WO2009008689A1 - Procédé de navigation et navire pour le mettre en oeuvre - Google Patents

Description

СПОСОБ ПЛАВАНИЯ И СУДНО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В настоящее время общеизвестны несколько способов плавания надводных судов: перемещение судна, подводная часть корпуса которого всегда погружена в воду для обеспечения его плавучести, под воздействием различных движителей; перемещение судна в установившемся режиме с выталкиванием подводной части корпуса из воды: а.) при глиссировании, б) подводными крыльями, в) воздушной подушкой, г ч) выталкивающей ~ силой нескольких, расположенных по сторонам корпуса самовращающихся от набегающего потока «нecyщиx» винтов.

Известен также способ плавания на прогулочном надводном транспортном средстве в виде большого трехколесного велосипеда, колеса которого выполнены легкими надувными, большой ширины и относи- тельно большого диаметра, корпус которого в виде всех элементов велосипеда всегда приподнят над поверхностью воды и не участвует в обеспечении плавучести этого «cyднa». Аналогичным движителем перемещается по водной среде и земнонадводное автотранспортное средство по заявке 2003126990/11 Янсуфина H.P.(Poccия). Недостатком известных способов плавания на соответствующих судах является большая энергоемкость процесса плавания на приемлемых скоростях, обусловленная необходимостью преодолевать судам гидродинамическое сопротивление, увеличивающееся пропорционально квадрату скорости перемещения их в воде, а сопротивление качения «вoдныx» колес, достаточно глубоко погруженных в воду для обеспечения необходимой плавучести «вeлocипeдa», пропорционально этому по- гружению.

Целью предполагаемого изобретения является создание такого способа плавания, который бы значительно снизил энергозатраты при перемещении корпуса судна относительно водной среды путем устранения влияния гидродинамического сопротивления на процесс плавания.

За прототип в заявке взят «cпocoб плавания на прогулочном водном велосипеде", т. как у этого «cyднa» его корпус (седло, рама, руль и другие части велосипеда) не влияет на гидродинамическое сопротивление судна как не соприкасающийся с водной средой, а сопротивление перемещению возникает как сопротивление качению колес по податливой, сверхмягкои поверхности.

Способ плавания по предполагаемому изобретению состоит в перемещении корпуса судна относительно водной среды по погруженным в воду многочисленным, прямоугольным плане и соединенным шарнирно между собой в замкнутые цепи-гусеницы понтонам, например перека- тыванием по ним через посредство элементов качения, например колес, например размещенных по углам понтонных палуб. В этом случае корпус судна со стороны своего дна оснащен направляющими-рельсами, выполненными в два яруса, одни над другими, на нocy_# и корме корпуса соединенные или радиусными участками, или разворотными колесами, например многоугольной формы, причем количество направляющих- рельса как минимум по два на каждую понтонную гусеницу. Нижние направляющие являются опорными и, например, через колеса контактируют с погруженными в данный момент понтонами, а направляющие верхнего яруса вместе с разворотными участками служат для возврата выходящих из воды понтонов, например из под, кормы, на противоположный конец корпуса для последующего погружения в воду.

Предлагаемое судно, которое осуществляет предлагаемый способ плавания, представлено на чертежах. На фиг.1 показан общий вид судна, вид сбоку

На фиг.2-тo же, вид с торца, с частичным разрезом. На фиг.З показан вид сбоку на понтонную гусеницу на разворотном участке в увеличенном виде.

На фиг. 4 показан вид с торца на понтонную гусеницу, разрез, в увеличенном масштабе.

На фиг. 5 показан вид сбоку на понтонную гусеницу на разворотном участке, в которой шарнирно соединены между собой «пaлyбныe» площадки понтонов, контактирующие с многоугольным тянущим колесом.

Предлагаемое судно состоит из корпуса 1, содержащего , например надстройки 2, палубы 3 и т.д., образующие с днищем 4 как бы основной корпус традиционных морских, речных, прогулочных, и т.п. судов. С нижней стороны днища этого корпуса выполнены пространственные конструкции в виде стоек 5, простенков или переборок 6, на которых размещены направляющие- рельсы в двух уровнях, в нижнем уровне 7 и верхнем уровне 8, соединенные между собой закруглениями 9 с носовой и кормовой сторон. При этом на каждую понтонную гусеницу выполнено по две, как минимум, замкнутых направляющих 10 и 11, которые позволяют понтонам перемещаться в этих направляющих через посредство, например колес 12, смонтированных по углам, например прямо- угольных в плане понтонов 13 через посредство кронштейнов 14, выполненных, например в виде стоек 15 с цапфами 16. Колеса 12 соединены, например попарно, валами 17, которые входят, например, в зацепление с зубьями тянущих или только тормозных колес 18. На фиг. 5 показан вариант образования понтонных гусениц шарнирным соединением «пaлyбныx» площадок 19 понтонов между собой шарнирами 20, при этом тянущие колеса могут быть в виде многогранных колёс 21.

Корпус судна оснащен, как правило, двумя или больше понтонными гусеницами со своими направляющими, размещаемыми под днищем корпуса, если их две, по краям днища 4 с некоторым промежутком, по размерам достаточным для монтажа в нём, например соединительных^" трапов 22, 23 или лифта. На чертежах обозначены всплывающий понтон 24 со стороны, например кормы, и погружаемый 25 со стороны носа судна. Заявляемый способ осуществляется следующим образом. Понтоны, собранные, например в две гусеницы, которые размещены по двум сторонам корпуса по его ширине, нижние из которых, погруженные в воду, своей плавучестью обеспечивают плавучесть всего судна и его остойчивость, как у катамарана. При воздействии на корпус судна какого-либо из известных движителей, например гребного винта, парусов или весел, корпус судна получает две возможности начать перемещаться относительно водной среды: или плыть в традиционном смысле этого слова, преодолевая погруженными в воду понтонами гидродинамическое сопротивление этих понтон, или перекатываться по этим понтонам анало- гично качению железнодорожных вагонов по рельсам при горизонтальном пути. Совершенно очевидно, что корпус «пpeдпoчтeт» перекатывание плаванию из-за значительной разницы сопротивлений, особенно при увеличении скорости, так как гидродинамическое сопротивление увеличивается пропорционально квадрату скорости набегающего потока во- ды.

Кроме того, наилучший эффект от предлагаемого способа будет, если движителями корпуса будут, например, тянущие колеса 18 или 21, момент вращения на которых будет «тoлкaть» корпус судна и понтоны- гусеницы (погруженные в воду) в разные стороны. При этом, чем боль- ^ ше будет гидродинамическое сопротивление понтонных гусениц, тем эффективнее, с точки зрения энергозатрат, будет происходить процесс плавания. Кроме того, из-за малой скорости движения понтонов в воде, по ходу плавания - при традиционных для судов движителях, или в про- тивоположную сторону при движителях в виде, например, тянущих колес, энергозатраты на преодоление гидродинамического сопротивления при «зaтaлкивaнии» подводимых под днище корпуса судна понтонов 25 будут почти полностью компенсироваться всплывающими 24 из под днища на корме корпуса понтонами, которые в этом положении будут создавать положительный момент вращения на тянущих колесах.

При плавании предлагаемого судна с традиционными движителями маневрирование может осуществляться или традиционными рулями, или путем торможения одной из понтонных гусениц, в сторону которой необходимо произвести поворот судна. Для остановки судна или значи- тельного уменьшения скорости его движения проводят торможение всех понтонных гусениц и, если движителями являются тянущие колеса, затем меняют направление вращения этих тянущих колес.

Таким образом, предлагаемый способ плавания из-за своей энергетической целесообразности может быть применен как для прогулочных «кaтaмapaнoв» с педальным приводом, так и для речных барж, пассажирских кораблей, для морских судов различного назначения, вплоть до спасательных шлюпок на традиционных судах.

Claims

Формула изобретения

1. Способ плавания и надводное судно для его осуществления, состоящий в перемещении надводного судна относительно водной среды с вытеснением ее этим судном для обеспечения необходимой ему плавучести, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности при плавании, или, при той же мощности, увеличения скорости плавания, а также для улучшения условий непотопляемости судна, перемещение надводного судна осуществляют при значительном снижении влияния гидродинамического сопротивления водной среды на движение судна, при уст-

Ю ранении почти полностью контакта этой среды с корпусом судна, путем перекатывания этого корпуса по погруженным в воду, и почти неподвижным при установившемся движении судна относительно поверхности воды, понтонам, имеющим в плане, например, прямоугольную форму, которые обеспечивают своей плавучестью плавучесть предлагаемого судна и,5 шарнирно соединенные, например через посредство цепи, или шарнирно между собой в, по крайней мере, в две или более цепи - гусеницы, подобно тракам гусеничного транспорта, и контактирующих с перекатываемым корпусом через посредство, например колес, например смонтированных на понтонах, и рельс - направляющих, смонтированных на днище корпуса,o или наоборот, причем рельс - направляющие выполнены в два яруса, нижние - опорные и верхние - возвратные, которые соединены между собой или закругленными участками, если применены тянущие цепи, или разворотными многоугольными колесами, на носу и корме, причем количество, форма и расположение опорных узлов, например колесных, на понтонах через посредство специальных кронштейнов и количество, форма профиля и расположение рельс - направляющих на корпусе выполнены так, что позволяют понтонам перемещаться по направляющим только вдоль корпуса судна в составе гусениц, причем, если последних только две, то их разме- щают слева и справа по ширине корпуса, аналогично поплавкам катамарана, при, например традиционных движителях, воздействующих на корпус судна, таких как гребной винт или парусное вооружение, с кормовым рулем для маневрирования.

2. Способ плавания по п.l, отличающийся тем, что маневрирование осуществляют путем регулирования скоростей перемещения левой и правой понтон - гусениц относительно корпуса и друг друга путем, например торможением той гусеницы, в сторону которой необходимо развернуть судно, а для остановки судна - торможением всех гусениц.

3. Способ плавания по п.l и п.2, отличающийся тем, что функцию движителя на предлагаемом судне выполняют понтоны - гусеницы при подводе крутящего момента от двигателя судна к соответствующим тянущим гусеницы колесам, например разворотным колесам.

4. Судно по п. l, у которого количество рельс - направляющих на каждую понтон - гусеницу не менее двух, причем две из которых контактиру- ют с опорными узлами (колесами), выполненными через посредство специальных кронштейнов по углам каждого, например прямоугольного в плане, понтона.

5. Судно по п.4, у которого каждое из опорных «кoлec» на понтоне вы- полнено в виде опорного узла, например, при «двyтaвpoвoй» форме сече- ния рельс - направляющих, например в виде двух колес, контактирующих с рельс - направляющей с двух сторон, по верхней и нижней полкам такой направляющей.

6. Судно по п.l, корпус которого в планеjшеет форму, в основе которой - прямоугольник, или она составлена из нескольких прямоугольников, например как у «тpимapaнa», с более длинной центральной частью.

7. Судно по п.6, корпус которого, через посредство выполненных на его днище направляющих, приподнят не только над водой, но и над понтонами, находящимися на верхних возвратных участках направляющих, имеет, помимо бортов, днища и палуб с надстройками, дополнительные наружные борта до уровня ватерлинии и даже несколько ниже, а в носовой части корпуса, также до ватерлинии, выполнены форштевнеподобные вол- норассекатели, прикрывающие ту часть понтонов, которые в данный момент ещё не погружены в воду.

8. Судно по п.,п .6, 7, в котором понтон-гусеницы, размещенные на соответствующих направляющих, находятся на некотором расстоянии друг от друга, достаточном для размещения в этих промежутках соединительных шахт, лестниц и т.п. устройств для соединения «ocнoвнoгo» корпуса с «кopпycными» частями, которые образованы между нижними направляющими и днищем «ocнoвнoгo» корпуса, и в которых могут быть размещены, например, силовая установка судна и другие вспомогательные машины и механизмы, а также дополнительные помещения или емкости.

9. Судно по п.1 , в котором внутренние полости понтонов заполнены вспененным полимером.