RU2617866C1 - Ship hull - Google Patents
Ship hull Download PDFInfo
- Publication number
- RU2617866C1 RU2617866C1 RU2016111017A RU2016111017A RU2617866C1 RU 2617866 C1 RU2617866 C1 RU 2617866C1 RU 2016111017 A RU2016111017 A RU 2016111017A RU 2016111017 A RU2016111017 A RU 2016111017A RU 2617866 C1 RU2617866 C1 RU 2617866C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impermeable
- vessel
- bow
- connection
- bending moment
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
- B63B43/02—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
- B63B3/02—Hulls assembled from prefabricated sub-units
- B63B3/04—Hulls assembled from prefabricated sub-units with permanently-connected sub-units
Landscapes
- 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)
Abstract
Description
Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию корпусов судов.The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to the design of hulls.
Известна конструкция части судна вытеснительного типа (Патент РФ на изобретение №2374120, МПК В63В 1/06, опубл. 27.11.2009) с поперечной симметрией относительно центральной оси, причем образующие линии корпуса увеличиваются по ширине от базовой линии. Низ является плоским или имеет килеватость и переходит в днище с заданным радиусом днища. От днища и до заданной высоты образующие линии немного наклонены наружу. На уровне палубы бака форма наклонной наружу линии прекращается и проходит вверх в виде изогнутой линии обратно в направлении центральной оси.A known design of the displacement type part of the vessel (RF Patent for the invention No. 2374120, IPC ВВВ 1/06, publ. 11/27/2009) with transverse symmetry relative to the central axis, with the hull forming lines increasing in width from the baseline. The bottom is flat or has a pitch and goes into the bottom with a given radius of the bottom. From the bottom to a predetermined height, the generatrix lines are slightly inclined outward. At the level of the deck of the tank, the shape of the outward sloping line stops and passes upward in the form of a curved line back in the direction of the central axis.
Данная конструкция обладает следующими недостатками:This design has the following disadvantages:
- судно имеет большую парусность;- the ship has a large windage;
- рулевая рубка удалена от машинного отделения, что затрудняет прокладку кабельных трасс;- the wheelhouse is removed from the engine room, which makes it difficult to lay cable routes;
- плохие условия обитаемости;- poor habitability;
- удары волн могут выбить иллюминаторы в рубке и привести к повреждению навигационного оборудования;- shock waves can knock out windows in the wheelhouse and lead to damage to navigation equipment;
- при большой высоте волн они могут перехлестнуться через надстройку, при этом плоские поверхности палубы будут способствовать захвату носа судна волной [Бураковский Е.П., Бураковский П.Е. Некоторые проблемы обеспечения общей прочности судов в чрезвычайных ситуациях // Труды Крыловского государственного научного центра. - Вып. 82(366), 2014. - С. 21-30];- at a high wave height, they can overlap through the superstructure, while the flat deck surfaces will contribute to the capture of the bow of the vessel by the wave [Burakovsky EP, Burakovsky PE Some problems of ensuring the general strength of ships in emergency situations // Transactions of the Krylov State Scientific Center. - Vol. 82 (366), 2014. - S. 21-30];
- плохая всхожесть на волну, т.к. из-за стройности ватерлинии судно врезается в волну, и она скручивается над носом и в сторону, в результате чего нос судна может быть захвачен волной, что приведет к гибели судна.- poor germination per wave, because due to the slenderness of the waterline, the ship crashes into a wave, and it twists above the bow and to the side, as a result of which the bow of the ship can be captured by the wave, which will lead to the death of the ship.
В качестве ближайшего аналога принят корпус судна, представляющий собой непроницаемую оболочку, состоящую из тонких листов, которые подкреплены балками, выполненными из прокатных или составных сварных профилей (Барабанов Н.В. Конструкция корпуса морских судов. Л., Судостроение, 1981. - 552 с., с. 9-11, рисунок 1).The hull of the vessel, which is an impenetrable shell consisting of thin sheets, which are supported by beams made of rolled or composite welded sections (Barabanov N.V. Design of the hull of marine vessels. L., Shipbuilding, 1981. - 552 s), was adopted as the closest analogue. ., p. 9-11, figure 1).
Данная конструкция обладает существенным недостатком, заключающимся в возможности захвата носовой оконечности волной, что обусловлено наличием плоских поверхностей палубы и надстройки бака, вследствие чего может произойти падение метацентрической высоты и опрокидывание судна [Бураковский Е.П., Бураковский П.Е. Некоторые проблемы обеспечения общей прочности судов в чрезвычайных ситуациях // Труды Крыловского государственного научного центра - Вып. 82(366), 2014 - С. 21-30]. Захват носовой оконечности волной означает, что при сильном заливании палубы она работает в подводном положении как крыло, обтекаемое потоком жидкости, в результате чего на плоских поверхностях возникает равнодействующая сил давления, определяющаяся углом атаки и скоростью набегающей жидкости. Это обтекание неустойчиво, в результате чего равнодействующая может в любой момент сместиться в сторону от диаметральной плоскости и вызвать сильный крен или опрокидывание судна. Под действием равнодействующей гидродинамических сил дифферент судна растет, при этом наблюдается резкое снижение поперечной метацентрической высоты, что способствует опрокидыванию судна.This design has a significant drawback consisting in the possibility of capturing the bow of the nose by the wave, due to the presence of flat deck surfaces and the superstructure of the tank, as a result of which a metacentric height may fall and the vessel will tip over [Burakovsky E.P., Burakovsky P.E. Some problems of ensuring the overall strength of ships in emergency situations // Transactions of the Krylov State Scientific Center - Issue. 82 (366), 2014 - S. 21-30]. Capture of the nasal tip by a wave means that when the deck is flooded heavily, it operates in a submerged position as a wing streamlined by a liquid stream, as a result of which pressure forces arise on flat surfaces, which is determined by the angle of attack and the speed of the incoming liquid. This flow is unstable, as a result of which the resultant can at any moment move away from the diametrical plane and cause a strong roll or tipping of the vessel. Under the action of the resultant hydrodynamic forces, the trim of the vessel increases, while there is a sharp decrease in the transverse metacentric height, which contributes to the capsizing of the vessel.
Изобретение решает задачу повышения безопасности мореплавания, исключая катастрофическое снижение остойчивости судна при захвате волной носовой оконечности за счет ограничения гидродинамической силы, действующей на корпус судна.The invention solves the problem of improving the safety of navigation, excluding a catastrophic decrease in the stability of the vessel upon capture by the wave of the bow tip due to the limitation of the hydrodynamic force acting on the ship's hull.
Для решения поставленной задачи в корпусе судна, выполненном в виде непроницаемой оболочки, сформированной из наружной обшивки и балок набора, предлагается непроницаемую оболочку выполнить в виде двух отдельных непроницаемых частей - носовой и кормовой, связанных расположенным на носовой стороне корпуса от мидель-шпангоута неразъемным соединением. Прочность неразъемного соединения предлагается выбрать такой, чтобы обеспечить соединение частей до достижения изгибающим моментом М0, действующим на неразьемное соединение, предельной величины, связанной с критической величиной гидродинамической силы Ркр, которая соответствует предельно допустимому падению метацентрической высоты для данного судна, следующим соотношением:To solve the problem in the hull, made in the form of an impenetrable shell formed from the outer skin and set beams, it is proposed that the impenetrable shell be made in the form of two separate impermeable parts - fore and aft, connected by an integral connection located on the fore side of the hull from the mid-frame. The strength of the permanent connection is proposed to be chosen so as to ensure the connection of the parts until the bending moment M 0 acting on the permanent connection reaches the limit value associated with the critical value of the hydrodynamic force P cr , which corresponds to the maximum allowable drop in the metacentric height for a given vessel, by the following ratio:
гдеWhere
М0 - предельная величина изгибающего момента, действующая на неразъемное соединение, Н⋅м;M 0 - the limit value of the bending moment, acting on an integral connection, Nm;
Ркр - критическая величина гидродинамической силы, Н;P cr - the critical value of the hydrodynamic force, N;
LH - длина носовой непроницаемой части, м;L H - the length of the nasal impermeable part, m;
- расстояние от носа судна до точки приложения равнодействующей гидродинамических сил при захвате волной носовой оконечности судна, м; - distance from the bow of the vessel to the point of application of the resultant hydrodynamic forces when the wave captures the bow of the ship, m;
Кз - коэффициент запаса.To s - safety factor.
В предлагаемом техническом решении при превышении гидродинамической силой, действующей на носовую оконечность, критического значения происходит разрушение неразъемного соединения, за счет чего исключается опрокидывание судна, а носовая и кормовая непроницаемые части остаются на плаву.In the proposed technical solution, when the hydrodynamic force acting on the nasal extremity exceeds a critical value, the inextricable joint is destroyed, thereby preventing the ship from tipping over, and the fore and aft impermeable parts remain afloat.
На прилагаемых графических материалах изображен общий вид предлагаемого корпуса судна.The attached graphic materials depict a general view of the proposed hull.
На графических материалах приняты следующие обозначения:The following notations are used on graphic materials:
1 - кормовая непроницаемая часть;1 - feed impermeable part;
2 - носовая непроницаемая часть;2 - nasal impermeable part;
3 - неразъемное соединение;3 - one-piece connection;
L - длина судна, м;L is the length of the vessel, m;
LH - длина носовой непроницаемой части, м;L H - the length of the nasal impermeable part, m;
LK - длина кормовой непроницаемой части, м;L K - the length of the feed impermeable part, m;
Р - равнодействующая гидродинамических сил при захвате волной носовой оконечности судна, Н;P is the resultant of hydrodynamic forces when a wave captures the bow of the ship, N;
- расстояние от носа судна до точки приложения равнодействующей гидродинамических сил при захвате волной носовой оконечности судна, м. - distance from the bow of the vessel to the point of application of the resultant hydrodynamic forces when the wave captures the bow of the ship, m
Конструкция корпуса судна состоит из наружной обшивки и балок набора, формирующих кормовую непроницаемую часть 1 и носовую непроницаемую часть 2, которые соединены неразъемным соединением 3.The hull structure consists of an outer skin and set beams forming a stern
Корпус судна работает следующим образом. При движении судна на сильном встречном волнении может происходить периодическое погружение в воду носовой оконечности, что ведет к появлению сложного режима обтекания палубы. В таких условиях возможно возникновение значительных нагрузок, действующих на носовую часть палубы корпуса судна, вызванных обтеканием погруженной палубы, которую можно рассматривать как крыло сложной формы, расположенное под углом атаки к набегающему потоку жидкости. Под действием гидродинамической силы дифферент судна будет увеличиваться, а параметры его остойчивости резко снижаться [Бураковский Е.П., Бураковский П.Е. Некоторые проблемы обеспечения общей прочности судов в чрезвычайных ситуациях // Труды Крыловского государственного научного центра - Вып. 82(366), 2014 - С. 21-30]. При достижении гидродинамической силой критического значения в предлагаемой конструкции произойдет разрушение неразъемного соединения 3, в результате чего кормовая непроницаемая часть 1 и носовая непроницаемая часть 2 разъединятся. Их водонепроницаемое исполнение позволит избежать затопления обеих частей. С отсоединением носовой непроницаемой части 2 гидродинамические нагрузки, действующие на кормовую непроницаемую часть 1, уменьшатся, что позволит обеспечить безопасность экипажа, у которого будет время на принятие решений по выбору оптимального режима движения судна и мероприятий по улучшению его остойчивости, либо на эвакуацию в случае неблагоприятного развития ситуации. Конструкция ближайшего аналога в условиях шторма на сильном встречном волнении характеризуется тем, что при захвате волной носовой оконечности вследствие роста гидродинамической силы и падения метацентрической высоты происходит опрокидывание судна, причем процесс этот развивается настолько быстро, что экипаж не успевает предпринять никаких действий.The hull operates as follows. When the vessel is moving in strong oncoming waves, the bow tip may periodically immerse in water, which leads to the appearance of a complex mode of flow around the deck. Under such conditions, significant loads may occur, acting on the bow of the hull, caused by the flow around the submerged deck, which can be considered as a wing of complex shape, located at an angle of attack to the incoming liquid flow. Under the influence of hydrodynamic force, the trim of the vessel will increase, and its stability parameters will sharply decrease [Burakovsky EP, Burakovsky P.E. Some problems of ensuring the overall strength of ships in emergency situations // Transactions of the Krylov State Scientific Center - Issue. 82 (366), 2014 - S. 21-30]. When the hydrodynamic force reaches a critical value in the proposed design, the
Для обеспечения своевременного отсоединения носовой непроницаемой части 2 от кормовой непроницаемой части 1 разрушение неразъемного соединения 3 должно происходить тогда, когда значение гидродинамической силы достигнет некоторой критической величины Ркр, соответствующей предельно допустимому падению метацентрической высоты для данного судна. Ее величина и отстояние точки приложения от носа судна могут быть оценены для каждого конкретного судна с использованием аппарата теории корабля в соответствии с [Бураковский Е.П., Бураковский П.Е. Некоторые проблемы обеспечения общей прочности судов в чрезвычайных ситуациях // Труды Крыловского государственного научного центра - Вып. 82(366), 2014 - С. 21-30].To ensure timely disconnection of the bow of the
Для обеспечения эффективности предлагаемой конструкции необходимо, чтобы при приближении значения гидродинамической силы к величине Ркр действующий в неразъемном соединении 3 изгибающий момент был равен предельному моменту М0, при котором происходит разрушение неразъемного соединения 3, с учетом коэффициента запаса Кз. Из этого условия можно определить требуемый предельный момент для неразъемного соединения 3, при котором будет происходить его разрушениеTo ensure the effectiveness of the proposed design, it is necessary that when approaching the value of the hydrodynamic force to P cr, the bending moment acting in one-
где М0 - предельная величина изгибающего момента, действующая на неразъемное соединением, Н⋅м;where M 0 - the limit value of the bending moment, acting on one-piece connection, Nm;
Ркр - критическая величина гидродинамической силы, Н;P cr - the critical value of the hydrodynamic force, N;
LH - длина носовой непроницаемой части, м;L H - the length of the nasal impermeable part, m;
- расстояние от носа судна до точки приложения равнодействующей гидродинамических сил при захвате волной носовой оконечности судна, м; - distance from the bow of the vessel to the point of application of the resultant hydrodynamic forces when the wave captures the bow of the ship, m;
Кз - коэффициент запаса.To s - safety factor.
Для обеспечения непотопляемости носовой непроницаемой части 2 и кормовой непроницаемой части 1 в районе неразъемного соединения 3 необходима установка двух водонепроницаемых переборок. Их прочность должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к бортовым перекрытиям рассматриваемого судна, так как после отделения носовой непроницаемой части 2 эти переборки окажутся под воздействием нагрузок, сопоставимых с теми, которые действуют на бортовые перекрытия. Обеспечение разрушения неразъемного соединения 3 при достижении изгибающим моментом требуемой величины М0 может быть достигнуто за счет использования листов наружной обшивки меньшей толщины между указанными переборками, чем для соседних районов корпуса, либо путем проточки канавок, обеспечивающих местное ослабление обшивки. Кроме того, возможно использование болтовых и заклепочных соединений листов в районе неразъемного соединения 3, при этом болты либо заклепки должны срезаться усилием, возникающим при достижении изгибающим моментом в сечении корпуса величины М0. Также возможно применение сварных швов, прочность которых должна быть ниже, чем прочность пластин обшивки. Указанные способы могут быть применены и для соединения балок продольного набора корпуса в районе неразъемного соединения 3.To ensure the unsinkability of the bow of the
Следует заметить, что чрезмерное уменьшение величины М0 может привести к недопустимому снижению прочности корпуса судна и его разрушению в процессе нормальной эксплуатации, не сопряженной с воздействием экстремальных нагрузок в процессе захвата волной носовой оконечности. Для предотвращения такой ситуации может потребоваться реализация мероприятий, увеличивающих значения Ркр, т.е. повышающих остойчивость судна, например, за счет укладки твердого балласта. Это позволит обеспечить достаточную прочность корпуса судна и эффективность предлагаемых конструктивных решений.It should be noted that an excessive decrease in the value of M 0 can lead to an unacceptable decrease in the strength of the hull and its destruction during normal operation, not associated with the action of extreme loads in the process of capture by the wave of the bow tip. To prevent such a situation, it may be necessary to implement measures that increase the values of P cr , i.e. increasing the stability of the vessel, for example, by laying solid ballast. This will ensure sufficient strength of the hull and the effectiveness of the proposed design solutions.
Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет исключить потерю остойчивости судном при движении на встречном волнении в штормовых условиях, что способствует повышению безопасности мореплавания.Thus, the proposed design eliminates the loss of stability of the vessel during movement on oncoming waves in stormy conditions, which contributes to increased safety of navigation.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111017A RU2617866C1 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Ship hull |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016111017A RU2617866C1 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Ship hull |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2617866C1 true RU2617866C1 (en) | 2017-04-28 |
Family
ID=58697530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016111017A RU2617866C1 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Ship hull |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2617866C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2667025C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-09-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Ship hull |
RU2685369C1 (en) * | 2018-04-13 | 2019-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Ship hull |
RU2689094C1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Ship hull |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU730291A3 (en) * | 1977-07-14 | 1980-04-25 | Сточня Шчетинска Им. А. Варскиего (Инопредприятие) | Ship hull |
SU1229121A1 (en) * | 1984-03-30 | 1986-05-07 | Центральное технико-конструкторское бюро Министерства речного флота РСФСР | Ship hull |
CA2466392A1 (en) * | 2004-05-05 | 2005-11-05 | James E. Avidiya | Sectional boat |
UA15817U (en) * | 2006-01-27 | 2006-07-17 | Anatolii Petrovych Chornyi | Vessel |
RU2448014C2 (en) * | 2010-06-10 | 2012-04-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Double-wall shipboard |
-
2016
- 2016-03-24 RU RU2016111017A patent/RU2617866C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU730291A3 (en) * | 1977-07-14 | 1980-04-25 | Сточня Шчетинска Им. А. Варскиего (Инопредприятие) | Ship hull |
SU1229121A1 (en) * | 1984-03-30 | 1986-05-07 | Центральное технико-конструкторское бюро Министерства речного флота РСФСР | Ship hull |
CA2466392A1 (en) * | 2004-05-05 | 2005-11-05 | James E. Avidiya | Sectional boat |
UA15817U (en) * | 2006-01-27 | 2006-07-17 | Anatolii Petrovych Chornyi | Vessel |
RU2448014C2 (en) * | 2010-06-10 | 2012-04-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Double-wall shipboard |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2667025C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-09-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Ship hull |
RU2689094C1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Ship hull |
RU2685369C1 (en) * | 2018-04-13 | 2019-04-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Ship hull |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU108411U1 (en) | INLAND VESSEL WITH VARIABLE LOAD CAPACITY | |
RU2617866C1 (en) | Ship hull | |
WO2017081996A1 (en) | Ship | |
CN103910044A (en) | Large-scale floating type ocean-structure semi-submersible lifting platform and application method thereof | |
CN110466698A (en) | Ice breaker | |
Bouckaert et al. | Hull Vane on 108m holland-class OPVs: effects on fuel consumption and seakeeping | |
NO309463B1 (en) | Hull shape of an icebreaking ship | |
RU2672225C1 (en) | Ship hull | |
RU163516U1 (en) | SMALL FISHING BOAT | |
CN110949624B (en) | Ice-breaking ship with double folding angle broadsides | |
CN107187554A (en) | The binary partly latent barge defeated for the dry haul of semisubmersible drilling platform and operational method | |
CN103612705A (en) | Water-surface single-body unmanned boat of single-water-spraying propeller | |
RU2527244C1 (en) | Aft end of two-shaft vessel | |
RU2667025C1 (en) | Ship hull | |
CN105836090A (en) | Merchant ship without ballast water | |
RU2685369C1 (en) | Ship hull | |
RU2672227C1 (en) | Ship hull | |
EP4255800A2 (en) | Watercraft | |
RU2689094C1 (en) | Ship hull | |
RU2743677C2 (en) | Ship hull | |
RU2740325C2 (en) | Ship hull | |
CN107585257A (en) | A kind of kiloton bulk freighter ship type | |
RU2690642C1 (en) | Forward end of ship hull | |
Carmichael | Practical ship production | |
RU2682385C1 (en) | Ship hull |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190325 |