RU2690642C1 - Forward end of ship hull - Google Patents
Forward end of ship hull Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690642C1 RU2690642C1 RU2018123395A RU2018123395A RU2690642C1 RU 2690642 C1 RU2690642 C1 RU 2690642C1 RU 2018123395 A RU2018123395 A RU 2018123395A RU 2018123395 A RU2018123395 A RU 2018123395A RU 2690642 C1 RU2690642 C1 RU 2690642C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ship
- vessel
- fairing
- deck
- wave
- Prior art date
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 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
- 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
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)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области судостроения, в частности к проектированию обводов носовой оконечности корпуса судна.The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to the design of the contours of the nasal tip of the hull.
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.Known design of the front part of the vessel of the pushing type (RU 2374120,
Данная конструкция обладает следующими недостатками:This design has the following disadvantages:
- судно имеет большую парусность;- the vessel has a large sail;
- рулевая рубка удалена от машинного отделения, что затрудняет прокладку кабельных трасс;- the wheelhouse is removed from the engine room, which complicates the laying of cable routes;
- плохие условия обитаемости;- poor conditions of habitability;
- удары волн могут выбить иллюминаторы в рубке и привести к повреждению навигационного оборудования;- hitting the waves can knock out the windows in the wheelhouse and damage the 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 high wave heights they can overlap through the superstructure, while the flat surfaces of the deck will contribute to the seizure of the vessel’s nose by a wave [Burakovsky EP, Burakovsky P.Е. Some problems of ensuring the general strength of vessels in emergency situations // Proceedings of the Krylov State Research Center - Vol. 82 (366), 2014. — pp. 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.- bad germination on the wave, because due to the slimness of the waterline, the ship crashes into the wave, and it twists over the bow and to the side, with the result that the bow of the ship can be caught in a wave, which will lead to the death of the ship.
Известна носовая оконечность судна, содержащая форштевень, бульбовую наделку, днище, палубу, полубак и фальшборт (Барабанов Н.В. Конструкция корпуса морских судов. Л., Судостроение, 1981. - 552 с., с. 181-189, рисунок 44).Known fore end of the vessel, containing the stem, bulb fitting, bottom, deck, forecastle and bulwarks (Barabanov N.V. The design of the hull of sea-going ships. L., Shipbuilding, 1981. - 552 p., P. 181-189, figure 44) .
Данная конструкция обладает существенным недостатком, заключающимся в возможности захвата носовой оконечности волной, вследствие чего может произойти как опрокидывание судна, так и разрушение его корпуса, что обусловлено наличием плоских поверхностей палубы и надстройки бака [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, либо вызвать разрушение корпуса в случае отсутствия смещения равнодействующей из диаметральной плоскости.This design has a significant drawback in the ability to capture the nasal tip of the wave, as a result of which both the vessel may overturn and its hull may collapse due to the flat surfaces of the deck and the superstructure of the tank [Burakovsky EP, Burakovsky P.Ye. Some problems of ensuring the general strength of vessels in emergency situations // Proceedings of the Krylov State Research Center - Vol. 82 (366), 2014 — pp. 21-30]. Capturing the nasal tip with a wave means that when the deck is heavily flooded, it works submerged like a wing flowing around a fluid flow, which results in a resultant pressure force on flat surfaces, which is determined by the angle of attack and the velocity of the incoming fluid. This wrap is unstable, with the result that the resultant can at any time move away from the center plane and cause a strong roll or tipping of the vessel, or cause the hull to collapse if there is no offset of the resultant plane.
В качестве ближайшего аналога принята носовая оконечность корпуса судна, оснащенная обтекателем (CN 105480384, МПК В63В 17/00, опубл. 13.04.2016 г.).The bow end of the hull, equipped with a fairing (CN 105480384, IPC В63В 17/00, publ. 13.04.2016) was adopted as the closest analogue.
Существенным недостатком данной конструкции является то, что обтекатель может быть установлен лишь на небольшой длине корпуса в носовой оконечности. Увеличение длины данного обтекателя сопряжено с тем, что он сделает невозможным выполнение погрузочно-разгрузочных и производственных операций на палубе судна, а также существенно ухудшит обзор судоводителю, что будет вести к возникновению навигационных аварий. При небольшой длине обтекателя он будет способствовать снижению нагрузок, действующих на палубу судна, только при малой высоте волн. Однако на развитом волнении в воду может погружаться более трети длины судна, в результате чего данный обтекатель будет неэффективен и носовая оконечность судна при большой высоте волн будет захвачена волной, что приведет к опрокидыванию судна или разрушению его корпуса.A significant disadvantage of this design is that the fairing can be installed only on a small length of the body in the nasal tip. Increasing the length of this fairing is associated with the fact that it will make it impossible to perform loading and unloading and production operations on the deck of the vessel, as well as significantly worsen the review of the master, which will lead to the occurrence of navigation accidents. With a small length of the fairing, it will reduce the loads acting on the deck of the vessel, only at low wave heights. However, more than a third of the vessel’s length can be submerged in the developed roughness, as a result of which this fairing will be ineffective and the bow of the vessel at high wavelengths will be caught by the wave, which will lead to the vessel tipping over or destruction of its hull.
Изобретение решает задачу повышения безопасности мореплавания, исключая захват волной носовой оконечности судна, за счет создания оптимальных условий обтекания носовой оконечности судна на протяжении не менее одной трети его длины при погружении в волну в штормовых условиях, путем уменьшения равнодействующей сил давления и недопущения смещения этой силы в сторону от диаметральной плоскости, с сохранением полезной площади палубы при нормальных условиях эксплуатации.The invention solves the problem of improving the safety of navigation, excluding the seizure by the wave of the nasal tip of the vessel, by creating optimal conditions for the flow around the nasal tip of the vessel for at least one third of its length when immersed in a wave in storm conditions, by reducing the resultant pressure forces and preventing the force from shifting in side of the center plane, while maintaining the usable deck area under normal operating conditions.
Для получения необходимого технического результата в носовой оконечность корпуса судна, содержащей обтекатель палубы, предлагается обтекатель установить, по меньшей мере, на одной трети длины судна и выполнить из отдельных секций, которые расположить попарно симметрично продольной оси судна, вместе образуя полуцилиндр. Каждую секцию предлагается закрепить на оси, параллельной продольной оси судна, с возможностью независимого поворота и перемещения под палубу.To obtain the required technical result, it is proposed to install the fairing in the bow end of the hull containing the deck finder at least one third of the length of the ship and make of separate sections, which should be arranged in pairs symmetrically to the longitudinal axis of the ship, together forming a half-cylinder. Each section is proposed to be fixed on an axis parallel to the longitudinal axis of the vessel, with the possibility of independent rotation and movement under the deck.
В предлагаемом техническом решении в штормовых условиях секции обтекателя устанавливаются над палубой на длине, не менее трети длины судна, в результате чего поток жидкости действует на обтекатель палубы, а не на плоскую поверхность палубы, благодаря чему снижается гидродинамическая сила, действующая на носовую оконечность, и исключается возможность смещения этой силы в сторону от диаметральной плоскости, за счет чего исключается опрокидывание судна.In the proposed technical solution, in the storm conditions, the fairing sections are installed above the deck at a length not less than one third of the vessel's length, as a result of which the fluid flow acts on the deck fairing, and not on the flat surface of the deck, thereby reducing the hydrodynamic force acting on the bow end, and the possibility of the displacement of this force in the direction of the diametral plane, thereby eliminating the tipping of the vessel.
На прилагаемых графических материалах изображено:On the attached graphic materials depicted:
на фиг. 1 - общий вид носовой оконечности судна;in fig. 1 - a general view of the nasal tip of the vessel;
на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.
На графических материалах приняты следующие обозначения:The following materials are used on the graphic materials:
1 - палуба;1 - deck;
2 - секция обтекателя;2 - fairing section;
3 - ось секции обтекателя.3 - axis of the fairing section.
Конструкция носовой оконечности корпуса судна содержит палубу 1 и секции обтекателя 2, закрепленные на осях секции обтекателя 3.The design of the bow of the hull contains the
Носовая оконечность судна работает следующим образом. При движении судна в условиях сильного встречного волнения может происходить периодическое погружение в воду носовой оконечности, что ведет к появлению сложного режима обтекания палубы 1 и вызывает опасность захвата носовой оконечности судна волной. В предлагаемой конструкции при возникновении опасности захвата носовой оконечности судна волной секции обтекателя 2 переводятся в положение, при котором они образуют выпуклую цилиндрическую поверхность над палубой 1 судна. В таком случае при погружении носовой оконечности судна в волну поток жидкости действует на секции обтекателя 2 с выпуклой стороны, за счет чего уменьшается равнодействующая сил давления и исключается возможность смещения этой силы в сторону от диаметральной плоскости судна. Это позволяет существенно снизить нагрузку, действующую на палубу 1 судна в носовой оконечности при ее обтекании. В конструкции ближайшего аналога для беспрепятственного использования пространства палубы и сохранения обзора судоводителю обтекатель может быть установлен лишь на небольшой длине корпуса, поэтому его влияние на гидродинамическую силу, действующую на палубу судна при ее обтекании, будет несущественным. Кроме того, при погружении в волну конструкции ближайшего аналога вода будет заливаться в полость между обтекателем и палубой, что будет соответствовать обтеканию вогнутой поверхности потоком жидкости и дополнительно увеличит нагрузку на носовую оконечность даже по сравнению с плоской поверхностью палубы, характерной для традиционной конструкции носовых оконечностей судов.The nasal tip of the vessel operates as follows. When the vessel is moving under conditions of strong oncoming disturbance, the bow end can be periodically submerged in water, which leads to the appearance of a complex flow around
Увеличение длины обтекателя в конструкции ближайшего аналога сопряжено с загромождением палубы и невозможностью проведения погрузочно-разгрузочных и производственных операций. Кроме того, в таком случае существенно ограничивается зона обзора судоводителя, что может привести к аварийным ситуациям, особенно при маневрировании в портах, а также при движении в районах с интенсивным судоходством. В предлагаемой конструкции в условиях нормальной эксплуатации судна, не связанной с воздействием развитого волнения на носовую оконечность, секции обтекателя 2 убираются под палубу 1 путем поворота относительно осей секции обтекателя 3. Это позволяет избежать указанных выше недостатков, свойственных конструкции ближайшего аналога в случае увеличения длины обтекателя до значений, при которых он смог бы оказать существенное влияние на величину гидродинамических нагрузок, действующих на палубу судна при ее обтекании.The increase in the length of the fairing in the design of the nearest analogue is associated with blocking of the deck and the inability to carry out loading and unloading and production operations. In addition, in this case, the area of the boatmaster’s view is significantly limited, which can lead to emergencies, especially when maneuvering in ports, as well as when driving in areas with intensive navigation. In the proposed design, under normal operating conditions of the vessel, not related to the effect of developed waves on the bow, the section of the
Таким образом, силу, действующую на носовую оконечность конструкции ближайшего аналога и предлагаемой конструкции, 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 силаThus, the force acting on the nasal tip of the structure of the closest analogue and the proposed structure can be estimated using (Kuchling X. Physics Handbook: Trans. From it. 2nd ed. - M .: Mir, 1985. - 520 p. ). Thus, a force acting on a body in a fluid flow
где С - коэффициент, зависящий от формы тела, числа Рейнольдса (для пластины Спласт=1,11, для цилиндра Сцилиндр=0,4);where C is a coefficient depending on the shape of the body, the Reynolds number (for the plate C, the layer is 1.11, for the cylinder C, the cylinder is 0.4);
S - площадь наибольшего сечения тела в плоскости, перпендикулярной направлению потока;S is the area of the largest cross section of the body in a plane perpendicular to the direction of flow;
ρ - плотность жидкости;ρ is the density of the liquid;
V - скорость набегающего на тело потока жидкости.V is the velocity of the fluid flow incident on the body.
Так как для конструкции ближайшего аналога и предлагаемой конструкции параметры S, V, ρ равны, то отношение сил, действующих на них при обтекании носовой оконечности, равно отношению коэффициентов Спласт и Сцилиндр, т.е.Since the parameters S, V, ρ are equal for the construction of the closest analogue and the proposed construction, the ratio of the forces acting on them during flow past the nasal tip is equal to the ratio of the coefficients C layer and C cylinder , i.e.
где Fб.а. - сила, действующая на конструкцию ближайшего аналога при обтекании носовой оконечности;where F b.a. - force acting on the structure of the closest analogue in the flow past the nasal tip;
Fп.к. - сила, действующая на предлагаемую конструкцию при обтекании носовой оконечности.F pk - the force acting on the proposed design when wrapped around the nasal tip.
Таким образом, предлагаемая конструкция, не загромождая палубу судна и не ограничивая зону обзора судоводителя в нормальных условиях эксплуатации, позволяет почти в 3 раза снизить гидродинамическую силу, действующую на носовую оконечность судна при ее обтекании в условиях штормового моря по сравнению с конструкцией ближайшего аналога, что позволяет избежать захвата носовой оконечности судна волной и его гибели, а, следовательно, повысить безопасность мореплавания.Thus, the proposed design, without cluttering up the deck of the vessel and not limiting the navigator’s field of view under normal operating conditions, makes it possible to reduce the hydrodynamic force acting on the bow of the vessel when it is wrapped under conditions of a stormy sea compared to the nearest analogue structure, which allows you to avoid the capture of the nasal tip of the vessel by the wave and its death, and, consequently, increase the safety of navigation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123395A RU2690642C1 (en) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Forward end of ship hull |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123395A RU2690642C1 (en) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Forward end of ship hull |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2690642C1 true RU2690642C1 (en) | 2019-06-04 |
Family
ID=67037861
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018123395A RU2690642C1 (en) | 2018-06-27 | 2018-06-27 | Forward end of ship hull |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2690642C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1531564B1 (en) * | 1967-10-24 | 1970-04-30 | Blohm Voss Ag | Monosymmetrically designed adjustable bead |
KR20130057834A (en) * | 2011-11-24 | 2013-06-03 | 삼성중공업 주식회사 | Arctic sailing ship |
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 |
CN105480384A (en) * | 2016-01-04 | 2016-04-13 | 哈尔滨工程大学 | Ship bow energy-saving anti-drag guide sleeve |
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 |
JP3211588U (en) * | 2017-02-20 | 2017-07-27 | 隆 植木 | Ship model |
-
2018
- 2018-06-27 RU RU2018123395A patent/RU2690642C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1531564B1 (en) * | 1967-10-24 | 1970-04-30 | Blohm Voss Ag | Monosymmetrically designed adjustable bead |
KR20130057834A (en) * | 2011-11-24 | 2013-06-03 | 삼성중공업 주식회사 | Arctic sailing ship |
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 |
CN105480384A (en) * | 2016-01-04 | 2016-04-13 | 哈尔滨工程大学 | Ship bow energy-saving anti-drag guide sleeve |
JP3211588U (en) * | 2017-02-20 | 2017-07-27 | 隆 植木 | Ship model |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK1855937T3 (en) | A RESEARCH ARRANGEMENT FOR A DEPLACEMENT TYPE SHIP | |
CN104619582B (en) | Commercial freighter | |
CN207328741U (en) | A kind of kiloton bulk freighter ship type | |
JP6354082B2 (en) | Ship | |
JP2017087992A (en) | Ship | |
US5787828A (en) | Swath cargo ship | |
RU2617866C1 (en) | Ship hull | |
RU2690642C1 (en) | Forward end of ship hull | |
RU2672225C1 (en) | Ship hull | |
Storch et al. | Stability of fishing vessels with water on deck: a review | |
RU2360827C2 (en) | Vessel without rolling motion in waves | |
RU2672227C1 (en) | Ship hull | |
RU2689094C1 (en) | Ship hull | |
RU2682385C1 (en) | Ship hull | |
CN107585257A (en) | A kind of kiloton bulk freighter ship type | |
RU2761360C1 (en) | Forward end of ship hull | |
RU2685369C1 (en) | Ship hull | |
RU2740325C2 (en) | Ship hull | |
RU2743677C2 (en) | Ship hull | |
RU2155693C1 (en) | Surface single-hulled displacement-type high-speed vessel | |
RU2667025C1 (en) | Ship hull | |
JP5028000B2 (en) | Ship | |
JPS5927349Y2 (en) | semi-submerged catamaran | |
DE102012022567B4 (en) | Watercraft with payload capacity for accommodating at least one payload and/or utility device | |
JP7062238B1 (en) | Pusher barge with once-through groove |