SE500778C2 - Skrov för flerskrovsfartyg - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 den del av skrovet som passerar över vattenlinjen är relativt låg. För fartyg av typen SWATH måste därför flytläget under drift regleras med speciella medel såsom fenor, ballasttankar eller dylikt, vilket naturligtvis utgör en komplikation och kostnadsstegrande egenhet.

Flytlägesstabiliteten utgör givetvis ett problem även i samband med lastning och lossning.

Ett ändamål med uppfinningen är att anvisa en gynnsam form för ett skrov till ett flerskrovsfartyg. Ändamålet innefattar sålunda att anvisa en sådan skrovform som har làgtendens till uppâtdrift under inverkan av vågor under körning, medger höga hastigheter och bra verkningsgrad, liten fartreduktion i sjö, har hög lasttálighet, medger fritt val av drivningssätt, inklusive vattenjetdrift, och har hög akterstabilitet för att medge lastning och lossning akterifrån.

Uppfinningen har anknytning till snabba passagerar- och lastkatamaraner som exempelvis kan gå i en hastighet av 30-50 knop, och ha en längd av 120 meter, en bredd av exempelvis 40 meter, och ha en volym av undervattens- delen på inemot 3000 m3.

Uppfinningen definieras i det bilagda patentkravet 1.

Utföringsformer av uppfinningen anges i de bilagda o- självständiga patentkraven.

Den uppfinningsenliga skrovformen kan bildlikt sägas innefatta en främre skrovdel som har ett lökformat tvär- snitt och en kontinuerligt därtill anslutande bakre skrov- del vars djupgående minskar i riktning akterut under sam- tidig ökning av skrovets vattenlinjebredd. Härigenom har skrovets akterdel en form som utgör gynnsam förut- sättning för vattenjetdrift. Emellertid är uppfinningen 10 15 20 25 30 35 f' f". i*- r. F”- inte inskränkt till vattenjetdrift. Genom uppfinningen har skrovet en relativt stor vattenlinjebredd i sin akterdel, och detta erbjuder gynnsamt montage av fram- driftsmotorer och dylikt i skrovet utan problem med avseende på luftintag av gasutsläpp, upplyftning och nedsättning av motorer etc. Genom den relativt stora vattenlinjebredden i förhållande till skrovets maximala bredd under vattenlinjen, speciellt i skrovets akterdel, får skrovet en god stabilitet speciellt i sin akterdel och detta gynnar lastning och lossning akterifrån.

Man kan vidare bildlikt säga att lökformen för skrov- tvärsnittet i skrovets främre del, dvs. en relativt smal skrovmidja i det vertikala skrovomràde som sträcker sig upp genom vattenlinjen, såsom en fortsättning av en mer allmän U-form för skrovets akterdel, begränsar den vågberoende vertikalrörelsen som är förknippad med konventionella katamaranskrovformer med allmänt lik- formigt skrovtvärsnitt utmed skrovlängden. Genom lök- formen för främre skrovdelens tvärsnitt blir sålunda våglyftkraften relativt lägre i skrovets främre del, och vidare uppträder rörelsebegränsande sug vid skrov- formens bottenyta resp. vid skrovets vàta uppàtvända ytor, i samband med en vertikalrörelse för skrovet i Vattnet .

Konventionellt har ett skrov för flerskrovsfartyg en allmänt konstant tvärsnittsform utmed skrovets längd, varvid en konventionell tvärsnittsskepnad för katamaran- skrov inkluderar en allmänt V-formad botten som uppåt följs av allmänt vertikala sidor. Uppfinningen skiljer sig härifrån i väsentliga avseenden. Dels anvisar upp- finningen att bredden i vattenlinjen allmänt skall minska i riktning föröver, med bibehållen i huvudsak konstant spantarea under vattenlinjen utmed skrovets längd, dock givetvis med minskning vid för och akter. 10 15 20 25 30 35 Detta innebär att skrovet har en relativt stor bredd i vattenlinjen i skrovets akterdelar, och därvid kan skrovets djupgående i akterdelen begränsas.

Genom uppfinningen uppnås egenskaperna att skrovet erbjuder bekväm placering och enkelt under- håll av drivutrustning inklusive motorer, utan behov av omständliga och effektkrävande transmissioner, att att att skrovet är lasttåligt speciellt i sin akterdel, skrovet är väl ägnat höga farter, exempelvis 40 knop, skrovet kan utrustas med vattenjetdrift om så önskas, och att skrovets stampningstendens under drift blir förhållandevis mycket ringa, varigenom skrovet är lämp- ligt för fartyg avsedda för transport av såväl passa- gerare som gods.

Ett syfte med uppfinningen är bl.a. att begränsa rörelse- accelerationerna hos flerskrovsfartyg i sådan utsträckning att transporterade fordon såsom lastbilar normalt inte skall behöva surras. Försök har givit i handen att den senare här redovisade utföringsformen kan drivas utan problem vid en signifikativ våghöjd av ca 4 meter.

Det har antytts häri att skrovformen är ägnad att medge vattenjetdrift och farter på ca 40 knop för tvàskrovs- fartyg för befordran av fordon och passagerare med en total dödvikt (lastförmåga) av l - 2 tusen ton och med en längd av exempelvis 120 meter och en bredd av exempel- vis 40 meter, men det bör stå klart att dessa uppgifter snarare är avsedda att illustrera den tekniska effekten av skrovformen än att utgöra begränsningar av uppfinningens omfång.

Det bör sålunda inses att det uppfunna skrovet med bi- behållna fördelar kan användas för flerskrovsfartyg av 10 15 20 25 30 35 annan storlek, med annat antal skrov, för lägre och högre farter, och för andra drivningssätt.

Ett för närvarande föredraget utföringsexempel på ett skrov enligt uppfinningen kommer i det följande att be- skrivas i exempelform med hänvisning till bifogad rit- ning.

Pig. 1 visar en spantruta för en förlig resp. akterlig halva av ett uppfinningsenligt skrov.

Fig. 2 visar en graf över tyngdpunktläget för skrovets spantarea utmed skrovets längd.

Fig. 3 visar en graf över deplacement för skrovets för- skepp och akterskepp, vid olika djupgâenden.

Fig. l visar en spantruta för ett uppfinningsenligt skrov som illustreras med sex lika åtskilda spant vilka är numrerade 0 till 5 med början från akterspantet 0 till förspantet 5.

På fig. l visas även läget för skrovets KVL (konstruk- tionsvattenlinje motsvarandeemt normalt förekommande djupgående T). Vidare indikeras skrovets baslinje BL som är en referenslinje vilken är horisontell och inne- håller skrovets lägsta punkt.

I fig. 2 avser ordinatan den vertikala tyngdpunkten för spantarean upp till T över BL i procent av djupgàendet T, och abskissan avser lägena för spanten 0 - 5. De i fig. 2 givna kurvorna avser några olika djupgåenden som är indikerade på fig. 1.

De på fig. 2 visade kurvorna är karaktäristiska för uppfinningen, och enligt uppfinningen skall läget över BL för spantarean för spantet vid den position motsvarande 75 % av undervattenskroppens totala 500 778 6 10 15 20 25 30 35 längd räknat från aktern uppgå till högst 50 % av djup- gåendet över BL. Vidare skall tyngdpunktläget över BL för det aktersta spantet som når upp till vattenlinjen över- stiga 65 % av djupgåendet, och för det förligaste spantet som när upp till samma vattenlinje skall tyngpunktläget vara mindre än 50 % av djupgåendet.

För undervattenskrovets akterliga halva skall volym- tyngdpunktens läge över BL i procent av djupgåendet överstiga 55 % och helst överstiga 60 %.

Av fig. 2 kan man se att förändringen av tyngdpunkt- läget över BL faller tämligen kontinuerligt i riktning förut, och detta har generell tillämplighet, men fack- mannen inser att skrovformen kan varieras på sådant sätt som innebär i grafen synliga avvikelser härifrån, men i praktiken inte innebär några väsentliga avsteg från uppfinningsidên.

På fig. 3 indikerar ordinatan djupgående T för skrovet enligt fig. l och indikerar abskissan deplacementet för skrovet. Kurvorna A och B i fig. 3 avser akter- skeppet resp. förskeppet för skrovet enligt fig. l.

På fig. 3 kan man utläsa att förskeppets lyftkraft under inverkan av vågor är relativt låg p.g.a. relativt liten deplacementstegring vid ökat djupgående. På motsvarande vis kan man ur fig. 3 utläsa att akterskeppet har en hög lasttålighet dvs. en relativt liten stegring av djup- gåendet vid belastning. Akterskeppet är mindre känsligt än förskeppet med avseende på vertikalrörelser p.g.a. mötande vågor, och den generella erfarenheten för kon- ventionella fartyg är att skrovets stampningsrörelser sker kring en svängningspunkt som är belägen ungefär vid l/3 av skrovets längd från aktern. 10 15 20 25 30 35 500 778 Med ytterligare hänvisning till fig. 1 kan man se att skrovets lokala djupgående avtar i skrovets akterskepp i riktning akterut. I utföringsformen sjunker djupgåen- det vid skrovets akter till ca 50 % av skrovets maximala djupgående. Skrovet har sitt maximala djupgående i om- rådet för om sin längdmitt. Vidare kan man se att skrovets bredd i vattenlinjen är i huvudsak kontinuerligt avsmal- nande från akter till fören.

Vidare kan man notera att bredden för skrovets under- vattenkropp ökar i riktning nedåt från vattenlinjen åtminstone från för till midskepp, varigenom skrovet har ett lökformigt tvärsnitt för sin undervattenkropp i detta längdområde.

Såsom framgår av fig. 1 förändras skrovets area och form i vattenytan endast i ringa utsträckning vid änd- ring av djupgåendet från ett normalt djupgående, och minskar skrovbredden i området ovanför vattenlinjen på sådant sätt att lyftkrafttillskottet mot skrovet av ankommande vågor blir relativt begränsat (såsom gene- rellt vid SWATH-skrov), varvid lyftkrafttillskottet blir mindre i det uppfinningsenliga skrovets förliga delar, på grund av skrovets mindre bredd i de förliga delarna över vattenlinjen.

Genom att det uppfinningsenliga skrovet har utpräglad lökform endast i den förliga delen av sin undervatten- kropp, blir deplacementkroppens uppåtvända ytor rela- tivt större i de förliga delarna av undervattenkroppen, varigenom skrovets nedåtriktade rörelse under stampning blir kraftigt begränsad i skrovets förliga del.

Den i utföringsexemplet redovisade skrovformen hänför sig till ett skrov för ett tvåskrovsfartyg som är av- sett att drivas med en hastighet av ca 40 knop, varvid 500 778 skrovets djupgående är ca 4,5 m, bredden av skrovets undervattendel är ca 5 m och skrovets längd är ca 120 m.

Skrovformen enligt utföringsexemplet är typisk för upp- 5 finningen och fackmannen torde inte ha nägra svårigheter att utöva uppfinningen vid skrov av annan storleksord- ning och andra förutsättningar.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 500 778 Patentkrav

1. l. Skrov för flerskrovsfartygf k ä n n e t e c k - n a t av att avståndet i höjdled från skrovets bas- linje till tyngdpunkten för volymen som motsvarar ett normalt förekommande djupgående för skrovet, är för den mellan akter och midskepp belägna akterliga halvan av skrovet över 55 % av det mellan baslinjen och vatten- linjen definierade djupgåendet för skrovet, att höjd- läget för tyngdpunkten för den under vattenlinjen be- lägna volymen av skrovets mellan midskepp och för de- finierade förliga halva över baslinjen är mindre än 55 % av djupgåendet att avståndet mellan baslinjen och tyngd- punkten för den av vattenlinjen begränsade spantarean vid en position motsvarande 75 % av den totala längden av skrovets undervattenkropp räknat från aktern, är mindre än S5 % av djupgåendet, och att skrovets vattenlinje- bredd allmänt ökar i riktning akterut.

2. Skrov enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att höjden över baslinjen för tyngdpunkten för spant- arean under vattenlinjen vid en position motsvarande 75 % av den totala längden av skrovets undervattenkropp räknat fràn aktern är mindre än 50 % av djupgåendet.

3. Skrov enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att tyngdpunktens höjd över baslinjen är åtminstone 60 % av djupgåendet för skrovets akterliga halva och mindre än 50 % för skrovets förliga halva.

4. Skrov enligt något av krav l - 3, k ä n n e t e c k - n a t av att höjden över baslinjen för tyngdpunkten för spantarean upp till vattenlinjen för det akterligaste spantet som når upp till vattenlinjen är större än 65 % av djupgåendet, och att den motsvarande tyngdpunkthöjden för det förligaste spantet som når upp till samma 10 15 20 25 30 500 778 10 vattenlinje är mindre än 50 % av djupgåendet.

5. t e Skrov enligt något av kraven l - 4, k ä n n e - c k n a t av att höjdläget för undervattenkroppens bottenlinje över baslinjen stiger från midskepp till akter.

6. att höjdläget för undervattenkroppens bottenlinje över Skrov enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av baslinjen stiger mot aktern till åtminstone 40 % av det maximala djupgåendet, och att stigningen för bottenlinjen börjar i skrovets midskeppsomràde.

7. t e c k n a t Skrov enligt något av kraven l - 5, k ä n n e - av att skrovets bredd i vattenlinjen är i huvudsak konstant för den aktre kvartsdelen av far- tyget, och avsmalnar sedan mot fören.

8. t e c k n a t Skrov enligt något av kraven l - 7, k ä n n e - av att skrovets tvärsnitt har väsent- ligen lökform i skrovets främre halva.

9. t e c k n a t Skrov enligt något av kraven l - 8, k ä n n e - av att höjdläget för den under vatten- linjen belägna spantareans tyngdpunkt över baslinjen faller väsentligen kontinuerligt från aktern till fören.

10. Skrov enligt något av kraven 1 - 9, k ä n n e - t e c k n a t av att höjdläget för undervattenkroppens bottenlinje över baslinjen är i huvudsak konstant i skrovets förliga del.