RU2689094C1 - Корпус судна - Google Patents
Корпус судна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689094C1 RU2689094C1 RU2017144335A RU2017144335A RU2689094C1 RU 2689094 C1 RU2689094 C1 RU 2689094C1 RU 2017144335 A RU2017144335 A RU 2017144335A RU 2017144335 A RU2017144335 A RU 2017144335A RU 2689094 C1 RU2689094 C1 RU 2689094C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- impermeable
- nasal
- vessel
- impermeable part
- hull
- Prior art date
Links
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
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
- 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
- B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
- B63B3/02—Hulls assembled from prefabricated sub-units
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Revetment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию корпусов судов. Корпус судна выполнен в виде непроницаемой оболочки, сформированной из наружной обшивки и балок набора. Непроницаемая оболочка выполнена в виде кормовой непроницаемой части и носовой непроницаемой части, которая связана с поворотным механизмом, расположенным в кормовой непроницаемой части, и с блоком управления. Носовая непроницаемая часть установлена на закрепленных на кормовой непроницаемой части направляющих с возможностью поворота вокруг продольной оси на 180° и фиксации в новом положении. Изобретение повышает безопасность мореплавания, исключает возможность опрокидывания судна и разрушения его корпуса. 5 ил.
Description
Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию корпусов судов.
Известен корпус судна с завалом борта и обратным наклоном форштевня (US 6601529, В63В 3/00, опубл. 05.08.2003 г.).
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 наклонении.
Известно судно, оснащенное вращающимся бульбом с приводом, позволяющим оптимизировать гидродинамические характеристики корпуса для различных условий загрузки судна (KR 101122255 В1, Y02T 70/121, опубл. 20.03.2012 г.).
Недостатком данной конструкции является то, что, несмотря на уменьшение гидродинамической силы сопротивления движению судна за счет поворота бульба, нагрузки, действующие на носовую оконечность при погружении палубы судна в воду на встречном волнении, могут достигать значительных величин, что обусловлено наличием плоских поверхностей палубы в носовой оконечности. Это способствует возникновению явления захвата волной носовой оконечности судна, при этом возможно опрокидывание судна или 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].
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).
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.
Изобретение решает задачу повышения безопасности мореплавания, исключая катастрофическое снижение остойчивости судна и разрушение его корпуса при захвате волной носовой оконечности за счет возможности улучшить условия обтекания носовой оконечности в критических ситуациях и, как следствие, уменьшить гидродинамическую силу, действующую на носовую оконечность корпуса судна.
Для получения необходимого технического результата в корпусе судна, выполненном в виде непроницаемой оболочки, сформированной из наружной обшивки и балок набора, предлагается непроницаемую оболочку выполнить в виде кормовой непроницаемой части и носовой непроницаемой части. Носовую непроницаемую часть предлагается связать с поворотным механизмом, расположенным в кормовой непроницаемой части, и с блоком управления, и установить на закрепленных на кормовой непроницаемой части направляющих с возможностью поворота вокруг продольной оси на 180° и фиксации в новом положении.
В предлагаемом техническом решении при попадании судна в неблагоприятные погодные условия, сопровождающиеся заливанием палубы в носовой оконечности и возникновением опасности захвата волной носовой оконечности, происходит поворот носовой непроницаемой части относительно продольной оси на 180 градусов при помощи поворотного механизма, в результате чего улучшаются условия обтекания носовой оконечности и уменьшается нагрузка, действующая на нее, благодаря чему исключается опрокидывание судна и разрушение его корпуса.
На прилагаемых графических материалах изображено:
на фиг. 1 - общий вид корпуса судна в режиме нормальной эксплуатации;
на фиг. 2 - общий вид корпуса судна при плавании на развитом волнении;
на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1;
на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1;
на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 2.
На графических материалах приняты следующие обозначения:
1 - кормовая непроницаемая часть;
2 - носовая непроницаемая часть;
3 - поворотный механизм;
4 - направляющие;
5 - фиксаторы.
Конструкция корпуса судна состоит из наружной обшивки и балок набора, формирующих кормовую непроницаемую часть 1 и носовую непроницаемую часть 2, которая при помощи поворотного механизма 3 может вращаться относительно продольной оси в направляющих 4 и закрепляться фиксаторами 5.
Корпус судна работает следующим образом. В режиме нормальной эксплуатации судна, когда волны не достигают палубы, носовая непроницаемая часть 2 находится в исходном положении с плоской поверхностью палубы наверху. 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 возникновении опасной ситуации в предлагаемой конструкции по команде судоводителя или бортовой интеллектуальной системы фиксаторы 5 освобождают носовую непроницаемую часть 2, затем с помощью поворотного механизма 3 происходит ее поворот на угол 180 градусов в направляющих 4 и ее закрепление в новом положении фиксаторами 5. После поворота носовой непроницаемой части 2 на угол 180 градусов относительно продольной оси гидродинамические нагрузки, действующие на носовую оконечность корпуса судна, уменьшатся за счет улучшения условий обтекания. Плоская палуба и фальшборт после поворота носовой непроницаемой части 2 работают как крыльевая система, препятствующая погружению носовой оконечности судна в воду, что ведет к уменьшению ее заливаемости.
Силу, действующую на носовую оконечность конструкции ближайшего аналога (или предлагаемой конструкции при исходном расположении носовой непроницаемой части 2 с плоской палубой наверху) и предлагаемой конструкции после поворота носовой непроницаемой части 2 на угол 180°, можно оценить с помощью (Кухлинг X. Справочник по физике: Пер. с нем. 2-е изд. - М.: Мир, 1985. - 520 с.). Так, на тело, находящееся в потоке жидкости, действует сила F(H)
где
С - коэффициент, зависящий от формы тела, числа Рейнольдса (для пластины
Спласт=1,11 для обтекаемого тела Собт=0,4);
S - площадь наибольшего сечения тела в плоскости, перпендикулярной направлению потока, м2;
ρ - плотность жидкости, кг/ м3;
V - скорость набегающего на тело потока жидкости, м/с.
Так как для конструкции ближайшего аналога (или предлагаемой конструкции при исходном расположении носовой непроницаемой части 2 с плоской палубой наверху) и предлагаемой конструкции после поворота носовой непроницаемой части 2 на угол 180° параметры S, V, ρ равны, то отношение сил, действующих на них при обтекании носовой оконечности, равно отношению коэффициентов Спласт и Собт, т.е.
где Fб. a . - сила, действующая на конструкцию ближайшего аналога (или предлагаемой конструкции при исходном расположении носовой непроницаемой части 2 с плоской палубой наверху) при обтекании носовой оконечности;
Fп.к. - сила, действующая на предлагаемую конструкцию после поворота носовой непроницаемой части 2 на угол 180° при обтекании носовой оконечности.
Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет почти в 3 раза снизить гидродинамическую силу, действующую на носовую оконечность судна при ее обтекании, а с учетом тормозящего действия палубы и фальшборта эта нагрузка будет еще меньше.
Следует заметить, что поворот носовой оконечности на угол 180° приведет к уменьшению осадки судна носом за счет увеличения объема нижней части носовой оконечности, и, тем самым, будет снижать заливаемость палубы и величину гидродинамической силы, действующей на нее.
Для идентификации опасной ситуации, при которой возникает вероятность захвата волной носовой оконечности судна, и, соответственно, необходимость поворота носовой непроницаемой части 2 на угол 180°, могут быть использованы подходы к контролю динамики судна, изложенные в [Бураковский П.Е., Нечаев Ю.И. Построение алгоритма контроля ситуации захвата волной носовой оконечности судна методами современной теории катастроф // Известия КГТУ.- Калининград: ФГБОУ ВПО «КГТУ», 2015. - №37. - С. 178-185]. При этом команда на поворот носовой непроницаемой части 2 может отдаваться как судоводителем, так и бортовой интеллектуальной системой в автоматическом режиме.
Таким образом, предлагаемая конструкция, в отличие от ближайшего аналога, позволяет исключить потерю остойчивости и разрушение корпуса судна при движении на встречном волнении в штормовых условиях, что способствует повышению безопасности мореплавания.
Claims (1)
- Корпус судна, выполненный в виде непроницаемой оболочки, сформированной из наружной обшивки и балок набора, отличающийся тем, что непроницаемая оболочка выполнена в виде кормовой непроницаемой части и носовой непроницаемой части, которая связана с поворотным механизмом, расположенным в кормовой непроницаемой части, и с блоком управления, и установлена на закрепленных на кормовой непроницаемой части направляющих с возможностью поворота вокруг продольной оси на 180° и фиксации в новом положении.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017144335A RU2689094C1 (ru) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Корпус судна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017144335A RU2689094C1 (ru) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Корпус судна |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2689094C1 true RU2689094C1 (ru) | 2019-05-23 |
Family
ID=66636733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017144335A RU2689094C1 (ru) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | Корпус судна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2689094C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2753031C1 (ru) * | 2020-12-25 | 2021-08-11 | Олег Игоревич Братухин | Морское судно ледового плавания |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002337782A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | Tetsuya Ogo | 船 |
WO2008124429A1 (en) * | 2007-04-03 | 2008-10-16 | Larry Bradly Keck | System and method of transporting over water with multiple vessels |
KR20110016006A (ko) * | 2009-08-10 | 2011-02-17 | 삼성중공업 주식회사 | 선박 |
KR20130057834A (ko) * | 2011-11-24 | 2013-06-03 | 삼성중공업 주식회사 | 극지운항용 선박 |
RU2617866C1 (ru) * | 2016-03-24 | 2017-04-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Корпус судна |
JP3211588U (ja) * | 2017-02-20 | 2017-07-27 | 隆 植木 | 船舶模型 |
-
2017
- 2017-12-18 RU RU2017144335A patent/RU2689094C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002337782A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | Tetsuya Ogo | 船 |
WO2008124429A1 (en) * | 2007-04-03 | 2008-10-16 | Larry Bradly Keck | System and method of transporting over water with multiple vessels |
KR20110016006A (ko) * | 2009-08-10 | 2011-02-17 | 삼성중공업 주식회사 | 선박 |
KR20130057834A (ko) * | 2011-11-24 | 2013-06-03 | 삼성중공업 주식회사 | 극지운항용 선박 |
RU2617866C1 (ru) * | 2016-03-24 | 2017-04-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калининградский государственный технический университет" | Корпус судна |
JP3211588U (ja) * | 2017-02-20 | 2017-07-27 | 隆 植木 | 船舶模型 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2753031C1 (ru) * | 2020-12-25 | 2021-08-11 | Олег Игоревич Братухин | Морское судно ледового плавания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108698669B (zh) | 稳定的单体船龙帆/动力帆船船体 | |
US20120266799A1 (en) | Method For Maintaining The Heading Of A Ship | |
CN101484351A (zh) | 船 | |
DK201470079A1 (en) | A method of operating a boat | |
US20020152941A1 (en) | WAY as acronym for wave avoidance yacht | |
RU2689094C1 (ru) | Корпус судна | |
Umeda et al. | Model experiments on extreme motions of a wave-piercing tumblehome vessel in following and quartering waves | |
RU2672225C1 (ru) | Корпус судна | |
RU2617866C1 (ru) | Корпус судна | |
RU2200684C2 (ru) | Устройство для придания направления поставленной на якорь плавучей конструкции против направления течения и/или волн | |
US20150144049A1 (en) | Buoyant, Variably Buoyant and Non-Buoyant Foil Structures for Marine Vessels and Watercraft | |
RU2657696C2 (ru) | Стабилизированный корпус однокорпусного килевого парусного/парусно-моторного судна с подводными крыльями | |
RU2672227C1 (ru) | Корпус судна | |
JP2023526852A (ja) | 可変形状を備えた船体 | |
RU2740325C2 (ru) | Корпус судна | |
WO2013162474A1 (en) | A hull appendage | |
RU2743677C2 (ru) | Корпус судна | |
RU2690642C1 (ru) | Носовая оконечность корпуса судна | |
RU165730U1 (ru) | Корпус лодки | |
RU2682385C1 (ru) | Корпус судна | |
RU2788247C1 (ru) | Стабилизированный корпус однокорпусного килевого парусного/парусно-моторного судна c серфирующей поверхностью. | |
RU2761360C1 (ru) | Носовая оконечность корпуса судна | |
RU2540156C1 (ru) | Волнодвижитель парус-решётка | |
RU2781020C1 (ru) | Система предотвращения брочинга | |
RU107759U1 (ru) | Многокорпусное судно |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201219 |