RU2677539C1 - Device for reducing hydrodynamic resistance of bottom of vessel on compressed pneumatic air flow - Google Patents
Device for reducing hydrodynamic resistance of bottom of vessel on compressed pneumatic air flow Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677539C1 RU2677539C1 RU2018117107A RU2018117107A RU2677539C1 RU 2677539 C1 RU2677539 C1 RU 2677539C1 RU 2018117107 A RU2018117107 A RU 2018117107A RU 2018117107 A RU2018117107 A RU 2018117107A RU 2677539 C1 RU2677539 C1 RU 2677539C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vessel
- cavity
- perforated
- air
- hull
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 10
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 8
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 4
- -1 for example Substances 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60V—AIR-CUSHION VEHICLES
- B60V3/00—Land vehicles, waterborne vessels, or aircraft, adapted or modified to travel on air cushions
- B60V3/06—Waterborne vessels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при конструировании судов, использующих динамическую воздушную подушку, обладающих высокопроизводительным свойством компрессора на использовании импеллера, реактивная струя которого направлена для пневмоканалов в виде сжатого воздуха под днищем для создания подъемной и тяговой силы, и может быть использовано при создании транспортных судов (ТСВП) для перемещения по воде, снегу и земле.The invention relates to shipbuilding and can be used in the construction of ships using a dynamic air cushion, having a high-performance compressor property using an impeller, the jet of which is directed for pneumatic channels in the form of compressed air under the bottom to create lifting and traction forces, and can be used to create transport ships (TSVP) for moving on water, snow and land.
Известно судно на воздушной подушке, содержащее корпус, нагнетательную установку с рулевым устройством, ограждение области воздушной подушки с носовым и кормовыми элементами и боковыми скегами, снабженными гибкими ограждениями, прикрепленными к их нижней части, на наружных поверхностях гибких ограждений под углом 30-60° к вертикальной плоскости размещены полосы из эластичного материала, имеющие клиновидную форму, при этом полосы заостренной частью ориентированы по направлению движения судна (Патент RU №2182089, B60V 3/06 от 10.05.2002).A hovercraft is known, comprising a hull, an injection unit with a steering device, an air cushion area fence with bow and stern elements and side skegs provided with flexible guards attached to their lower part on the outer surfaces of the flexible guards at an angle of 30-60 ° to the vertical plane contains strips of elastic material having a wedge-shaped shape, while the strips of the pointed part are oriented in the direction of movement of the vessel (Patent RU No. 2182089,
Однако воздушная прослойка на этом судне ограничена устойчивостью не по всей площади днища корпуса судна, а лишь в узком диапазоне только связанное по обоим бортам в виде сбегов, так как борта судна не связаны с формой днища судна без учета характера смоченной поверхности днища судна от начального носового участка до конца кормовой части всего судна в целом, так как зона гидродинамических ударов располагается по всей смоченной поверхности днища, т.е. отсутствует возможность упругой деформации покрытия снизу вторым дном из перфорированного гибкого полотна и образованную при этом полость, сообщенную с источником сжатого воздуха посредством соединения газовоздушной трубки с обратным клапаном.However, the air gap on this vessel is limited by stability not over the entire area of the bottom of the hull, but only in a narrow range only connected on both sides in the form of runoffs, since the sides of the vessel are not connected with the shape of the bottom of the vessel without taking into account the nature of the wetted surface of the bottom of the vessel from the initial bow section to the end of the stern of the entire ship as a whole, since the hydrodynamic shock zone is located along the entire wetted bottom surface, i.e. there is no possibility of elastic deformation of the coating from below by the second bottom of a perforated flexible web and the cavity formed in this case, connected to a source of compressed air by connecting a gas-air tube with a check valve.
Таким образом, отсутствует возможность получения изменения механических характеристик покрытия, когда эффективность работы покрытия зависит от переменных внешних и внутренних условий окружающей среды - давления воды и воздуха при обтекании днища корпуса судна, связанное с потоком с воздуховоздушным потоком в движении, и скорости движения судном недостаточны для подъемной и тяговой силы, и не достигают повышения эффективности динамической воздушной подушки и снижения сопротивления воды движению судна на пневмопотоке на воде и твердой поверхности.Thus, it is not possible to obtain changes in the mechanical characteristics of the coating when the coating's operating efficiency depends on variable external and internal environmental conditions — the pressure of water and air when flowing around the bottom of the ship’s hull, due to the flow with the air-air flow in motion, and the speed of the ship is insufficient lifting and traction forces, and do not achieve an increase in the efficiency of a dynamic air cushion and a decrease in the resistance of water to the movement of the vessel in a pneumatic flow on water and firmly surface.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для снижения гидродинамического сопротивления днища корпуса судна на сжатом пневмопотоке, содержащее корпус, нагнетатель воздуха высокого давления в виде импеллера, рулевое устройство, бортовые скеги при этом днище обтекаемого корпуса защищено слоем материала, выполненного со свободно выступающими одним концом отдельными упругими стержнями и/или волокнами, изготовленными из упругих полиэтиленовых материалов в виде щетки, скрепленных жестко с защитным покрытием материала (Патент RU №2641345, B60V 3/06, B60V 1/04, В63В 1/38 от 17. 01.2018).Closest to the proposed technical solution is a device to reduce the hydrodynamic resistance of the bottom of the hull on a compressed air stream, comprising a hull, a high-pressure air blower in the form of an impeller, a steering device, side skegs while the bottom of the streamlined hull is protected by a layer of material made with freely protruding one end individual elastic rods and / or fibers made of elastic polyethylene materials in the form of a brush fastened rigidly with a protective coating material (Patent RU No. 2641345,
Такая конструкция позволяет с воздушной прослойкой под днищем обеспечивает снижение сопротивления трения в широком диапазоне скоростей движения судна, и повышения эксплуатационных характеристик судна на сжатом пневмопотоке.This design allows with an air gap under the bottom to reduce friction resistance in a wide range of vessel speeds, and to increase the operational characteristics of the vessel in compressed air flow.
Недостатком данного покрытия является невозможность регулировать гибко-упругих свойств перфорированного материала покрытия и его механических характеристик (например, изгибающих моментов для впуска воды и воздуха из полости предложенного устройства) демпфирующей жидкости или газового потока при изменении параметров движения гибкого тела по отношению к прочному днища корпуса судна, а также повышения прочности покрытия в условиях окружающей среды - плотность воды и сжатого воздуха. Это повысить подъемную силу и движение судна в целом.The disadvantage of this coating is the inability to adjust the flexible-elastic properties of the perforated coating material and its mechanical characteristics (for example, bending moments for water and air inlet from the cavity of the proposed device) damping fluid or gas flow when changing the motion parameters of a flexible body relative to the durable bottom of the ship’s hull , as well as increasing the strength of the coating in environmental conditions - the density of water and compressed air. This will increase the lifting force and movement of the ship as a whole.
Предлагаемое судно на сжатом пневмопотоке имеет один жесткий корпус днища, а второй наружный технологический перфорированный гибкий материал, прилегающего к днищу корпуса судна, расположено на опорной (водной) поверхности между боковыми ограждающими скегами, свободное пространство (полость) между жестким корпусом и перфорированным гибким материалом сообщены посредством газовоздушной трубки с обратным клапаном с переходным закрытым участком, и с соплом импеллера, т.е. для выполнения технологических операций и действия для жесткого днища корпуса.The proposed vessel in compressed air flow has one rigid bottom hull, and the second external technological perforated flexible material adjacent to the bottom of the hull is located on the supporting (water) surface between the side skegs, the free space (cavity) between the rigid hull and the perforated flexible material is communicated by means of a gas tube with a check valve with a transitional closed section, and with an impeller nozzle, i.e. to perform technological operations and actions for the rigid bottom of the housing.
Особенностью вновь предложенного судна на сжатом пневмопотоке является то, что наружный технический, так называемый корпус, расположенный с внешней стороны над жестким днищем корпуса судна выполнен перфорированным с отверстиями гибкого полотнища, в центре его выполнено прочное малое днище в виде пластиковой пластины высокой прочности, скрепленной жестко с поплавком из материала с удельным весом, меньше удельного веса воды, причем поплавок выполнен, например из пенопласта, размещенного в полости между жестким днищем корпуса судна и перфорированным с отверстиями гибким полотнищем.A feature of the newly proposed ship in compressed pneumatic flow is that the external technical, the so-called hull located on the outside above the rigid bottom of the hull is perforated with holes in the flexible cloth, in the center there is a solid small bottom in the form of a high-strength plastic plate fastened rigidly with a float from a material with a specific gravity less than the specific gravity of water, moreover, the float is made, for example, of foam, placed in the cavity between the rigid bottom of the ship’s hull and a flexible cloth formed with holes.
Задача изобретения - повышение эффективности динамической воздушной подушки и снижения сопротивления воды движению судна, а также подъемной и тяговой силы с повышенными скоростными возможностями.The objective of the invention is to increase the efficiency of a dynamic air cushion and reduce the resistance of water to the movement of the vessel, as well as the lifting and traction forces with increased speed capabilities.
Технический результат от использования изобретения заключается в создании перфорированного гибкого материала, имеющего упругие изгибающие свойства материала покрытия и механических характеристик демпфирующей воды и газа при движении судна на сжатом пневмопотоке, которые образуют единую замкнутую обтекаемую форму на всей площади днища корпуса и, полость соединена посредством газовоздушной трубки с обратным клапаном с закрытым переходным напорным участком и с соплом импеллера в широком диапазоне скоростей со стороны высокого давления воздуха (газодинамической струи).The technical result from the use of the invention is to create a perforated flexible material having elastic bending properties of the coating material and mechanical characteristics of the damping water and gas when the vessel is moving in compressed air flow, which form a single closed streamlined shape over the entire area of the bottom of the hull and the cavity is connected by means of a gas pipe with non-return valve with a closed transition pressure section and with an impeller nozzle in a wide range of speeds on the high pressure side Air Ia (gazodinamicheskoj jet).
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для снижения гидродинамического сопротивления днища корпуса на сжатом пневмопотоке, содержащем корпус, нагнетатель воздуха высокого давления в виде импеллера с соплом, рулевое устройство, бортовые скеги, днище обтекаемого корпуса защищено слоем износостойкого защитного материала, согласно изобретения, днище жесткого корпуса судна выполнено дополнительно в виде, перфорированного с отверстиями гибкого полотнища из изностойкого защитного материала для впуска и выпуска газовой смеси которым снабжается полость между жестким днищем корпуса и дополнительно выполненным перфорированным с отверстиями гибким полотнищем в своей подводной части днища корпус, образует замкнутую полость, сообщенную с закрытым напорным участком, соединенного с соплом источника сжатого воздуха, создающим динамическое давление на опорную поверхность воды под днищем с экранным эффектом, при этом наружное перфорированное гибкое полотнище в центре выполнено прочным малым днищем в виде пластиковой пластины высокой прочности, скрепленной жестко с поплавком из материала с удельным с удельным весом, меньшим удельного веса воды, причем поплавок размещен внутри полости между жестким днищем корпуса и перфорированным с отверстиями гибким полотнищем.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for reducing the hydrodynamic resistance of the bottom of the body on a compressed pneumatic flow comprising the body, a high pressure air blower in the form of an impeller with a nozzle, the steering device, side skegs, and the floor of the streamlined body are protected by a layer of wear-resistant protective material, according to the invention, the bottom of the hull of the vessel is additionally made in the form of perforated with holes in the flexible panel of wear-resistant protective material for intake and exhaust gas mixture which is supplied with a cavity between the rigid bottom of the housing and an additionally made perforated flexible cloth in its underwater part of the bottom of the housing, forms a closed cavity in communication with a closed pressure section connected to the nozzle of the compressed air source, creating dynamic pressure on the supporting surface of the water under the bottom with a screen effect, while the outer perforated flexible panel in the center is made of a durable small bottom in the form of a plastic plate of high strength, scratch lennoy rigidly with a float of a material with a specific a specific gravity less than the specific gravity of water, and the float is positioned within the cavity between the rigid bottom shell and perforated with holes flexible material web.
Кроме того, высокое давление воздуха в переходном закрытом напорном участке с соплом подсоединяют с возможностью соединения его посредством газовоздушной трубки, снабженной обратным клапаном и с полостью между жестким днищем корпуса и перфорированным с отверстиями гибким полотнищем.In addition, the high air pressure in the transitional closed pressure section with the nozzle is connected with the possibility of connecting it by means of a gas tube equipped with a check valve and with a cavity between the rigid bottom of the housing and the perforated flexible panel.
Кроме того, поплавок выполняют из легкого материала, например из пенопласта.In addition, the float is made of light material, for example, foam.
Указанные отличия - что использование перфорированного с отверстиями гибкого полотнища как дополнительного технологического днища, покрывающего свободно открытое жесткое днище корпуса судна и скрепленного жестко только по периметру его, например металлическими пластинами, создает свободную замкнутую полость под жестким днищем и делает возможность подавать газодинамическую струю воздуха в замкнутую полость одновременно в режиме движения скоростного судна на пневмопотоке (соединение газовоздушной трубки выполнено автоматически закрывающим с обратным клапаном). Таким образом, особенности передвижения судна начинается с работы импеллера, который создает давление воздуха и начинает вытеснять сначала воду из пространства полости, дальше происходит вход и выход струи воздуха высокого давления через перфорированное с отверстиями гибкого полотнища в сторону опорной поверхности воды. Выход воздуха снаружи гибкого полотнища (технологического корпуса) создает появлением мелких пузырей снаружи гибкого полотнища, которые создают возникновение воздушной прослойки в виде смазки, существенно снижают гидродинамическое сопротивление всего судна, а, следовательно, при одинаковой мощности движителя (импеллера), увеличить и скорость перемещения до крейсерской. Поскольку подача воздуха снаружи перфорированного с отверстиями гибкого полотнища будет сопровождаться согласно закона Архимеда некоторым «проваливанием» судна в воду, то подачу воздуха в полость под жесткий корпус судна автоматизирован в соответствии со снижением подъемной силы или увеличением подъемной силы и тяги судна в целом, т.е. работа устройства заключается в отборе сжатого воздуха из переходного закрытого напорного участка с соплом импеллера и, подачу струи воздуха в замкнутую полость ниже жесткого днища корпуса по всему его свободному периметру, выполненному определенной формы, и повторяющей форму днища, закрепленной концами по периметру перфорированной с отверстиями гибким полотнищем, полость, которая соединена посредством газовоздушной трубки, снабженной обратным клапаном, который не позволяет воде поступать в газовоздушную трубку в сторону закрытого напорного участка с соплом импеллера при отключении из работы (остановки движителя высокого давления, возникающей от гидродинамической силы воды снизу при стоянке судна и при начале (стартового) движения судна. Что касается поплавка, то он создает поддержание и ограничение от прижатия средней части гибкого полотнища к жесткому днищу корпуса, а значит и от прилипания его, а короткая пластиковая пластина (днища) высокой прочности скрепленной с поплавком, одновременно служит и жесткой обтекающей скользящей опорной поверхностью в воде с внешней (наружной) стороны гибкого полотнища со стороны набегающего газоводяного потока, т.е. гидродинамической среды.The indicated differences are that the use of a flexible plate perforated with holes as an additional technological bottom covering the freely open rigid bottom of the ship’s hull and fastened only along its perimeter, for example with metal plates, creates a free closed cavity under the hard bottom and makes it possible to supply a gas-dynamic jet of air into a closed the cavity simultaneously in the mode of movement of a high-speed vessel in a pneumatic flow (the connection of the gas-air tube is automatically performed for with check valve). Thus, the peculiarities of the vessel’s movement begin with the operation of the impeller, which creates air pressure and begins to displace water from the cavity space first, then the high-pressure air stream enters and exits through the perforated with openings of the flexible cloth towards the supporting surface of the water. The air outlet outside the flexible panel (technological case) creates the appearance of small bubbles outside the flexible panel, which create the appearance of an air gap in the form of lubricant, significantly reduce the hydrodynamic resistance of the entire vessel, and, therefore, with the same propulsion (impeller) power, increase the speed of movement to cruising. Since the air supply outside the perforated flexible panel with holes will be accompanied, according to the Archimedes law, by some “sinking” of the vessel into the water, the air supply to the cavity under the rigid hull of the vessel is automated in accordance with a decrease in the lifting force or the increase in the lifting force and thrust of the vessel as a whole, i.e. e. the operation of the device consists in the selection of compressed air from the transitional closed pressure section with the impeller nozzle and, supplying a jet of air into the closed cavity below the rigid bottom of the housing along its entire free perimeter, made of a certain shape, and repeating the shape of the bottom, fixed with perforated perforated holes with flexible ends panel, a cavity that is connected by means of a gas pipe equipped with a check valve that prevents water from entering the gas pipe towards the closed the upstream section with the impeller nozzle when shutting down (stopping the high-pressure propulsor arising from the hydrodynamic force of the water below when the vessel is stationary and when the vessel starts (starting)). As for the float, it creates maintenance and limitation from pressing the middle part of the flexible cloth to to the rigid bottom of the body, and hence from its sticking, and a short plastic plate (bottom) of high strength bonded to the float, at the same time serves as a rigid, flowing sliding supporting surface in water with external the outer (outer) side of the flexible panel from the side of the incoming gas-water flow, i.e. hydrodynamic medium.
Такая конструкция устройства уменьшает сопротивление движения судна, особенно в условиях волнения, а также уменьшения рыскания судна и повышения его устойчивости по курсу. Оно имеет практическую реализацию, просто в исполнении. В целом повышаются сроки эксплуатации, и обуславливает усовершенствование с целью эффективности динамической воздушной подушки, а также с повышенными коростными возможностями.This design of the device reduces the resistance to movement of the vessel, especially in conditions of excitement, as well as to reduce the yaw of the vessel and increase its stability along the course. It has a practical implementation, simply performed. In general, the service life is increased, and causes improvement with the aim of the effectiveness of a dynamic air cushion, as well as with increased skorostnymi capabilities.
Заявителем не выявлены технические решения, тождественные заявляемому изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии «новизна».The applicant has not identified technical solutions identical to the claimed invention, which allows us to conclude that it is “novelty”.
Реализация отличительных признаков изобретения обуславливает также появление важных свойств объекта: происходит сопровождение появление мелких пузырей снаружи технологического гибкого полотнища (корпуса), которые существенно снижают гидродинамическое сопротивление всего судна, что увеличивает скорость движении судна. Одновременно включая часть отбора сжатого воздуха из сопла импеллера в заданную замкнутую полость над жестким днищем корпуса, выполненному определенной формы, а скрепленное по периметру своему перфорированное с отверстиями гибкое полотнище повторяет форму жесткого днища, замкнутая полость, которая соединена посредством газовоздушной трубки с обратным клапаном. Судно скользит на пневмопотоке соответствующего увеличения и подъемной силы, при этом отсутствует сильное «проваливания» в толщу воды.The implementation of the distinguishing features of the invention also leads to the appearance of important properties of the object: there is an accompanying appearance of small bubbles outside the technological flexible panel (hull), which significantly reduce the hydrodynamic resistance of the entire vessel, which increases the speed of the vessel. At the same time, including a part of the compressed air intake from the impeller nozzle into a predetermined closed cavity above a rigid bottom of the housing made of a certain shape, and a perforated flexible panel fastened along its perimeter repeats the shape of the rigid bottom, a closed cavity, which is connected by a gas pipe to the check valve. The vessel slides on the pneumatic flow of the corresponding increase and lifting force, while there is no strong "dip" in the water column.
Заявителем не выявлены какие-либо источники информации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Изложенное выше позволяет, по мнению заявителя, сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».The applicant has not identified any sources of information that would contain information about the influence of the distinguishing features of the invention on the achieved technical result. The above allows, in the applicant's opinion, to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".
На фиг. 1 схематически изображено сечение судна; на фиг. 2 схематически изображено судно, лежащее вверх днищем с выполнением перфорированного с отверстиями гибкого днища в аксонометрии; на фиг. 3 показано сечение А-А; на фиг. 4 показан вид на кормовую часть судна с рулем.In FIG. 1 schematically shows a section of a ship; in FIG. 2 schematically depicts a vessel lying upside down with a perforated flexible bottom being perforated with holes in a perspective view; in FIG. 3 shows a section AA; in FIG. 4 shows a view of the stern of the ship with a rudder.
Предлагаемое изобретение - устройство для снижения гидродинамического сопротивления днища корпуса судна на пневмопотоке содержит корпус 1, импеллер 2 в кожухе и расположенного в носовой части судна, где движение происходит в закрытом пространстве, состоящий из статера и ротора, лопатки которого выполнены криволинейными и повернутыми в вертикальной плоскости относительно друг к другу на заданный угол в противоположных направлениях для выравнивания и забора потока воздуха в корпусе крепления, переходной закрытый участок 3, которого имеет одинаковую ширину на выходе в закрытый сверху и снизу пневмоканала 4 с возможностью образования внутри него воздушного напорного потока. При этом импеллер 2 закреплен под углом 20-30° для забора воздушного атмосферного потока под днище судна с фиксированием в заданном угловом положении в носовой части судна. Таким образом, замкнутое пространство пневмоканала 4 переходит дальше в открытый канал 5 днища, ограниченный продолжением боковыми скегами 6. Плоское жесткое днище корпуса судна в поперечном сечении выполнено в форме перевернутого полукруга с ограниченными боковыми скегами, которые с внешней стороны выполнены углом с уменьшающимся основанием в сторону касания опорной поверхности воды, образуют один прямоточный канал 5, совпадающий с направлением пневмоканала 4, переходного участка 3 с импеллером 2, которые дают своим положением возможность свободного и сжатого прохода большей части воздушного потока воздуха и выхода затем его в виде газоводяного потока сзади кормовой части судна между двумя рулевыми устройствами 7 и 8 для обеспечения управляемости судном на сжатом пневмопотоке. Рулевые устройства 7 и 8 со стороны концов скегов содержат щитки 9 и 10, ограничивающих общий канал 11 выхода общего воздуха, в результате чего также образуется один общий газоводяной поток симметрично по отношению продольной оси канала 5 с закрытым каналом 4. Ось вращения рулей 7 и 8 соединены сверху на палубе с регулируемыми тягами 12 и 13 и соединены в одном узле 14 для соединения с общей тягой управляемой экипажем (аналогично рулю автомобиля).The present invention is a device for reducing the hydrodynamic resistance of the bottom of the hull in a pneumatic flow, includes a hull 1, an
В вертикальном положении щитки 9 и 10 целесообразно выполнять с гидроцилиндрами (не показано), чтобы обеспечить их общий свободный вертикальный ход при встрече с препятствиями в воде, по льду и на земле, Кроме того, желательно нижние концы щитков 9 и 10 выполнять не ниже концов скегов.In the upright position, the
При транспортировке судна на автотранспорте могут щитки складываться, т.е. убраны таким образом, чтобы устранить их возможность от поломок (не показано).When transporting a vessel by road, the guards can be folded, i.e. cleaned in such a way as to eliminate their possibility of damage (not shown).
Форма конструкции рулевых устройств 7 и 8, положение щитков 9 и 10, соответственно, одинаковой конструкции позволяет обеспечить устойчивые повороты судна при повороте щитков на угол 20…30° относительно вертикальных их осей с креплением в кормовой части судна, с возможностью при повороте использовать, как воздух, так и толщу воду.The design form of the
В конце кормовой части корпуса целесообразно закрепить горизонтальный потоконаправляющий элемент, выполненный в виде П-образного козырька 15 с наклоном 20…30° к корпусу крепления кормовой части, который образует защитный экран сверху и частично с боков в кормовой части судна, шириной равной расстоянию до расположения рулевых устройств со щитками, а также возможность часть выходящего сжатого потока направить в опорную поверхность воды, что создает на усилие и продолжение выхода газоводяного потока в атмосферу, и отсутствует залив палубы сзади кормы.At the end of the stern of the hull, it is advisable to fix a horizontal flow guide element made in the form of a
При работе импеллера 2 засасывание воздуха из окружающей среды в переходной закрытый участок 3 происходит через решетку (не показано).When the
Защитное покрытие днища 16 жесткого корпуса после пневмоканала 4 имеет второе наружное технологическое днище 17, закрепленное и закрывающее часть по периметру открытого жесткого днища 16 в виде закрепленного замкнутого контура из перфорированного с отверстиями 18 гибкого полотнища 17 из износостойкого защитного материала для впуска и заполнения замкнутого контура (полости) газовой смеси и выпуска газовой смеси через отверстия 18 в сторону опорной поверхности воды, т.е. воздух, поступает из полости замкнутого контура (пространства) в районе между расположением пневмоканала 4 и конечностью окончания кормы судна, т.е. до начала рулевых устройства 7 и 8.The protective coating of the
В районе переходного закрытого участка 3 газовоздушная трубка 19 проходит через пневмоканал 4 и переходит в замкнутую полость, выполненную между дополнительным перфорированным с отверстиями 18 гибкого полотнища 17 и жестким днищем 16 корпуса судна. Газовоздушная трубка 19 содержит обратный клапан 20. Перфорированное с отверстиями гибкое полотнище 17 закреплено по периметру днища 16, как наружное технологическое днище 17 между боковыми скегами 6 и выше их нижней кромки и опорной поверхности воды, т.е. днище 17 имеет смоченную поверхность, и, при отсутствии воздуха внутри замкнутой полсти (контура), свободное пространство заполняется водой. В центре наружного технологического днища 17 (гибкого полотнища) выполнено малое прочное днище 21 в виде пластиковой пластины высокой прочности, скрепленной жестко с поплавком 22 из материала с удельным весом, меньшим удельного веса воды, причем поплавок размещен внутри полости между жестким днищем 16 и гибким днищем 17 с отверстиями 18. Целесообразно поплавок 22 выполнять, например, из пенопласта, который одновременно служит упором о жесткое днище 16 корпуса судна, что предохраняет от прилипания в целом гибкого полотна 17 к жесткому днищу 16 при отсутствии воздуха в замкнутой полости и гидростатического давления воды снизу (со стороны опорной поверхности воды).In the area of the transitional closed
Таким образом, переходной участок 3 и сопла импеллера 2 направляет под давлением часть воздушного потока в газовоздушную трубку 19 с обратным кланом 20, открывает его с возможностью соединения с замкнутой полостью между жестким днищем 16 корпуса и гибким технологическим днищем 17 (полотнища). Основной воздушный поток от импеллера 2 направляется под давлением ниже перфорированного с отверстиями 18 гибкого полотнища 17 по длине и ширине в сторону кормы между скегами, т.е. работа зависит от самого импеллера 2 (движителя) на использовании пневмопотока (избыточного давления), собственно и затем отжима вниз технологического днища 17 в сторону от жесткого днища 16 корпуса и подачи воздуха в отверстия 18.Thus, the
Участок гибкого полотнища 17 с отверстиями 18 имеет продольную и поперечную прогиб. Форма этого участка днища (прогиба) подбираются для каждого конкретного судна экспериментально, так чтобы обеспечить плавное (без образования брызговых струй) замыкание полости днища 17, а это в свою очередь будет влиять и на поперечную остойчивость судна в движении. Кроме того, назначение в средней части гибкого полотнища 17 (днища) в виде малого днища из закрепленной пластиковой пластины 21 и скрепленной жестко с поплавком 22 из материала с удельным весом, меньшим удельного веса воды, при сохранении выпуклой формы днища 17 и не допустить также большую деформацию поверхности воздушной подушки струями воздуха, выходящими из отверстий 18, подаваемых через газовоздушную трубку 19 с обратным клапаном 20. Весь выходящий воздух из отверстий 18 будет формироваться между боковыми скегами 6 и за счет большей части поступающего воздуха от импеллера в открытый канал 5 будут, уносится потоком водновоздушной смеси в сторону кормовой части судна с рулевыми устройствами 7 и 8 в атмосферу. Число и размеры в перфорации с отверстиями 18 днища 17, через которые проводится сжатый воздух, выбираются таким образом, чтобы обеспечить равномерное растекание воздуха по ширине и длине открытого между скегами 6 наружного днища в сторону кормы. Это снижает потери энергии, обусловленные сопротивлениями отверстий. Судно фактически создает воздушную прослойку из газового потока по всему периметру открытого участка днища, ограниченного боковыми скегами, что также увеличивает и подъемную силу судна за счет давления на опорную поверхность воды и большую реактивную тягу.The plot of the
Устройство для снижения гидродинамического сопротивления днища корпуса на сжатом пневмопотоке работает следующим образом.A device for reducing the hydrodynamic resistance of the bottom of the housing on a compressed pneumatic flow works as follows.
При отсутствии работы импеллера 2 вода через отверстия 18 заполняет (смачивает) замкнутую полость между жестким днищем 16 корпуса и гибким наружным технологическим корпусом 17 в виде перфорированного полотнища с отверстиями 18. Охватывающего свободную часть жесткого днища 16. На случай поступление воды в газовоздушную трубку 19, установленный в ней обратный клапан 20 перекроет трубку 19. Особенности передвижения судна на сжатом пневмопотоке начинаются с работы импеллера 2, который подает воздушную смесь высокого давления через сопло в переходной закрытый напорный участок 3 и закрытый пневмоканал 4, при работе импеллера 2 которого воздушный поток в сторону переходного участка 3, соответственно, возникает давление сжатого воздуха, направляющего в газовоздушную трубку 19 с обратным клапаном 20, соединенную с замкнутой полостью между жестким днищем 16 корпуса и гибким технологическим днищем 17 перфорированного с отверстиями 18 полотнища.In the absence of the
Основная часть объема подачи воздуха с высоким давлением от импеллера 2 (движителя) создает горизонтальную тягу через пневмоканал 5, размещенный между боковыми скегами 6, поток воздуха при этом создает давление и направляется далее в сторону кормовой части судна, судно начинает ускоренное движение. Процесс движения судна на сжатом пневмопотоке также связан с включением в работу, сжатый воздух, который поступает через газовоздушную трубку 19, открывает обратный клапан 20 и начинает вытеснять сначала воду из пространства (полости), дальше заполняет воздухом полость, и воздух начинает, выходит из перфорированного с отверстиями 18 гибкого полотнища 17 в виде появления мелких пузырей с внешней стороны днища 17, воздух пузырей создает эффект «воздушной смазки» и некоторую подъемную силу и, которые могут существенно снизить гидродинамическое сопротивление самого судна, а следовательно, при одинаковых параметрах импеллера (движителя) увеличит скорости перемещения судна. Поскольку подача воздуха снаружи гибкого днища 17 будет сопровождаться согласно закону Архимеда некоторым «проваливанием» судна в воду, то подачу воздуха следует рассчитывать со снижением подъемной силы и сохранить «воздушную смазку», т.е. для соответствующего увеличения подъемной силы и не допускать больших прогибов (деформаций) поверхности гибкого перфорированного с отверстиями полотнища 17. В результате чего воздух, который создает эффект «воздушной смазки» в рабочем положении движения судна создает общую тягу по всей длине открытого днища и ширине между скегами 6. Регулировка величины давления воздуха при заполнении полости воздухом между жестким днищем 16 и гибким днищем 17, начиная от пневмоканала 4 закрытого участка. При этом трубка 19 с обратным клапаном 20, и расположенная в переходном напорном участке 3, забирает воздух с помощью газовоздушной трубки 19 и может регулировать подачу воздуха с помощью крана (не показан).The main part of the high-pressure air supply from the impeller 2 (mover) creates horizontal thrust through a pneumatic channel 5 located between the
Продольные бортовые скеги 6, кроме основной функции создания полости «воздушной подушки», также выполняют роль брызгоотражателей.
Судно на сжатом пневмопотоке позволяет свободно передвигаться по снегу любой плотности, льду, отмелям и перекатам, не снижая скорости, переходя из воды на лед.The ship in compressed air flow allows you to freely move through snow of any density, ice, shallows and rifts, without reducing speed, moving from water to ice.
Таким образом, в результате с внешней стороны подводной части корпуса создается воздушная смазка. Количество и местоположений отверстий в гибком перфорированном полотнище, выпускающих воздух, выбирается так, чтобы вся открытая часть днища корпуса была ими охвачена. В этом случае создаются лучшие условия по всему периметру днища судна для снижения гидродинамического сопротивления днища корпуса судна между боковыми скегами, даже в момент воздействия волны, т.е. смягчает воздействие волны, создает воздушную смазку при движении судна.Thus, as a result, air grease is created from the outside of the underwater body. The number and location of the holes in the flexible perforated plate, releasing air, is selected so that the entire open part of the bottom of the housing was covered by them. In this case, better conditions are created along the entire perimeter of the bottom of the vessel to reduce the hydrodynamic resistance of the bottom of the hull between the lateral skegs, even at the time of the wave, i.e. softens the effects of waves, creates air lubrication during the movement of the vessel.
Перечисленные признаки отличают предлагаемое техническое решение от прототипа и обуславливают соответствие этого решения требованиям изобретения и достаточны для его практической реализации при разработке и изготовлению судна на сжатом пневмопотоке.The listed features distinguish the proposed technical solution from the prototype and determine the compliance of this solution with the requirements of the invention and are sufficient for its practical implementation in the development and manufacture of a vessel with compressed air flow.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117107A RU2677539C1 (en) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Device for reducing hydrodynamic resistance of bottom of vessel on compressed pneumatic air flow |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117107A RU2677539C1 (en) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Device for reducing hydrodynamic resistance of bottom of vessel on compressed pneumatic air flow |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2677539C1 true RU2677539C1 (en) | 2019-01-17 |
Family
ID=65025306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018117107A RU2677539C1 (en) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Device for reducing hydrodynamic resistance of bottom of vessel on compressed pneumatic air flow |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2677539C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720754C1 (en) * | 2019-12-06 | 2020-05-13 | Михаил Иванович Голубенко | Device for reduction of hydrodynamic resistance of ship hull on compressed airflow |
RU2733673C1 (en) * | 2020-03-24 | 2020-10-06 | Михаил Иванович Голубенко | V-like coupled braking device for a ship on compressed airflow |
RU2744065C1 (en) * | 2020-06-16 | 2021-03-02 | Антон Александрович Шайхутдинов | Method for reducing hydrodynamic resistance of vessel housing bottom driven by air propeller and device for carrying out said method |
RU2816429C2 (en) * | 2021-08-18 | 2024-03-29 | Вадим Михайлович Голубенко | High-speed small vessel on compressed pneumatic flow |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3027860A (en) * | 1959-10-15 | 1962-04-03 | Anti Friction Hull Corp | Anti-friction hull |
RU2411138C1 (en) * | 2009-07-14 | 2011-02-10 | Александр Сергеевич Артамонов | Method of driving air-cushion vehicle and aircushion vehicle to this end |
RU2641345C1 (en) * | 2017-05-02 | 2018-01-17 | Михаил Иванович Голубенко | Device for reduction of hydrodynamic resistance of ship hull bottom in compressed air flow |
-
2018
- 2018-05-07 RU RU2018117107A patent/RU2677539C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3027860A (en) * | 1959-10-15 | 1962-04-03 | Anti Friction Hull Corp | Anti-friction hull |
RU2411138C1 (en) * | 2009-07-14 | 2011-02-10 | Александр Сергеевич Артамонов | Method of driving air-cushion vehicle and aircushion vehicle to this end |
RU2641345C1 (en) * | 2017-05-02 | 2018-01-17 | Михаил Иванович Голубенко | Device for reduction of hydrodynamic resistance of ship hull bottom in compressed air flow |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720754C1 (en) * | 2019-12-06 | 2020-05-13 | Михаил Иванович Голубенко | Device for reduction of hydrodynamic resistance of ship hull on compressed airflow |
RU2733673C1 (en) * | 2020-03-24 | 2020-10-06 | Михаил Иванович Голубенко | V-like coupled braking device for a ship on compressed airflow |
RU2744065C1 (en) * | 2020-06-16 | 2021-03-02 | Антон Александрович Шайхутдинов | Method for reducing hydrodynamic resistance of vessel housing bottom driven by air propeller and device for carrying out said method |
RU2816429C2 (en) * | 2021-08-18 | 2024-03-29 | Вадим Михайлович Голубенко | High-speed small vessel on compressed pneumatic flow |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2677539C1 (en) | Device for reducing hydrodynamic resistance of bottom of vessel on compressed pneumatic air flow | |
US5415120A (en) | Multiple hull air ride craft | |
US4587918A (en) | Fine entry air ride boat hull | |
KR100995817B1 (en) | A high speed marine vessel | |
US5176095A (en) | Multiple hull air ride boat | |
PH12016501741B1 (en) | Air lubrication system and vessel comprising such a system | |
JP2013006578A (en) | Ship antirolling and levitation apparatus | |
RU2614367C1 (en) | Device for implementation of hovercraft travel and control mode | |
RU2671117C1 (en) | Method of providing ship control for compressed pneumatic flow | |
US3288100A (en) | Boat and jet propulsion means therefor | |
RU2303551C2 (en) | Solid fore section of hovercraft bottom | |
RU2641345C1 (en) | Device for reduction of hydrodynamic resistance of ship hull bottom in compressed air flow | |
JP5311541B2 (en) | Ship bubble holding device | |
GB2489935A (en) | A vessel with a buoyancy device movable with respect to the vessel's hull | |
US4523536A (en) | Energy efficient power driven marine vessel boat | |
NO117402B (en) | ||
CN102556313A (en) | Adjustable drive system for surface paddle and boat | |
JPS59501900A (en) | High-speed boat | |
US3742893A (en) | Water-jet propulsion and steering system for a multi-section prime-mover ship | |
RU2733667C1 (en) | Method for obtaining additional compressed air pressure of amphibious ship on compressed air flow | |
JP2013216321A (en) | Friction resistance reduction device of ship | |
KR20130080513A (en) | The coefficient drop type boat hull construction | |
JP5757486B2 (en) | Ship frictional resistance reduction device | |
RU2720754C1 (en) | Device for reduction of hydrodynamic resistance of ship hull on compressed airflow | |
RU2176609C2 (en) | Active hydrofoil |