RU2738488C1 - Method for reduction of hull hydrodynamic resistance and high-speed vessel using this method - Google Patents
Method for reduction of hull hydrodynamic resistance and high-speed vessel using this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2738488C1 RU2738488C1 RU2020118101A RU2020118101A RU2738488C1 RU 2738488 C1 RU2738488 C1 RU 2738488C1 RU 2020118101 A RU2020118101 A RU 2020118101A RU 2020118101 A RU2020118101 A RU 2020118101A RU 2738488 C1 RU2738488 C1 RU 2738488C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ship
- hull
- water flow
- longitudinal
- concave section
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области судостроения, а именно к скоростным водоизмещающим судам движущимся по поверхности воды и под водой. Известен способ снижения гидродинамического сопротивления судна путем эжектирования на поверхность корпуса судна вязкоупругого полимерного покрытия (см. патент РФ N 2501823, авторы Мур К.Дж. (US), Райен T.Д. (US), Мур К.М. (US), Бойс T.A. (US), публикация 20.12.2013 г.). Данная технология снижения гидродинамического сопротивления водной среды является слишком трудоемкой и дорогостоящей в реализации. Известен способ уменьшения поверхностного трения при движении тела в воде, при котором создается электрическое поле в пограничном слое окружающем поверхность тела, путем приложения электрического напряжения к проводящим участкам разделенных изолятором, при этом происходит образование пограничного газового слоя вокруг поверхности движущегося тела. (см. патент РФ N 2223195, авторы Дозоров Т.А., Смирнов Г.В., публикация 10.02.2004 г.). Известен способ снижения сопротивления при обтекании тела потоком жидкой или газовой среды, при котором создают циркуляцию среды между пространством вне тела и полостями внутри него (см. патент РФ N 2169097, авторы Альпин А.Я., Альпин В.А., публикация 20.06.2001 г.). Следует отметить, что все вышеприведенные аналоги решают задачу пассивного снижения сопротивления при движении тела в воде, что не дает существенного положительного эффекта от использования данных технологических решений. Известны технические решения по увеличению пропускной способности трубопроводов с использованием приспособлений в виде закручивающих плоскостей устанавливаемых внутри трубопроводов для закручивания потока жидкости по трубопроводу (см. австрийский патент N134543, публикация 25.08.1933 г., N138296, публикация 10.07.1934 г., автор В. Шаубергер). Также известно открытие N389 от 18.10.1990 г., (авторы Новиков И.И, Скобелкин В.И., Абрамович Г.И., Клячко Л.А.). В данном окрытии установлена закономерность по максимальному расходу закрученного потока жидкости. На основании вышепривенных закономерностей очевидным является вывод о снижении гидродинамического сопротивления стенок трубопроводов при пропускании по ним закрученного потока жидкости, поэтому следует признать целесообразным использование активного закрученного потока жидкости вдоль корпуса судна для снижения гидродинамического сопротивления корпуса судна. За прототип принято техническое решение реактивного водного движителя, включающего водометную силовую установку, водозаборные устройства, при этом выпускные сопла расположены на участках смоченной поверхности корпуса судна в виде двумерного массива в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса судна, при этом снижение гидродинамическеского сопротивления корпуса судна достигается за счет создания активного водяного потока вдоль смоченной поверхности корпуса судна (патент РФ 2651949, автор Сушенцев Б.Н., публикация 24.04.2018 г.). Целью предлагаемого изобретения является использование эффекта активного закрученного потока жидкости вдоль поверхности соприкасающейся с водой для минимизации гидродинамического сопротивления движущегося судна, и как следствие увеличение скорости движения судна.The invention relates to the field of shipbuilding, namely to high-speed displacement vessels moving on the surface of the water and under water. There is a known method of reducing the hydrodynamic resistance of a ship by ejecting a viscoelastic polymer coating onto the surface of the ship's hull (see RF patent N 2501823, authors Moore K.J. (US), Ryan T.D. (US), Moore K.M. (US) , Boyce TA (US), published 12/20/2013). This technology for reducing the hydrodynamic resistance of the aquatic environment is too laborious and expensive to implement. There is a known method for reducing surface friction when a body moves in water, in which an electric field is created in the boundary layer surrounding the body surface by applying an electric voltage to the conductive sections separated by an insulator, while a boundary gas layer is formed around the surface of the moving body. (see RF patent N 2223195, authors Dozorov T.A., Smirnov G.V., publication 10.02.2004). There is a known method of reducing the resistance when flowing around a body with a flow of a liquid or gaseous medium, which creates a circulation of the medium between the space outside the body and the cavities inside it (see RF patent N 2169097, authors Alpin A.Ya., Alpin V.A., publication 20.06. 2001). It should be noted that all of the above analogs solve the problem of passive reduction of resistance when the body moves in water, which does not give a significant positive effect from the use of these technological solutions. Known technical solutions to increase the throughput of pipelines using devices in the form of swirling planes installed inside the pipelines to swirl the fluid flow through the pipeline (see Austrian patent N134543, publication 25.08.1933, N138296, publication 10.07.1934, author V. Schauberger). Also known is the discovery of N389 from 10/18/1990, (authors Novikov I.I., Skobelkin V.I., Abramovich G.I., Klyachko L.A.). In this coating, a pattern is established for the maximum flow rate of the swirling fluid flow. Based on the above regularities, it is obvious that the hydrodynamic resistance of the pipeline walls decreases when a swirling fluid flow passes through them; therefore, it should be recognized that it is expedient to use an active swirling fluid flow along the ship's hull to reduce the hydrodynamic resistance of the ship's hull. For the prototype, a technical solution was made for a jet propulsion unit, including a water jet power plant, water intake devices, while the exhaust nozzles are located on the areas of the wetted surface of the ship's hull in the form of a two-dimensional array, depending on the hydrodynamic resistance of the ship's hull sections, while the hydrodynamic resistance of the ship's hull is by creating an active water flow along the wetted surface of the ship's hull (RF patent 2651949, author B.N. Sushentsev, published 04.24.2018). The aim of the present invention is to use the effect of an active swirling fluid flow along the surface in contact with water to minimize the hydrodynamic drag of a moving vessel, and as a consequence, increase the speed of the vessel.
Данная цель достигается в предлагаемом способе снижения гидродинамического сопротивления корпуса судна путем создания вдоль продольных поверхностей корпуса судна активного водяного потока при помощи судовой силовой установки, при этом вдоль корпуса судна выполняют парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создают при помощи боковых гребных винтов располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивают в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна. Также указанная цель достигается в предлагаемом скоростном судне включающем протяженный корпус, судовую силовую установку с приводом гребных винтов, при этом вдоль корпуса судна выполнены парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создается при помощи боковых гребных винтов располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивается в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна. На иллюстрационных примерах данного изобретения показаны варианты исполнения водоизмещающих судов с использованием активного закрученного водяного потока вдоль поверхности корпуса судна для снижения гидродинамического сопротивления корпуса для надводных и подводных судов.This goal is achieved in the proposed method of reducing the hydrodynamic resistance of the ship's hull by creating an active water flow along the longitudinal surfaces of the ship's hull using a ship's power plant, while along the ship's hull, paired longitudinal recesses of a concave section, symmetrically located relative to the diametral plane of the ship, are made in the form of lecally articulated oval surfaces , while the active water flow is created using side propellers located inside the cavity of paired symmetrically located longitudinal recesses of a concave section in the front third of the ship's hull length, while the active water flow along the longitudinal surfaces of the ship's hull from the side propellers is twisted in opposite directions relative to the diametrical plane ship. Also, this goal is achieved in the proposed high-speed vessel including an extended hull, a ship's power plant with a propeller drive, while along the hull of the ship there are paired longitudinal recesses of a concave section symmetrically located relative to the diametrical plane of the vessel in the form of curve-jointed oval surfaces, while an active water flow is created with the help of lateral propellers located inside the cavity of paired symmetrically located longitudinal notches of concave section in the front third of the ship's hull length, while the active water flow along the longitudinal surfaces of the ship's hull from the side propellers is twisted in opposite directions relative to the diametrical plane of the ship. The illustrative examples of the present invention show embodiments of displacement vessels using an active swirling water flow along the surface of the vessel's hull to reduce the hydrodynamic drag of the hull for surface and submarine vessels.
на фиг. 1 - вид сбоку скоростного крупнотоннажного водоизмещающего надводного судна включающего протяженный корпус, судовую силовую установку с приводом гребных винтов маршевого и вспомогательного движителя, при этом гребные винты маршевого движителя располагаются в хвостовой части судна, при этом вдоль корпуса судна выполнены парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создается при помощи боковых гребных винтов вспомогательного движителя располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивается в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна;in fig. 1 is a side view of a high-speed large-tonnage displacement surface vessel including an extended hull, a ship's power plant with a propulsion and auxiliary propulsion propellers drive, while the main propulsion propellers are located in the tail of the vessel, while along the ship's hull, paired are made symmetrically located relative to the diametrical plane of the vessel longitudinal grooves of a concave section in the form of curve-jointed oval surfaces, while the active water flow is created by means of the side propellers of the auxiliary propeller located inside the cavity of paired symmetrically located longitudinal grooves of a concave section in the front third of the length of the ship's hull, while the active water flow along the longitudinal surfaces of the hull the vessel from the side propellers is twisted in opposite directions relative to the center plane of the vessel;
на фиг. 2 - вид сбоку скоростного крупнотоннажного водоизмещающего надводного судна включающего протяженный корпус, судовую силовую установку с приводом гребных винтов маршевого движителя, при этом вдоль корпуса судна выполнены парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создается при помощи боковых гребных винтов маршевого движителя располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивается в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна;in fig. 2 is a side view of a high-speed large-tonnage displacement surface vessel including an extended hull, a ship's power plant with a propulsion propeller drive, while along the ship's hull there are paired symmetrically located longitudinal notches of a concave section in the form of lecally articulated oval surfaces along the hull of the ship. the water flow is created using the side propellers of the main propulsion unit located inside the cavity of paired symmetrically located longitudinal recesses of a concave section in the front third of the length of the ship's hull, while the active water flow along the longitudinal surfaces of the ship's hull from the side propellers is twisted in opposite directions relative to the diametrical plane of the ship;
на фиг. 3 - вид А1-А1, по фиг. 1 и фиг. 2;in fig. 3 - view A1-A1, in Fig. 1 and FIG. 2;
на фиг. 4 - вид сбоку скоростного водоизмещающего надводного судна малой осадки включающего протяженный корпус, судовую силовую установку с приводом гребных винтов маршевого и вспомогательного движителя, при этом гребные винты маршевого движителя располагаются в хвостовой части судна, при этом вдоль корпуса судна выполнены парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создается при помощи боковых гребных винтов вспомогательного движителя располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивается в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна;in fig. 4 is a side view of a low-draft high-speed displacement surface vessel including an extended hull, a ship's power plant with a propulsion and auxiliary propulsion propellers drive, while the propulsion propellers are located in the tail of the vessel, while along the ship's hull there are paired symmetrically located relative to the diametrical plane longitudinal grooves of a concave section in the form of curvedly articulated oval surfaces, while an active water flow is created using the side propellers of the auxiliary propulsion device located inside the cavity of paired symmetrically located longitudinal grooves of a concave section in the front third of the length of the ship's hull, while an active water flow along the longitudinal surfaces the hull of the ship from the side propellers is twisted in opposite directions relative to the centreline of the ship;
на фиг. 5 - вид сбоку скоростного водоизмещающего надводного судна малой осадки включающего протяженный корпус, судовую силовую установку с приводом гребных винтов маршевого движителя, при этом вдоль корпуса судна выполнены парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создается при помощи боковых гребных винтов маршевого движителя располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивается в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна;in fig. 5 is a side view of a low-draft high-speed displacement surface vessel including an extended hull, a ship's power plant with a propulsion propeller drive, while along the ship's hull there are paired longitudinal recesses of a concave section arranged symmetrically relative to the diametrical plane of the vessel in the form of lekally articulated oval surfaces, while active water flow is created using the side propellers of the main propulsion unit located inside the cavity of paired symmetrically located longitudinal recesses of a concave section in the front third of the length of the ship's hull, while the active water flow along the longitudinal surfaces of the ship's hull from the side propellers is twisted in opposite directions relative to the diametral plane of the ship ;
на фиг. 6 - вид А2-А2, по фиг. 4 и фиг. 5;in fig. 6 - view A2-A2, according to FIG. 4 and FIG. 5;
на фиг. 7 - вид сбоку скоростного ныряющего судна движущегося в надводном положении, включающего протяженный корпус, судовую силовую установку с приводом гребных винтов маршевого и вспомогательного движителя, при этом гребные винты маршевого движителя располагаются в хвостовой части судна, при этом вдоль корпуса судна выполнены парные симметрично расположенные относительно диаметральной плоскости судна продольные выемки вогнутого сечения в виде лекально сочлененных овальных поверхностей, при этом активный водяной поток создается при помощи боковых гребных винтов вспомогательного движителя располагаемых внутри полости парных симметрично расположенных продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна, при этом активный водяной поток вдоль продольных поверхностей корпуса судна от боковых гребных винтов закручивается в противоположных направлениях относительно диаметральной плоскости судна;in fig. 7 is a side view of a high-speed diving vessel moving in the surface position, including an extended hull, a ship power plant with a propulsion and auxiliary propulsion propellers drive, while the main propulsion propellers are located in the tail of the vessel, while along the ship's hull, paired are made symmetrically located relative to the diametrical plane of the vessel, longitudinal grooves of a concave section in the form of curved oval surfaces, while an active water flow is created using the side propellers of the auxiliary propeller located inside the cavity of paired symmetrically located longitudinal grooves of a concave section in the front third of the length of the ship's hull, while an active water flow along the longitudinal surfaces of the ship's hull from the side propellers are twisted in opposite directions relative to the diametrical plane of the ship;
на фиг. 8 - вид A3-A3, по фиг. 7;in fig. 8 is a view A3-A3 of FIG. 7;
на фиг. 9 - вид сбоку скоростного ныряющего судна по фиг. 7 движущегося в подводномin fig. 9 is a side view of the high-speed diving vessel of FIG. 7 moving underwater
положении;position;
на фиг. 10 - вид А4-А4, по фиг. 9.in fig. 10 is a view A4-A4, according to FIG. nine.
На представленных чертежах позициями обозначены:In the presented drawings, the numbers indicate:
поз. 1 - корпус морского надводного крупнотоннажного водоизмещающего судна;pos. 1 - hull of a sea surface large-tonnage displacement vessel;
поз. 2 - корпус надводного водоизмещающего судна с малой осадкой;pos. 2 - hull of a surface displacement vessel with shallow draft;
поз. 3 - корпус подводного либо ныряющего судна;pos. 3 - hull of an underwater or diving vessel;
поз. 4 - продольная выемка вогнутого сечения вдоль корпуса судна в виде лекально сочлененных овальных поверхностей;pos. 4 - a longitudinal recess of a concave section along the hull of the vessel in the form of curve-jointed oval surfaces;
поз. 5 - боковой гребной винт вспомогательного движителя располагаемый внутри полости продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна;pos. 5 - side propeller screw of the auxiliary propeller located inside the cavity of longitudinal recesses of concave section in the front third of the length of the ship's hull;
поз. 6 - кормовой гребной винт маршевого движителя;pos. 6 - aft propeller of the main propulsion unit;
поз. 7 - боковой гребной винт маршевого движителя располагаемый внутри продольных выемок вогнутого сечения в передней трети длины корпуса судна;pos. 7 - side propeller of the main propulsion unit located inside the longitudinal recesses of the concave section in the front third of the length of the ship's hull;
поз. 8 - вертикальный цельноповоротный руль в хвостовой части корпуса судна;pos. 8 - vertical all-turning rudder in the tail part of the ship's hull;
поз. 9 - область закрученного активного водяного потока вдоль продольных выемок вогнутого сечения корпуса судна;pos. 9 - area of swirling active water flow along the longitudinal recesses of the concave section of the ship's hull;
поз. 10 - горизонтальный цельноповоротный руль.pos. 10 - horizontal all-round steering wheel.
поз. 11 - винтовая лопатка установленная в створе активного водяного потока;pos. 11 - a screw blade installed in the alignment of an active water flow;
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020118101A RU2738488C1 (en) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | Method for reduction of hull hydrodynamic resistance and high-speed vessel using this method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020118101A RU2738488C1 (en) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | Method for reduction of hull hydrodynamic resistance and high-speed vessel using this method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2738488C1 true RU2738488C1 (en) | 2020-12-14 |
Family
ID=73834869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020118101A RU2738488C1 (en) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | Method for reduction of hull hydrodynamic resistance and high-speed vessel using this method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2738488C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3265027A (en) * | 1965-03-12 | 1966-08-09 | Gen Electric | Propulsor |
DE10053453A1 (en) * | 2000-10-23 | 2002-04-25 | Stephan Preus | Friction reduction for watercraft and ships ejects gas from nozzles on submerged hull to form thin gas film between hull and water. |
CN1836973A (en) * | 2005-03-23 | 2006-09-27 | 夏烆光 | Electromagnetic seagoing-ship propeller |
RU2651949C1 (en) * | 2017-02-14 | 2018-04-24 | Борис Никифорович Сушенцев | Multiple jet propulsor for high-speed vessels moving on the water surface, above the water surface and under water (variants) |
-
2020
- 2020-05-21 RU RU2020118101A patent/RU2738488C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3265027A (en) * | 1965-03-12 | 1966-08-09 | Gen Electric | Propulsor |
DE10053453A1 (en) * | 2000-10-23 | 2002-04-25 | Stephan Preus | Friction reduction for watercraft and ships ejects gas from nozzles on submerged hull to form thin gas film between hull and water. |
CN1836973A (en) * | 2005-03-23 | 2006-09-27 | 夏烆光 | Electromagnetic seagoing-ship propeller |
RU2651949C1 (en) * | 2017-02-14 | 2018-04-24 | Борис Никифорович Сушенцев | Multiple jet propulsor for high-speed vessels moving on the water surface, above the water surface and under water (variants) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2651949C1 (en) | Multiple jet propulsor for high-speed vessels moving on the water surface, above the water surface and under water (variants) | |
CN107089296B (en) | Composite triple-hulled vessel with navaid hydrofoil | |
DK2570341T3 (en) | propeller nozzle | |
KR101326621B1 (en) | A propulsion and steering arrangement for a ship | |
US8584609B2 (en) | Tapered tunnel for tunnel thrusters | |
US3776168A (en) | High speed boat hull | |
KR20100036935A (en) | Propulsion and steering arrangement | |
RU2738488C1 (en) | Method for reduction of hull hydrodynamic resistance and high-speed vessel using this method | |
US6647909B1 (en) | Waveless hull | |
CN106414231B (en) | It is related to being provided with the improvement of the Ship Propeling of major-minor propulsion device | |
KR20190004090A (en) | Stern structure of a vessel for reducing flow resistances | |
RU2739626C1 (en) | Method for reduction of hull hydrodynamic resistance and high-speed vessel using method thereof | |
KR101780910B1 (en) | Duct device | |
CN201872940U (en) | Steamship capable of eliminating wave drag | |
CN113200119B (en) | Drag reduction surface structure of underwater vehicle shell | |
KR101323830B1 (en) | Thruster for a ship and ship having the same | |
US7316194B1 (en) | Rudders for high-speed ships | |
US2381622A (en) | Boat | |
RU2653983C1 (en) | Surface-underwater vehicle with changed geometry of shape form | |
KR20090117486A (en) | Vessel propelled by screw propeller | |
JP6345221B2 (en) | Single axis and two rudder system | |
KR102288939B1 (en) | Rudder for ship having rudder bulb | |
RU2457146C1 (en) | Vehicle body | |
KR101790434B1 (en) | A Boat for Preventing a Water from Splashing Above | |
CN212861810U (en) | Ship trident rudder fin |