RU2815633C1

RU2815633C1 - Vessel with significant completeness of hull lines of increased efficiency, safety and seaworthiness

Info

Publication number: RU2815633C1
Application number: RU2023118365A
Authority: RU
Inventors: Олег Игоревич Братухин
Original assignee: Олег Игоревич Братухин
Filing date: 2023-07-11
Publication date: 2024-03-19

Abstract

FIELD: shipbuilding.

SUBSTANCE: invention relates to ship building, namely, to vessels with considerable completeness of hull lines. Proposed vessel comprises hull with bow formed by stem with jointed surfaces of boards coupled with bulb-like surface. Stem has an angle of inclination to the vertical of up to 45 degrees to the stern in the centre plane in the section S, which is up to 0.1 of the length of the vessel, and the length of the surfaces of the boards along the height H, equal to 1.7 of the draft in the load, and the angle of abutment of the waterlines to the centre plane in the surface of the bow is from 30 to 90 degrees.

EFFECT: higher seaworthiness, safety and efficiency of the vessel in rough sea conditions.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, касается вопроса создания судов со значительной полнотой обводов, повышенной мореходностью, безопасностью и эффективностью эксплуатации.The invention relates to the field of shipbuilding and concerns the issue of creating ships with significant contours, increased seaworthiness, safety and operational efficiency.

Известно судно смешанного «река-море» плавания, имеющее судовые обводы корпуса с цилиндрической вставкой и расположенный в корме движительно-рулевой комплекс, коэффициент полноты корпуса судна увеличен до величины 0,93 путем выполнения носовой оконечности «псевдобульбовой» формы и увеличения длины цилиндрической вставки с образованием кормовой оконечности в виде двух полутоннелей для обеспечения подтока жидкости к движительно-рулевому комплексу, который выполнен из двух полноповоротных винто-рулевых колонок, установленных в упомянутых полутоннелях (Патент РФ на полезную модель №137254 от 10.02.2014 г.) - прототип.A vessel of mixed "river-sea" navigation is known, having a ship's hull contours with a cylindrical insert and a propulsion-steering complex located in the stern, the coefficient of completeness of the vessel's hull is increased to 0.93 by making the bow end of a "pseudo-bulb" shape and increasing the length of the cylindrical insert with the formation of the aft end in the form of two half-tunnels to ensure the flow of fluid to the propulsion-steering complex, which is made of two full-rotary steering columns installed in the mentioned half-tunnels (RF Patent for a utility model No. 137254 dated 02/10/2014) - prototype.

Технической проблемой известного судна смешанного «река-море» плавания является его пониженные мореходность, безопасность и эффективность эксплуатации в условиях морского волнения из-за развитого бортового слеминга (значительные по интенсивности удары волн в носовой оконечности), что снижает ходкость, местную и общую прочность корпуса судна, а также увеличивает дополнительное волновое сопротивление, что в совокупности приводит к снижению его скорости движения на волнении и, как следствие, увеличению расхода топлива и времени доставки груза.The technical problem of the well-known mixed river-sea vessel is its reduced seaworthiness, safety and operational efficiency in sea conditions due to the developed side slamming (significantly intense wave impacts at the bow), which reduces propulsion, local and overall strength of the hull of the vessel, and also increases additional wave resistance, which together leads to a decrease in its speed in rough seas and, as a consequence, an increase in fuel consumption and cargo delivery time.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение его мореходности, безопасности и эффективности эксплуатации в условиях морского волнения путем сохранения его ходкости, общей и местной прочности корпуса, скорости движения на волнении, снижения расхода топлива и сокращения времени доставки груза, за счет предотвращения бортового слеминга и снижения дополнительного волнового сопротивления.The technical result of the proposed technical solution is to increase its seaworthiness, safety and operational efficiency in sea conditions by maintaining its propulsion, general and local hull strength, speed in waves, reducing fuel consumption and reducing cargo delivery time, by preventing on-board slamming and reducing additional wave resistance.

Технический результат достигается тем, что у судна, содержащего корпус, выполненный с носовой оконечностью, образованной форштевнем, с соединяющимися на нем поверхностями бортов, сопряженными с поверхностью бульбообразной формы по изобретению форштевень имеет угол наклона к вертикали до 45 градусов в корму в диаметральной плоскости на участке S, составляющем до 0,1 длины судна и протяженность поверхностей бортов по высоте Н равной до 1,7 осадки в грузу, а угол примыкания ватерлиний к диаметральной плоскости в надводной части носовой оконечности, составляет от 30 до 90 градусов.The technical result is achieved by the fact that in a vessel containing a hull, made with a bow end formed by a stem, with the surfaces of the sides connecting on it, mating with the bulb-shaped surface according to the invention, the stem has an angle of inclination to the vertical of up to 45 degrees aft in the center plane in the area S, amounting to up to 0.1 of the length of the vessel and the length of the side surfaces in height H equal to up to 1.7 of the loaded draft, and the angle of contact of the waterlines with the center plane in the above-water part of the bow is from 30 to 90 degrees.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлен боковой вид судна со значительной полнотой обводов повышенной эффективности, безопасности и мореходности, на фиг. 2 - фрагмент корпуса судна со значительной полнотой обводов повышенной эффективности, безопасности и мореходности в виде его носовой оконечности (вид сбоку) и на фиг. 3 - сечение по ватерлиниям в надводной части носовой оконечности корпуса судна со значительной полнотой обводов повышенной эффективности, безопасности и мореходности.The essence of the invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows a side view of a vessel with significant contours of increased efficiency, safety and seaworthiness; Fig. 2 - a fragment of the hull of a vessel with significant contours of increased efficiency, safety and seaworthiness in the form of its bow end (side view) and in FIG. 3 - section along the waterline in the above-water part of the bow end of the ship's hull with significant completeness of contours of increased efficiency, safety and seaworthiness.

Судно со значительной полнотой обводов повышенной эффективности, безопасности и мореходности содержит корпус 1 (фиг. 1), который выполнен с носовой оконечностью (фиг. 2) образованной форштевнем 3 (фиг. 1) с соединяющимися на нем поверхностями 2 (фиг. 1) бортов, сопряженными с поверхностью 4 (фиг. 1) бульбообразной формы. Форштевень 3 имеет угол наклона к вертикали (фиг. 1) до 45 градусов в корму в диаметральной 5 (фиг. 3) плоскости на участке S (фиг. 2), составляющем до 0,1 длины судна и протяженность поверхностей 2 бортов по высоте Н (фиг. 2) равной до 1,7 осадки в грузу. Угол примыкания ватерлиний 6 (фиг. З) к диаметральной 5 плоскости в надводной части носовой оконечности, составляет от 30 до 90 градусов.A vessel with significant contours of increased efficiency, safety and seaworthiness contains a hull 1 (Fig. 1), which is made with a bow end (Fig. 2) formed by a stem 3 (Fig. 1) with side surfaces 2 (Fig. 1) connecting to it , conjugated with surface 4 (Fig. 1) of a bulbous shape. The stem 3 has an angle of inclination to the vertical (Fig. 1) up to 45 degrees aft in the diametrical 5 (Fig. 3) plane in the section S (Fig. 2), which is up to 0.1 of the length of the vessel and the length of the surfaces of the 2 sides along the height H (Fig. 2) equal to 1.7 load draft. The angle of contact of the waterlines 6 (Fig. 3) to the diametrical plane 5 in the above-water part of the bow is from 30 to 90 degrees.

Суда со значительным коэффициентом общей полноты корпуса, который может быть, достигнут, в том числе благодаря увеличению длины цилиндрической вставки и значительной полноте обводов оконечностей имеют приемлемое гидродинамическое сопротивление для эксплуатации на тихой воде, в связи с незначительными скоростями движения. В силу значительного коэффициента общей полноты эти суда имеют в носовой, надводной части либо вертикальный форштевень, либо форштевень с наклоном вперед по направлению движения при значительных площадях бортов носовой оконечности, по форме ватерлиний близкой к цилиндрической. При эксплуатации такого судна на морском волнении возникает значительный бортовой слеминг, который приводит к возникновению значительных местных гидродинамических нагрузок и общих нагрузок в виде дополнительных изгибающих моментов, которые могут суммироваться с изгибающими моментами на тихой воде и волновыми изгибающими моментами, что увеличивает интенсивность нагрузок на корпусные конструкции, повышая риск получения местных повреждений конструкций и потери общей прочности, таким образом, снижая безопасность эксплуатации судна, а также увеличивает дополнительное волновое сопротивление, приводящее к естественной потере скорости движения судна и ухудшению ходкости на волнении. Во избежание повреждений корпусных конструкций и потери общей прочности, судоводители намеренно снижают скорость движения в условиях волнения в соответствии с хорошей морской практикой, это дополнительно приводит к увеличению расхода топлива и времени доставки груза соответственно, а в результате, к снижению эффективности эксплуатации судна.Vessels with a significant coefficient of overall hull fullness, which can be achieved, including due to an increase in the length of the cylindrical insert and significant fullness of the contours of the ends, have acceptable hydrodynamic resistance for operation in calm water, due to low speeds. Due to the significant coefficient of overall fullness, these vessels have either a vertical stem in the bow, above the water, or a stem inclined forward in the direction of movement with significant areas of the sides of the bow, the shape of the waterlines being close to cylindrical. When operating such a vessel in rough seas, significant side slamming occurs, which leads to significant local hydrodynamic loads and general loads in the form of additional bending moments, which can be summed up with bending moments in calm water and wave bending moments, which increases the intensity of loads on the hull structures , increasing the risk of local damage to structures and loss of overall strength, thus reducing the safety of the vessel, and also increases additional wave resistance, leading to a natural loss of the vessel’s speed and deterioration in sea performance. To avoid damage to hull structures and loss of overall strength, boatmasters deliberately reduce speed in rough seas in accordance with good maritime practice, this additionally leads to an increase in fuel consumption and cargo delivery time, respectively, and as a result, a decrease in the efficiency of the vessel's operation.

Выполнение форштевня с углом наклона к вертикали до 45 градусов в корму в диаметральной плоскости на участке S, составляющим до 0,1 длины судна в пределах поверхности бортов с протяженностью по высоте Н, равной до 1,7 осадки в грузу и углами примыкания ватерлиний к диаметральной плоскости в надводной части носовой оконечности, составляющих от 30 градусов до 90 градусов, в совокупности обеспечивает безударный вход корпуса судна в волну путем рассекания волны форштевнем, с плавным характером обтекания масс воды по поверхностям бортов носовой оконечности, что в результате обеспечивает предотвращение бортового слеминга, снижение действующих на корпус гидродинамических нагрузок, снижение дополнительного волнового сопротивления и, как следствие, сохранение ходкости, скорости движения судна, а также снижение расхода топлива и сокращение времени доставки груза.Execution of a stem with an angle of inclination to the vertical of up to 45 degrees aft in the centerline plane in section S, amounting to up to 0.1 of the length of the vessel within the surface of the sides with a length along the height H equal to up to 1.7 draft in the load and the angles of contact of the waterlines to the centerline plane in the above-water part of the bow extremity, ranging from 30 degrees to 90 degrees, collectively ensures shock-free entry of the ship's hull into the wave by cutting the wave with the stem, with a smooth flow of water masses along the surfaces of the sides of the bow extremity, which as a result prevents side slamming, reduces hydrodynamic loads acting on the hull, reducing additional wave resistance and, as a result, maintaining propulsion and speed of the vessel, as well as reducing fuel consumption and reducing cargo delivery time.

Эксплуатация предлагаемого судна со значительной полнотой обводов повышенной эффективности, безопасности и мореходности осуществляется следующим образом.The operation of the proposed vessel with significant contours of increased efficiency, safety and seaworthiness is carried out as follows.

При движении судна в условиях морского волнения, носовая оконечность корпуса 1, включающая форштевень 3 с соединяющимися на нем поверхностями 2 бортов, сопряженными с поверхностью 4 бульбообразной формы, имеющий наклон к вертикали до 45 градусов в корму в диаметральной 5 плоскости и выполненными в надводной части с ватерлиниями 6, угол примыкания которых к диаметральной 5 плоскости носовой оконечности, составляет от 30 до 90 градусов взаимодействует с волной и безударно рассекает ее с наименьшим сопротивлением, после чего рассеченная форштевнем 3 волна плавно обтекает поверхности бортов 2, в направлении кормы, благодаря чему, обеспечивается оптимальное взаимодействие носовой оконечности судна с волной, снижение ударных гидродинамических нагрузок, воздействующих на корпус судна, повышение безопасности его эксплуатации, сохранение ходкости, скорости движения судна, а также снижение дополнительного волнового сопротивления, чем достигается снижение расхода топлива и сокращение времени доставки груза.When the vessel moves in sea conditions, the bow end of the hull 1, including the stem 3 with the surfaces 2 of the sides connecting on it, mating with the bulb-shaped surface 4, having an inclination to the vertical of up to 45 degrees aft in the diametrical plane 5 and made in the surface part with waterlines 6, the angle of contact of which with the diametrical plane 5 of the bow tip, is from 30 to 90 degrees interacts with the wave and cuts it without impact with the least resistance, after which the wave cut by the stem 3 smoothly flows around the surfaces of the sides 2, in the direction of the stern, thereby ensuring optimal interaction of the bow end of the vessel with the wave, reducing shock hydrodynamic loads acting on the hull of the vessel, increasing the safety of its operation, maintaining propulsion, the speed of the vessel, as well as reducing additional wave resistance, which achieves a reduction in fuel consumption and a reduction in cargo delivery time.

Предлагаемое судно со значительной полнотой обводов повышенной эффективности, безопасности и мореходности обеспечивает повышенную эффективность, мореходность и безопасность его эксплуатации в условиях морского волнения благодаря сохранению его ходкости и скорости движения на волнении, снижению расхода топлива, сокращению времени доставки груза, а также сохранению его местной и общей прочности за счет предотвращения бортового слеминга и снижения дополнительного волнового сопротивления, что выгодно отличает его от прототипа.The proposed vessel with a significant fullness of contours of increased efficiency, safety and seaworthiness ensures increased efficiency, seaworthiness and safety of its operation in sea conditions by maintaining its propulsion and speed in waves, reducing fuel consumption, reducing cargo delivery time, as well as maintaining its local and overall strength by preventing side slamming and reducing additional wave resistance, which distinguishes it from the prototype.

Claims

A vessel containing a hull made with a bow end formed by a stem, with side surfaces connecting on it, mated to a bulb-shaped surface, characterized in that the stem has an angle of inclination to the vertical of up to 45 degrees aft in the center plane in a section S of up to 0.1 of the length of the vessel, and the extent of the side surfaces along the height H is equal to up to 1.7 of the loaded draft, and the angle of contact of the waterlines with the centerline plane in the above-water part of the bow is from 30 to 90 degrees.