрами отмечены следующие конструктивные особенности судовых обводов в кормовой оконечности корабля:In the drawings, the numbers indicate the following structural features of ship's contours in the aft end of the ship:

1. Винтовая поверхность на уровне переменных ватерлиний в зоне корабельного волнообразования и отражения штормовых волн от корпуса корабля.1. A helical surface at the level of variable waterlines in the area of ship wave formation and reflection of storm waves from the ship's hull.

2. Винтовая поверхность, создающая компенсирующий закрученный поток жидкости из- под днища корабля под кормовой позор - в зону винто-рулевого и стабилизирующего крыльевого комплекса.2. A helical surface that creates a compensating swirling fluid flow from under the bottom of the ship under the stern disgrace - into the area of the helm-steering and stabilizing wing complex.

3. Завал борта на уровне действующей ватерлинии способствует гидродинамической компенсации бортовой качки корабля, а также перехватывает приподнятые гребнем корабельной волны ледовые поля и не допускает их затопление и затягивание в район винто-рулевого комплекса в кормовой части корпуса.3. The obstruction at the level of the operating waterline contributes to the hydrodynamic compensation of the ship’s pitching, and also intercepts the ice fields raised by the crest of the ship’s wave and prevents them from flooding and drawing into the area of the helm-steering complex in the aft part of the hull.

Список использованных источниковList of sources used

1. Vastly Khramushin. Features architecture of mean ship to navigation in heavy, stormy and ice conditions on the northern seas // Proceedings of the 14th International Ship Stability Workshop / Session 2 Naval Ship Stability, 29th September - 1st October 2014, Kuala Lumpur, Malaysia. P. 47-57.1. Vastly Khramushin. Features architecture of mean ship to navigation in heavy, stormy and ice conditions on the northern seas // Proceedings of the 14th International Ship Stability Workshop / Session 2 Naval Ship Stability, 29 th September - 1 st October 2014, Kuala Lumpur, Malaysia. P. 47-57.

2. Кроленко С.И., Храмушин В.К. Ключевые проектные решения и особенности штормового кораблевождения // Доклады научно-технической конференции: «Проблемы мореходных качеств судов, корабельной гидромеханики и освоения шельфа» (XLIV Крыловские чтения). СПб.: ЦНИИ им. А.Н. Крылова, Центральное Правление РосНТО судостроителей им А.Н. Крылова, секция мореходных качеств судов. 15-16 ноября 2011 г., Санкт-Петербург. С. 72-85.2. Krolenko S.I., Khramushin V.K. Key design decisions and features of storm navigating // Reports of a scientific and technical conference: “Problems of seaworthiness of ships, ship hydromechanics and offshore development” (XLIV Krylov readings). SPb .: Central Research Institute named after A.N. Krylova, Central Board of RosNTO shipbuilders named after A.N. Krylova, seaworthiness section of ships. November 15-16, 2011, St. Petersburg. S. 72-85.

3 Храмушин В.Н. Исследования по оптимизации формы корпуса корабля. Вестник ДВО РАН. 2003, №1 (107). С. 50-65.3 Khramushin V.N. Research on optimizing the shape of the ship’s hull. Bulletin of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences 2003, No 1 (107). S. 50-65.

4. «Hull» - Построение аналитической формы корпуса корабля, расчеты волнового сопротивления, кривых элементов теоретического чертежа и диаграмм остойчивости морских судов. Программа для ЭВМ, №2010615849 от 08.09.2010 г. (shipdesign.ru/SoftWare/2010615849.html)4. "Hull" - Construction of the analytical form of the ship's hull, calculations of wave resistance, curves of the elements of the theoretical drawing and stability diagrams of ships. Computer program, No.2010615849 from 09/08/2010 (shipdesign.ru/SoftWare/2010615849.html)

5. Mr. J.Н. Michell on the Wave-Resistance of a Ship. Philosophical Magazine, 1898, vol. 45, Ser. 5, pp. 106-123.5. Mr. J.N. Michell on the Wave-Resistance of a Ship. Philosophical Magazine, 1898, vol. 45, Ser. 5, pp. 106-123.

6. Храмушин В.H. Поисковые исследования штормовой мореходности корабля (История эволюционного развития инженерно-технических решений об обводах и архитектуре корабля, о единении морских наук и хорошей морской практики). LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. Germany, 2011. 288 c.6. Khramushin V.H. Exploratory studies of the stormy seaworthiness of the ship (History of the evolutionary development of engineering solutions on the contours and architecture of the ship, on the unity of marine sciences and good marine practice). LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. Germany, 2011.288 c.

7. Храмушин B.H. Корабль гидрографической и патрульной службы. Патент №2384456 от 2010.03.20. shipdesign.ru/Invent/05.html7. Khramushin B.H. Hydrographic and patrol service ship. Patent No. 2384456 dated 2010.03.20. shipdesign.ru/Invent/05.html

8. Храмушин В.Н. Активный стабилизатор килевой и бортовой качки корабля - штормовой аварийный движитель. Патент №2384457 от 2010.03.20. shipdesign.ru/Invent/04.html8. Khramushin V.N. The active stabilizer of pitching and rolling of the ship is a storm emergency propulsion. Patent No. 2384457 dated 2010.03.20. shipdesign.ru/Invent/04.html

9. Храмушин В.Н. Рыболовное судно северных морей. Патент №2535382 от 2014.07.28 shipdesign.ru/Invent/07.html9. Khramushin V.N. Fishing vessel of the northern seas. Patent No. 2535382 dated 2014.07.28 shipdesign.ru/Invent/07.html

Claims (1)

Кормовая оконечность стабилизированного для штормового плавания корабля, сформированная ахтерштевнем и кормовым подзором, которая выполнена в одно- или в двухвинтовом варианте установки движителей с возможностью использования крыльевых стабилизаторов остаточной бортовой и килевой качки, отличающаяся устройством двух винтовых поверхностей для гидродинамической стабилизации ходового дифферента на тихой воде и в условиях интенсивного штормового волнения: первой - на уровне переменных ватерлиний с протяженностью от завала шпангоутов на бортовых булях до заостренной кормовой раковины крейсерской кормы, и второй винтовой поверхности - опирающейся на килевую линию, с закручиванием потока воды в противоположную сторону из-под днища вверх в зону винторулевого комплекса, скуловые обводы при сопряжении этих винтовых поверхностей создают условия взаимокомпенсации вихревых потоков под кормовым подзором, что требуется для общей стабилизации поступательного течения и гашения внешних волновых возмущений в зоне действия рулей и стабилизаторов качки, при этом осредненный вектор скоростей течений вблизи бортовой обшивки определяется восходящим потоком воды из-под корпуса, пересиливающим вихревое закручивание от днищевой винтовой поверхности, что важно для предохранения винторулевого комплекса от ударов крупных ледовых обломков на поверхности воды и способствует поддержанию ледового канала за кормой корабля.The aft end of the ship stabilized for storm sailing, formed by the after-rod and the aft gap, which is made in a single or twin-screw version of the propulsion system with the possibility of using wing stabilizers of the residual side and keel pitching, characterized by two screw surfaces for hydrodynamic stabilization of the running trim in quiet water and in conditions of intense stormy waves: the first - at the level of variable waterlines with a length from the blockout blockage on the side boules to the pointed aft shell of the cruise stern, and the second helical surface - resting on the keel line, with the water flow twisting in the opposite direction from under the bottom up into the area of the helical complex, the zygomatic contours when pairing these helical surfaces create conditions for the mutual compensation of the vortex flows under fodder clearance, which is required for the general stabilization of the translational flow and the suppression of external wave disturbances in the range of the rudders and stabilizers of the pitching, while the averaged The velocity range near the side plating is determined by the upward flow of water from under the hull, overpowering the vortex twisting from the bottom helical surface, which is important for protecting the propeller complex from impacts of large ice debris on the surface of the water and helps maintain the ice channel behind the stern of the ship.
RU2015107068A 2015-03-02 2015-03-02 Aft end of ship stabilized for storm sailing RU2607135C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015107068A RU2607135C2 (en) 2015-03-02 2015-03-02 Aft end of ship stabilized for storm sailing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015107068A RU2607135C2 (en) 2015-03-02 2015-03-02 Aft end of ship stabilized for storm sailing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015107068A RU2015107068A (en) 2016-09-20
RU2607135C2 true RU2607135C2 (en) 2017-01-10

Family

ID=56891862

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015107068A RU2607135C2 (en) 2015-03-02 2015-03-02 Aft end of ship stabilized for storm sailing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2607135C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS48104286A (en) * 1972-03-07 1973-12-27
RU2384457C2 (en) * 2008-04-25 2010-03-20 Василий Николаевич Храмушин Active stabiliser of pitching and rolling motion of ship - stormy emergency propeller
RU2384456C2 (en) * 2008-05-04 2010-03-20 Василий Николаевич Храмушин Hydrographic and patrol service ship
JP2012035785A (en) * 2010-08-09 2012-02-23 Ihi Corp Twin-screw vessel
JP2012056552A (en) * 2010-09-13 2012-03-22 Naoya Ogawa Reduction in oscillation of vessel by truncated chevron shaped stem catamaran type streamline shape and rudder arrangement
RU2535382C2 (en) * 2012-10-24 2014-12-10 Министерство образования и науки Российской Федерации. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "САХАЛИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Finishing boat for northern seas

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS48104286A (en) * 1972-03-07 1973-12-27
RU2384457C2 (en) * 2008-04-25 2010-03-20 Василий Николаевич Храмушин Active stabiliser of pitching and rolling motion of ship - stormy emergency propeller
RU2384456C2 (en) * 2008-05-04 2010-03-20 Василий Николаевич Храмушин Hydrographic and patrol service ship
JP2012035785A (en) * 2010-08-09 2012-02-23 Ihi Corp Twin-screw vessel
JP2012056552A (en) * 2010-09-13 2012-03-22 Naoya Ogawa Reduction in oscillation of vessel by truncated chevron shaped stem catamaran type streamline shape and rudder arrangement
RU2535382C2 (en) * 2012-10-24 2014-12-10 Министерство образования и науки Российской Федерации. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "САХАЛИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Finishing boat for northern seas

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015107068A (en) 2016-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2607136C2 (en) Fore end of high-speed surface ship or relatively low-speed civil ship of high thunderstorm navigability and ice flotation in autonomous navigation
CN109703705B (en) Semi-submersible unmanned platform
US20140378012A1 (en) Vessel
RU2384456C2 (en) Hydrographic and patrol service ship
Sasaki et al. Gate rudder
House Ship handling
RU2535382C2 (en) Finishing boat for northern seas
Fukazawa et al. Full-scale gate rudder performance obtained from voyage data
RU2364544C2 (en) Method of high-speed cruising and ship to this end (versions)
Nagarajan et al. Comparison of the mariner Schilling rudder and the mariner rudder for VLCCs in strong winds
US3207118A (en) Boat propulsion system
Van Terwisga et al. Steerable propulsion units: hydrodynamic issues and design consequences
Hooyer Behavior and handling of ships
RU2607135C2 (en) Aft end of ship stabilized for storm sailing
Conolly Paper 26. Stability and Control in Waves: A Survey of the Problem
US2837049A (en) River ferry driven by two sail-wheel propellers
RU180240U1 (en) SHIP MARINE INSTALLATION
RU2404902C1 (en) Floating facility
RU2475407C1 (en) Marine semisubmersible helideck
RU2653983C1 (en) Surface-underwater vehicle with changed geometry of shape form
RU2603709C1 (en) Multipurpose transport ship
RU2613472C1 (en) V-like twin screw mover for floating facilities (versions)
Khramushin Target ship design and features of navigation for motion stabilization and high propulsion in strong storms and icing
US2303437A (en) Means for the propulsion of ships
Khramushin Features architecture of mean ship to navigation in heavy, stormy and ice conditions on the northern seas

Legal Events

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

Effective date: 20170303