RU2672227C1 - Ship hull - Google Patents
Ship hull Download PDFInfo
- Publication number
- RU2672227C1 RU2672227C1 RU2017142863A RU2017142863A RU2672227C1 RU 2672227 C1 RU2672227 C1 RU 2672227C1 RU 2017142863 A RU2017142863 A RU 2017142863A RU 2017142863 A RU2017142863 A RU 2017142863A RU 2672227 C1 RU2672227 C1 RU 2672227C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hull
- boules
- vessel
- ship
- elastic elements
- 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
- B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
- B63B1/02—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
- B63B1/04—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with single hull
- B63B1/06—Shape of fore part
-
- 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
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 передней части судна вытеснительного типа (RU №2374120, МПК В63В 1/06, опубл. 27.11.2009 г.) 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 front of the displacement vessel (RU No. 2374120, IPC
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 overall strength of ships in emergency situations // Transactions of the Krylov State Scientific Center - Issue. 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.
Известен корпус судна с завалом борта и обратным наклоном форштевня (US №6601529, В63В 3/00, опубл. 05.08.2003 г.).Known hull with obstruction and the reverse inclination of the stem (US No. 6601529,
Недостатком данной конструкции является низкая остойчивость судна, что может привести к его опрокидыванию и гибели экипажа. Это объясняется уменьшенной по сравнению с традиционной конструкцией площадью ватерлинии, особенно при прохождении гребней волн, а также невысокими значениями восстанавливающего момента, действующего на судно при его накренении, что обусловлено малой величиной погружаемых в воду объемов судна при наклоне.The disadvantage of this design is the low stability of the vessel, which can lead to capsizing and the death of the crew. This is explained by the reduced waterline area compared with the traditional design, especially when passing wave crests, as well as by the low values of the restoring moment acting on the vessel during its heeling, which is due to the small size of the vessel's volume immersed in water when tilted.
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 либо разрушение его корпуса [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, а также разрушение его корпуса. 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, which is 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 topple over or destruction of its hull [Burakovsky EP, Burakovsky P.E. 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]. 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, as well as the destruction of its hull. 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 и разрушение его корпуса при захвате волной носовой оконечности за счет выполнения носовой оконечности с возможностью при критических значениях воздействующей гидродинамической силы изменять форму, улучшая обтекаемость, и восстанавливать форму до первоначальной при отсутствии внешних критических гидродинамических нагрузок.The invention solves the problem of improving the safety of navigation, excluding a catastrophic decrease in the stability of the vessel and the destruction of its hull when a nasal tip is captured by a wave due to the implementation of the nasal tip with the ability to change shape at critical values of the acting hydrodynamic force, improving streamlining, and restore the shape to its original shape in the absence of external critical hydrodynamic loads.
Для решения поставленной задачи в корпусе судна, выполненном в виде непроницаемой оболочки, сформированной из наружной обшивки и балок набора, предлагается носовую оконечность корпуса в верхней части выполнить обтекаемой, а плоскую поверхность палубы в носовой оконечности сформировать булями, обеспечивающими развал борта. Були предлагается оснастить упругими элементами, расположенными в направляющих, закрепленных на обтекаемой поверхности носовой оконечности корпуса. Жесткость упругих элементов предлагается выбрать такой, чтобы происходило смещение булей по направлению к днищу при достижении критической величины воздействующей гидродинамической силы, соответствующей предельно допустимому падению метацентрической высоты для данного судна, и возвращение булей в первоначальное положение при отсутствии внешних критических гидродинамических нагрузок.To solve this problem, in the hull of the vessel, made in the form of an impermeable shell formed from the outer skin and set beams, it is proposed that the hull tip in the upper part be streamlined, and the flat surface of the deck in the bow tip should be formed with boules that ensure the collapse of the side. It is proposed to equip the boules with elastic elements located in the guides mounted on the streamlined surface of the nasal tip of the body. It is proposed to choose the stiffness of the elastic elements so that the boules displace towards the bottom when the critical value of the acting hydrodynamic force reaches the maximum permissible drop in the metacentric height for the vessel and the boules return to their original position in the absence of external critical hydrodynamic loads.
В предлагаемом техническом решении при достижении гидродинамической силой, действующей на носовую оконечность, критического значения происходит смещение сдвигаемых булей по направлению от палубы к днищу, в результате чего улучшается обтекание корпуса судна и снижается действующая на него нагрузка, за счет чего исключается опрокидывание судна и разрушение его корпуса.In the proposed technical solution, when the hydrodynamic force acting on the nasal extremity reaches a critical value, the shifted boules shift from the deck to the bottom, resulting in improved flow around the hull of the vessel and reduced load acting on it, thereby eliminating the rollover of the vessel and its destruction corps.
На прилагаемых графических материалах изображено:The attached graphic materials show:
на фиг. 1 - поперечное сечение корпуса судна в районе носовой оконечности;in FIG. 1 is a cross section of the hull in the area of the bow;
на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.in FIG. 2 is a view A in FIG. one.
На графических материалах приняты следующие обозначения:The following notations are used on graphic materials:
1 - основная часть корпуса;1 - the main part of the body;
2 - сдвигаемые були;2 - shifted boules;
3 - упругий элемент;3 - elastic element;
4 - направляющая;4 - guide;
5 - скользящая шайба.5 - sliding washer.
Конструкция корпуса судна состоит из наружной обшивки и балок набора, формирующих основную часть корпуса 1 и сдвигаемые були 2, снабженные упругими элементами 3, соединенными со скользящими шайбами 5, установленными в направляющих 4.The hull structure consists of the outer skin and the set beams forming the main part of the
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 корпус 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. Кроме того, происходит рост напряжений от общего изгиба, что может привести к разрушению корпуса 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]. При достижении гидродинамической силой критического значения в предлагаемой конструкции произойдет смещение сдвигаемых булей 2 по направлению от палубы к днищу с преодолением сопротивления упругих элементов 3, установленных в направляющих 4. После смещения сдвигаемых булей 2 гидродинамические нагрузки, действующие на основную часть корпуса 1, уменьшатся за счет обтекаемой формы обводов в носовой оконечности основной части корпуса 1. Такая форма обводов позволит снизить нагрузку на носовую оконечность при ее обтекании со стороны палубы более чем в два раза по сравнению с конструкцией ближайшего аналога, характеризующейся наличием плоских поверхностей палубы [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 этом после перемещения сдвигаемых булей 2 в нижнее положение условия обтекания корпуса судна по направлению от днища к палубе ухудшатся, т.е. возрастет сопротивление движению носовой оконечности вниз, что уменьшит ее погружение в воду и, как следствие, снизит величину воспринимаемой гидродинамической силы. После прекращения действия гидродинамической силы сдвигаемые були 2 займут свое первоначальное положение на основной части корпуса 1 под действием упругих элементов 3. Таким образом, при отсутствии воздействия экстремальных нагрузок на носовую оконечность в случае реализации предлагаемой конструкции судно будет иметь значительную площадь ватерлинии и, соответственно, обладать высокой поперечной остойчивостью.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 hull of the vessel, 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 decrease sharply. In addition, there is an increase in stresses from the total bend, which can lead to the destruction of the hull [Burakovsky EP, Burakovsky PE 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 shifted
В качестве упругих элементов 3 могут быть использованы, например, витые цилиндрические пружины, соединенные со скользящими шайбами 5, установленными в направляющих 4. При этом скользящие шайбы 5 должны иметь возможность перемещения внутри направляющих 4, но воспринимать усилия, направленные перпендикулярно направляющим. Для этого в качестве направляющих 4 может быть использована, например, труба с продольной прорезью, изогнутая по форме основной части корпуса 1 и жестко соединенная с ней. Скользящая шайба в этом случае может быть выполнена, например, в виде диска с таким диаметром, чтобы при помещении его в трубу между ее внутренними стенками и наружной цилиндрической поверхностью диска имелся зазор заданной величины для обеспечения свободного перемещения скользящей шайбы 5 вдоль направляющей (при отсутствии упругих элементов 3) и малого перемещения в перпендикулярном направлении. Соединение сдвигаемых булей 2 и скользящих шайб 5 может быть выполнено, например, за счет оснащения скользящих шайб 5 выступами, проходящими через продольную прорезь в трубе и выходящими за ее наружную поверхность. К указанным выступам сдвигаемые були 2 могут быть прикреплены, например, с использованием сварки, клепки либо резьбовых соединений. При этом перемещение сдвигаемых булей 2 и соединенных с ними скользящих шайб 5 вниз по направляющим 4 будет происходить с преодолением сопротивления упругих элементов 3, перемещение в противоположном направлении будет осуществляться под действием упругих элементов 3.As
Для обеспечения своевременного перемещения сдвигаемых булей 2 жесткость упругих элементов 3 должна быть такой, что их деформирование будет происходить при достижении критической величины гидродинамической силы, соответствующей предельно допустимому падению метацентрической высоты для данного судна, либо предельно допустимому росту напряжений от общего изгиба в его корпусе. Указанное значение гидродинамической силы может быть оценено для каждого конкретного судна с использованием аппарата теории корабля и строительной механики 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 the timely movement of the
Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет исключить потерю остойчивости и разрушение корпуса судна при движении на встречном волнении в штормовых условиях, в отличие от конструкции корпуса в ближайшем аналоге, что способствует повышению безопасности мореплавания.Thus, the proposed design eliminates the loss of stability and the destruction of the hull when moving oncoming waves in stormy conditions, in contrast to the hull structure in the closest analogue, which contributes to the safety of navigation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142863A RU2672227C1 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Ship hull |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142863A RU2672227C1 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Ship hull |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2672227C1 true RU2672227C1 (en) | 2018-11-12 |
Family
ID=64327868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017142863A RU2672227C1 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Ship hull |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2672227C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2761360C1 (en) * | 2021-04-22 | 2021-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Forward end of ship hull |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6601529B1 (en) * | 2001-06-21 | 2003-08-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Stabilized tumblehome hull form |
RU2374120C2 (en) * | 2005-03-09 | 2009-11-27 | Ульстейн Дизайн Ас | Design of front part in vessel of displacement type |
JP2010095238A (en) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | National Maritime Research Institute | Device of reducing increase of in-wave resistance for marine vessel |
CN103921892A (en) * | 2014-04-23 | 2014-07-16 | 大连理工大学 | Novel ship bow |
RU2013121521A (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | THE BOW OF THE SHIP |
RU2607136C2 (en) * | 2015-03-02 | 2017-01-10 | Василий Николаевич Храмушин | Fore end of high-speed surface ship or relatively low-speed civil ship of high thunderstorm navigability and ice flotation in autonomous navigation |
-
2017
- 2017-12-07 RU RU2017142863A patent/RU2672227C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6601529B1 (en) * | 2001-06-21 | 2003-08-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Stabilized tumblehome hull form |
RU2374120C2 (en) * | 2005-03-09 | 2009-11-27 | Ульстейн Дизайн Ас | Design of front part in vessel of displacement type |
JP2010095238A (en) * | 2008-10-20 | 2010-04-30 | National Maritime Research Institute | Device of reducing increase of in-wave resistance for marine vessel |
RU2013121521A (en) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университет" | THE BOW OF THE SHIP |
CN103921892A (en) * | 2014-04-23 | 2014-07-16 | 大连理工大学 | Novel ship bow |
RU2607136C2 (en) * | 2015-03-02 | 2017-01-10 | Василий Николаевич Храмушин | Fore end of high-speed surface ship or relatively low-speed civil ship of high thunderstorm navigability and ice flotation in autonomous navigation |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2761360C1 (en) * | 2021-04-22 | 2021-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Forward end of ship hull |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5624611B2 (en) | Trimaran motion damping | |
CN100348459C (en) | Cross anti-pitch rudder | |
US3063397A (en) | Sub-surface craft | |
US8955451B2 (en) | Foil structure for providing buoyancy and lift | |
CN207328741U (en) | A kind of kiloton bulk freighter ship type | |
WO2014189425A1 (en) | A ship anti-rolling device | |
WO2016102497A1 (en) | Design of forepart of a vessel | |
CN102935874A (en) | Double submerged body small water plane composite water surface unmanned surface vehicle | |
RU2672227C1 (en) | Ship hull | |
RU2672225C1 (en) | Ship hull | |
RU2617866C1 (en) | Ship hull | |
RU163516U1 (en) | SMALL FISHING BOAT | |
CN103612705A (en) | Water-surface single-body unmanned boat of single-water-spraying propeller | |
RU2360827C2 (en) | Vessel without rolling motion in waves | |
RU2689094C1 (en) | Ship hull | |
RU2667025C1 (en) | Ship hull | |
RU2527244C1 (en) | Aft end of two-shaft vessel | |
WO2018150912A1 (en) | Hull structure | |
Gelling et al. | Recent developments in the design of fast ships | |
RU2682385C1 (en) | Ship hull | |
RU2761360C1 (en) | Forward end of ship hull | |
RU2690642C1 (en) | Forward end of ship hull | |
WO2013162474A1 (en) | A hull appendage | |
RU2740325C2 (en) | Ship hull | |
RU2743677C2 (en) | Ship hull |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201208 |