WO2018190746A1 - Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна с глиссирующими лыжами - Google Patents

Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна с глиссирующими лыжами Download PDF

Info

Publication number
WO2018190746A1
WO2018190746A1 PCT/RU2017/000601 RU2017000601W WO2018190746A1 WO 2018190746 A1 WO2018190746 A1 WO 2018190746A1 RU 2017000601 W RU2017000601 W RU 2017000601W WO 2018190746 A1 WO2018190746 A1 WO 2018190746A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hull
supports
displacement
wave
length
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000601
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Игнат Михайлович ВОДОПЬЯНОВ
Original Assignee
Игнат Михайлович ВОДОПЬЯНОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игнат Михайлович ВОДОПЬЯНОВ filed Critical Игнат Михайлович ВОДОПЬЯНОВ
Publication of WO2018190746A1 publication Critical patent/WO2018190746A1/ru

Links

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
    • 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
    • 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
    • B63B1/16—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces
    • B63B1/18—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydroplane type
    • B63B1/20—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydroplane type having more than one planing surface
    • 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
    • B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
    • 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
    • B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
    • B63B1/40—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by diminishing wave resistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls

Definitions

  • the invention relates to shipbuilding and can be used in the construction and modernization of marine high-speed single-hull motor vessels, which use a single displacement narrow wave-piercing hull.
  • the main drawback of the narrow hull is its low stability - the long narrow hull easily falls on the starboard and left sides during its evolution and under the influence of waves.
  • An additional drawback is the increased requirements for the quality of the submerged surface - with its relatively large wetted surface and thus, with tangible frictional force.
  • the general principle of gliding skiing is to create at medium and high speeds the lifting force acting on a moving vessel when the hull partially or completely rises above the water surface. With a significant reduction in the area of contact of the housing with water, and, consequently, a decrease in hydrodynamic resistance to movement, this allows a higher speed to be developed.
  • the lifting force created by lightly loaded gliding skis with supports of small displacement allows us to ensure the stability of the movement of the only wave-piercing displacement hull of the vessel (while moving in the displacement mode) and to ensure high seaworthiness of the structure.
  • gliding skis The use of gliding skis is known from the following solutions, for example, from RF patents 144285, 2034736, 2211167, 81695, and 54353. But the known solutions relate to fully gliding hulls - namely, to hulls of high-speed vessels moving in a non-displacement mode when 100% of the weight the vessel is displaced above the water surface using the appropriate hull contours and engine power.
  • the planing body has known disadvantages - since the body is practically has support of its weight on the water surface, at the same time it moves at a significant speed, a meeting with the wave causes the bow of the vessel to be thrown up and the subsequent “take-off” of the entire structure above the water surface, and also (if there is a side wave) to a significant side buildup on the move .
  • Existing solutions are aimed at reducing the disadvantages of planing buildings and improving their characteristics.
  • Patent 2211167 The principle of the hull with sharp-edged contours, with a breakwater ski is disclosed. This design in planing mode displaces 100% of the weight of the vessel above the water surface. The stroke in the displacement wave penetration mode, this design does not provide.
  • Patent 54353 The principle of operation of a planing body with sharp-pointed contours and with a bow-breaker nasal ski is disclosed. This design in planing mode displaces 100% of the weight of the vessel above the water surface. The stroke in the displacement wave penetration mode, this design does not provide.
  • the claimed solution allows the use of a single displacement narrow wave-piercing hull in the design of single-hull motor vessels, ensuring the achievement of a technical result, consisting in: - stable controlled motion of a single-hull motor vessel in the mode of wave penetration - i.e. in the displacement mode of small wave / hydrodynamic resistance, while ensuring efficient damping of the energy of the broken wave;
  • the claimed stabilized hull used on a marine high-speed single-hull motor vessel, provides, in comparison with the modern level of technology (single-hull motor vessels):
  • the stabilized hull of a single-hull motor vessel is characterized in that the hull with a total width of not more than 50% of its length, which is in its lower part
  • the ratio of the length of the waterline to the width of the waterline of the narrow section is at least 7 times, with a displacement of the narrow section corresponding to more than 50%, but less than 80% of the total curb weight of the vessel,
  • - also includes two longitudinally oriented symmetrical relative to the diametrical plane of the vessel supports located on the lower surface of the hull at the maximum width of the hull, with respect to the length of the hull, the location of the supports can be either closer to the stern or to the middle or bow of the hull,
  • the supports in the lower part are made with planing skis of small displacement, creating a lifting force while sailing the vessel, counteracting the weight of the hull and reducing its draft, thereby ensuring the lifting of the supports above the water surface,
  • the length of the planing skis is not less than 50% of the length of the hull
  • planing skis are made with planing contours of type "V",
  • FIG. 1 shows a general view of the hull of a single-hull motor vessel 1 (the motor is not shown in the drawings), where dimming 2a marks its wetted surface when moving at medium and high speeds.
  • the main elements are the upper part of the body 3, the wave-piercing displacement narrow section 4, the right 6 and left 7 support of small displacement, the right 8 and left 9 gliding skis of small displacement, the front high wave-piercing shaft 10.
  • the narrow section 4 (Fig. 1) is made long, narrow, with high contours of small wave / hydrodynamic resistance, with a relative lengthening of the waterline L / W WL of at least 7 times - thus providing a displacement mode of wave penetration, as well as laminar flow around the entire flow path, ensuring the cutting and passage of the wave along a narrow section with minimal impact on the speed of the vessel.
  • High wave piercing stem 10 allows you to cut the wave with minimal loss of speed.
  • the heavy equipment of the ship and the supplies of water and fuel (if necessary) are located in the lower part of the narrow section 4 - thus minimizing the inertial moments of its weight during the evolution of the hull and lowering the center of gravity of the hull.
  • the displacement of the narrow section 4 is related to the weight of the fully equipped ready-for-sailing vessel - including the crew, equipment, water and fuel supplies (if necessary), etc. - in the range of 50% -80%, thus in the absence of progress - for example, at the berth in the port or at the anchorage, the narrow section 4 and the supports with planing skis are completely submerged under the weight of the vessel.
  • FIG. 2 shows a wetted surface 26 with no stroke.
  • Symmetrical right 6 and left 7 supports are located at the same distance from the diametrical plane of the vessel at the maximum width of the hull, in its lower part.
  • the supports are thin plates of structural strength sufficient for reliable fastening and ensuring the operation of planing skis in all modes, the supports are made, for example, of metal or composite materials.
  • the supports have an installation angle relative to the diametrical plane of the vessel (Fig. 1 shows an angle of 10 degrees) necessary to ensure more efficient operation of planing skis to counter the swing of the hull on the waves.
  • FIG. 1 shows the location of the supports along in relation to the length of the hull closer to the stern part, it is also possible to arrange the supports closer to the middle, or to the front parts of the hull.
  • the supports in their lower part are made with planing skis 8 and 9 of small displacement, located on the left and right side on the width of the hull, or protruding beyond its dimensions, made, for example, of metal or composite materials.
  • Bottom planing skis are made with planing contours of type "V".
  • planing skis In the front part, planing skis have an angle of inclination upwards, thus, planing skis on the go create a lifting force that counteracts the weight of the body and reduces its draft.
  • the lifting force of gliding skis 8 and 9 acts on the hull of the vessel, thereby providing a partial rise of the hull above the water surface - which leads to a decrease in the wetted surface of the narrow section 4 (see the change in wetted surface from "26" in Fig. 2 to "2a” on Fig. 1).
  • the wetted surface of the narrow section 4 is reduced, and the hydrodynamic resistance to movement of the housing is accordingly reduced.
  • the narrow shape of the supports b and 7 and their wide arrangement allow the formation of tunnel cavities 11 (see Fig. 1) between the narrow section 4 and each of the supports, where the cavities 11 minimize the wetted surface at the media boundary, and where effective damping takes place in the cavities 11 the energy of a broken stem and wave supports.
  • the waves are broken by stem 10 and rolled under the hull of the vessel raised above the water surface, in the tunnel cavities 11, reducing the effect of wave impacts on the hull of the vessel.
  • FIG. Figure 3 shows a view of a support with a gliding ski attached to it, and the same assembly is illustrated with sections of the view.
  • this knot is essentially a thin-walled inverted T-shaped structure with a planing "V'-profile in its lower part, while the planing ski has an inclination angle upward in its front part.
  • the support and the planing ski attached to it have no significant displacement, which allows them to be effectively used to counter the swinging of the hull on a wave on a motor drive.
  • FIG. 4 shows an example of the passage of a wave by a body with a support and planing ski on a motor course.
  • the relatively large length of the planing ski (more than 50% of the length of the vessel) allows it to lean on the crests of several medium-sized waves (see Fig. 4) while at the same time the small combined displacement of the support and ski does not allow them to "fly up” to the crest waves of larger than average size, effectively “breaking through” through such a crest. This reduces the effect of wave buildup on the hull - providing support for medium waves and stable passage of the high wave peak.
  • a narrow section 4 displaces in the range of 50-80% of the weight of the vessel, while the required lifting power of planing skis is small, and amounts to 20-50% of the weight of the vessel.
  • gliding skis when located on the width of the hull, provide effective resistance to ship buildup on the wave and, due to the small displacement of the supports and gliding skis, stable passage of the “peak” of the wave, this effect increases with increasing speed of the ship — that is, in this design solution, planing skis play a key role in stabilizing the course of the ship.
  • the claimed stabilized body can be made, for example, of fiberglass, other composite materials, wood, metal, polyethylene, and combinations thereof, and / or other materials adopted in shipbuilding.
  • the declared stabilized hull provides a combination of using a single narrow displacement section with a relative elongation of the L / W WL waterline of 7 or more times (and, accordingly, taking advantage of low wave / hydrodynamic resistance, high seaworthiness and stability), and also the time of an effective stabilization system (namely, counteraction to wave buildup) to ensure dynamic stability of the housing is better than that of modern single rpusnyh motor boats.
  • the use of lightly loaded gliding skis creates additional lifting force that counteracts the weight of the hull and reduces its draft when forming the effective size of the tunnel cavities on the go, while the low displacement of the gliding skis and supports ensures a stable passage of the peak wave by the hull.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • 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

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при постройке и модернизации морских быстроходных однокорпусных моторных судов. Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна выполнен с шириной не более 50% его длины и в своей нижней части имеет продольно расположенную, симметричную относительно диаметральной плоскости (ДП) судна и соизмеримую с его длиной, вертикально ориентированную узкую водоизмещающую секцию (4) малого волнового/гидродинамического сопротивления, с водоизмещением секции более 50%, но менее 80% полной снаряженной массы судна, и также включает две продольно ориентированные симметричные относительно ДП судна опоры (6 и 7) малого водоизмещения, расположенные в нижней части корпуса на максимальной его ширине. Опоры в нижней части выполнены с малонагруженными глиссирующими лыжами малого водоизмещения (8 и 9) имеющими длину 50% или более длины судна, создающими на ходу подъемную силу, противодействующую весу корпуса и уменьшающую осадку узкой секции (4), обеспечивая тем самым подъем опор над водной поверхностью, что приводит к уменьшению гидродинамического сопротивления и формированию тоннельных полостей (11) на ходу для гашения энергии разбитой форштевнем и опорами волны. Изобретение способствует улучшению мореходности и стабильности хода судна.

Description

Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна с глиссирующими лыжами.
Область применения.
Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при постройке и модернизации морских быстроходных однокорпусных моторных судов, где используется единственный водоизмещающий узкий волнопронизывающий корпус.
Описание уровня техники.
Отношение длины водоизмещающего корпуса по ватерлинии к его ширине по ватерлинии (относительное удлинение ватерлинии L/W WL) - характеризует ходкость судна (чем больше L/W WL, тем легче на ходу, быстроходнее судно), и остойчивость (чем меньше L/W WL, тем остойчивее судно).
С позиции гидродинамики именно узкий водоизмещающий корпус обладает рядом преимуществ по сравнению с более широкими корпусами. Прежде всего, это малое волновое сопротивление - позволяющее развить большие скорости без перехода в глиссирующий режим. Вторым преимуществом является высокая мореходность и стабильность хода - узкий передний обвод и узкое тело "пронизывают" волну создавая минимальные нагрузки на конструкцию судна, и минимальную килевую качку. Корпуса с L/W WL в 7 раз и более называют "волнопронизывающими".
Главный недостаток узкого корпуса его малая остойчивость - длинный узкий корпус легко заваливается на правый и левый борт при своих эволюциях и под воздействием волн. Дополнительным недостатком является повышенные требования к качеству погруженной поверхности- при его сравнительно большой смоченной поверхности и при ощутимой, таким образом, силе трения.
Общий принцип действия глиссирующих лыж - создание на средних и высоких скоростях подъёмной силы, действующей на движущееся судно, когда корпус частично или полностью поднимается над водной поверхностью. При значительном уменьшении площади контакта корпуса с водой, и, следовательно, уменьшении гидродинамического сопротивления движению, это позволяет развивать более высокую скорость.
Применительно к данной Заявке, подъёмная сила создаваемая малонагруженными глиссирующими лыжами с опорами малого водоизмещения, позволяет обеспечить стабильность хода единственного волнопронизывающего водоизмещающего корпуса судна (при этом движущегося в водоизмещающем режиме), и обеспечить высокую мореходность конструкции.
Использование глиссирующих лыж известно из следующих решений, например, из патентов РФ 144285, 2034736, 2211167, 81695, и 54353. Но известные решения относятся к полностью глиссирующим корпусам - а именно к корпусам высокоскоростных судов, движущихся в не водоизмещающем режиме, когда 100% веса судна вытесняется над водной поверхностью при помощи соответствующих обводов корпуса и мощности мотора. При этом глиссирующий корпус имеет известные недостатки - так как корпус практически на имеет опоры своего веса на водную поверхность в то же время движется с существенной скоростью, встреча с волной приводит к подбрасыванию носа судна вверх и последующему "взлёту" всей конструкции над водной поверхностью, а также (при наличии боковой волны) к существенной бортовой раскачке на ходу. Существующие решения направлены на уменьшение недостатков глиссирующих корпусов и улучшение их характеристик.
В патенте 144285. Раскрыт принцип действия корпуса с гидродинамической лыжей работающей в режиме глиссирования. Данная конструкция в режиме глиссирования обеспечивает вытеснение 100% веса судна над водной поверхностью. Ход в режиме водоизмещающего волнопронизывания данная конструкция не обеспечивает.
В патенте 2034736. Раскрыт принцип действия днища-лыжи с подводным крылом. Данная конструкция в режиме глиссирования обеспечивает вытеснение 100% веса судна над водной поверхностью. Ход в режиме водоизмещающего волнопронизывания данная конструкция не обеспечивает.
В патенте 2211167. Раскрыт принцип действия корпуса с остроскулыми обводами, с лыжей-волноломом. Данная конструкция в режиме глиссирования обеспечивает вытеснение 100% веса судна над водной поверхностью. Ход в режиме водоизмещающего волнопронизывания данная конструкция не обеспечивает.
В патенте 81695. Раскрыт принцип действия корпуса глиссирующего судна с гидродинамической лыжей. Данная конструкция в режиме глиссирования обеспечивает вытеснение 100% веса судна над водной поверхностью. Ход в режиме водоизмещающего волнопронизывания данная конструкция не обеспечивает.
В патенте 54353. Раскрыт принцип действия глиссирующего корпуса с остроскулыми обводами и с носовой лыжей-волноломом. Данная конструкция в режиме глиссирования обеспечивает вытеснение 100% веса судна над водной поверхностью. Ход в режиме водоизмещающего волнопронизывания данная конструкция не обеспечивает.
Основным недостатком перечисленных решений является то, что они не обеспечивают стабильного управляемого движения корпуса однокорпусного моторного судна в режиме волнопронизывания - т.е. в водоизмещающем режиме малого волнового/гидродинамического сопротивления, а значит при этом не достигаются основные преимущества такого режима - а именно малые энергозатраты, высокая мореходность и стабильность хода. Как раскрыто в данной Заявке, применение глиссирующих малонагруженных лыж с опорами малого водоизмещения обеспечивает стабильность хода, дополнительное снижение гидродинамического сопротивления и увеличение мореходности, эффективное гашение энергии разбитой волны, и противодействие раскачке корпуса на волнах - при движении именно в режиме волнопронизывания, а не в режиме глиссирования корпуса.
Раскрытие изобретения.
Заявленное решение, по мнению заявителя, неизвестное из уровня техники, позволяет использовать единственный водоизмещающий узкий волнопронизывающий корпус в конструкции однокорпусных моторных судов, обеспечивая достижение технического результата, заключающегося в: - стабильном управляемом движении однокорпусного моторного судна в режиме волнопронизывания - т.е. в водоизмещающем режиме малого волнового/гидродинамического сопротивления, при этом обеспечивая эффективное гашение энергии разбитой волны;
- уменьшении гидродинамического сопротивления движению и увеличении мореходности корпуса путём применения глиссирующих лыж;
- обеспечении существенного упора и большого плеча его приложения, создающего пропорциональную силу противодействия раскачке корпуса на волне;
- обеспечении стабильного прохождения "пика" волны на скорости;
- минимизации инерционных моментов, действующих на корпус.
В результате чего заявленный стабилизированный корпус, примененный на морском быстроходном однокорпусном моторном судне, обеспечивает, по сравнению с современным уровнем техники (однокорпусными моторными судами):
- существенное увеличение быстроходности в 2 и более раз в водоизмещающем режиме, или (что аналогично) уменьшение в 2 и более раз энергозатрат необходимых для перемещения судна из точки А в точку Б;
- существенное увеличение мореходности и стабильности хода;
- более эффективное противодействие раскачке корпуса на волне;
- существенное улучшение комфорта экипажа в условиях волны;
- аналогичные объём и удобство обитаемых отсеков, и отличную управляемость.
Поставленная задача достигается тем, что стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна характеризуется тем, что корпус с общей шириной не более 50% его длины, который в своей нижней части
- выполнен с продольно расположенной, симметричной относительно диаметральной плоскости судна и соизмеримой с его длиной, вертикально ориентированной водоизмещающей узкой секцией малого волнового/гидродинамического сопротивления,
- при этом отношение длины ватерлинии к ширине ватерлинии узкой секции не менее 7-ми раз, с водоизмещением узкой секции соответствующим более 50%, но менее 80% полной снаряжённой массы судна,
- при этом узкая секция выполнена с волнопронизывающими обводами, высоким волнопронизывающим форштевнем, и обтекаемыми задними обводами,
- также включает две продольно ориентированные симметричные относительно диаметральной плоскости судна опоры, расположенные по нижней поверхности корпуса на максимальной ширине корпуса, по отношению к длине корпуса расположение опор может быть, как ближе к кормовой, так и к средней, либо к носовой частям корпуса,
- при этом опоры имеют малое водоизмещение,
з - при этом опоры в нижней части выполнены с глиссирующими лыжами малого водоизмещения, создающими на ходу судна подъёмную силу, противодействующую весу корпуса и уменьшающую его осадку, обеспечивая тем самым подъём опор над водной поверхностью,
- при этом длина глиссирующих лыж не менее 50% длины корпуса судна,
- при этом в своей нижней части глиссирующие лыжи выполнены с глиссирующими обводами типа "V",
- при формировании на ходу судна выше ватерлинии двух тоннельных полостей между узкой секцией и каждой из опор, размера, достаточного для гашения энергии разбитой форштевнем и опорами волны.
Краткое описание чертежей.
Заявленная конструкция стабилизированного корпуса поясняется приложенными графическими иллюстрациями.
На Фиг. 1 показан общий вид корпуса однокорпусного моторного судна 1 (мотор на чертежах не показан), где затемнением 2а отмечена его смоченная поверхность при движении на средних и высоких скоростях. Основными элементами являются верхняя часть корпуса 3, волнопронизывающая водоизмещающая узкая секция 4, правая 6 и левая 7 опоры малого водоизмещения, правая 8 и левая 9 глиссирующие лыжи малого водоизмещения, передний высокий волнопронизывающий форштевень 10.
Узкая секция 4 (Фиг. 1) выполнена длинной, узкой, с высокими обводами малого волнового/гидродинамического сопротивления, с относительным удлинением ватерлинии L/W WL не менее 7-ми раз - обеспечивая таким образом водоизмещающий режим волнопронизывания, а также ламинарность обтекающего потока на всём пути обтекания, обеспечивая разрезание и прохождение волны вдоль узкой секции с минимальным влиянием на скорость судна. Высокий волнопронизывающий форштевень 10 позволяет рассекать волну с минимальной потерей скорости.
Тяжелое оборудование судна и запасы воды и топлива (при их необходимости), размещены в нижней части узкой секции 4 - таким образом минимизируя инерционные моменты своего веса при эволюциях корпуса и понижая центр тяжести корпуса. Водоизмещение узкой секции 4 соотносится с массой полностью снаряженного готового к плаванию судна - включая экипаж, оборудование, запасы воды и топлива (при их необходимости), и т.д. - в диапазоне 50%-80%, таким образом при отсутствии хода - например, у причала в порту или на якорной стоянке, узкая секция 4 и опоры с глиссирующими лыжами полностью погружены под весом судна. На Фиг. 2 показана смоченная поверхность 26 при отсутствии хода.
Симметричные правая 6 и левая 7 опоры расположены на одинаковом расстоянии от диаметральной плоскости судна на максимальной ширине корпуса, в его нижней части. Опоры представляют собой тонкие пластины конструкционной прочности достаточной для надёжного крепления и обеспечения работы глиссирующих лыж на всех режимах, опоры изготовлены, например, из металла или композитных материалов. Опоры имеют установочный угол относительно диаметральной плоскости судна (на Фиг. 1 показан угол в 10 градусов) необходимый для обеспечения более эффективной работы глиссирующих лыж для противодействия раскачке корпуса на волнах. На Фиг. 1 показано расположение опор по отношению к длине корпуса ближе к кормовой его части, также возможно расположение опор ближе к средней, или к передней частям корпуса.
Опоры в своей нижней части выполнены с глиссирующими лыжами 8 и 9 малого водоизмещения, расположенными по левой и правой стороне на ширине корпуса судна, или выступающими за его габариты, изготовленными, например, из металла или композитных материалов. Снизу глиссирующие лыжи выполнены с глиссирующими обводами типа "V". Расположение опор (и соответственно глиссирующих лыж) на максимальной ширине корпуса обеспечивает большое плечо упора глиссирующих лыж противодействующего раскачке корпуса на волнах.
В передней части глиссирующие лыжи имеют угол наклона вверх, таким образом глиссирующие лыжи на ходу создают подъёмную силу, противодействующую весу корпуса и уменьшающую его осадку. Подъёмная сила глиссирующих лыж 8 и 9 действует на корпус судна, обеспечивая тем самым частичный подъём корпуса над водной поверхностью - что ведет к уменьшению смоченной поверхности узкой секции 4 (см. изменение смоченной поверхности от "26" на Фиг. 2 к "2а" на Фиг. 1). Смоченная поверхность узкой секции 4 уменьшается, и гидродинамическое сопротивление движению корпуса соответственно уменьшается. При подъёме корпуса на моторном ходу судна, опоры 6 и 7 полностью оказываются над водной поверхностью - формируя таким образом тоннельные полости И (см. Фиг. 1), при этом глиссирующие лыжи 8 и 9 выходят в режим глиссирования.
Узкая форма опор б и 7 и их широкое расположение позволяют сформировать тоннельные полости 11 (см. Фиг. 1) между узкой секцией 4 и каждой из опор, где полости 11 обеспечивают минимизацию смоченной поверхности на границе сред, и где в полостях 11 происходит эффективное гашение энергии разбитой форштевнем и опорами волны. Волны разбиваются форштевнем 10 и прокатываются под приподнятым над водной поверхностью корпусом судна, в тоннельных полостях 11, уменьшая влияние ударов волн о корпус судна.
На Фиг. 3 показан вид опоры с прикреплённой к ней глиссирующей лыжой, и этот же узел проиллюстрирован с разрезами вида. Как показано на Фиг. 3, по сути этот узел является тонкостенной перевёрнутой Т-образной конструкцией с глиссирующим "V'-профилем в своей нижней части, при этом глиссирующая лыжа имеет угол наклона вверх в своей передней части. Таким образом опора и прикреплённая к ней глиссирующая лыжа не имеют значимого водоизмещения, что позволяет эффективно их использовать в парировании раскачки корпуса на волне на моторном ходу.
На Фиг. 4 показан пример прохождения волны корпусом с опорой и глиссирующей лыжей на моторном ходу. Относительно большая длина глиссирующей лыжи (более 50% длины судна) позволяет ей опираться на ходу на гребни нескольких волн среднего размера (см. Фиг. 4), в то же время малое совокупное водоизмещение опоры и лыжи, не позволяет им "взлетать" на гребень волны большего чем среднего размера, эффективно "пробиваясь" сквозь такой гребень. Это уменьшает влияние волновой раскачки на корпус судна - обеспечивая опору на средние волны и стабильное прохождение пика высокой волны.
Основное отличие данной конструкции от существующих решений, состоит в комбинированной и взаимодополняющей работе узкой волнопронизывающей секции 4, малонагруженных глиссирующих лыж 8 и 9 малого водоизмещения и большой длины (50% или более длины судна), и опор малого водоизмещения. Узкая секция 4 водоизмещает в диапазоне 50-80% веса судна, при этом необходимая подъёмная сила глиссирующих лыж невелика, и составляет 20-50% веса судна. Таким образом обеспечивается эффективное глиссирование лыж при приподнимании корпуса над водной поверхностью уже на средних скоростях хода, при минимальном гидродинамическом сопротивлении и небольших энергозатратах, при этом формируются тоннельные полости для эффективного гашения энергии разбитой форштевнем и опорами волны. В то же время глиссирующие лыжи при их расположении на ширине корпуса обеспечивают эффективное противодействие раскачке судна на волне и, в силу малого водоизмещения опор и глиссирующих лыж - стабильное прохождение "пика" волны, этот эффект увеличивается с ростом скорости судна - т.е. в данном конструктивном решении глиссирующие лыжи играют ключевую роль стабилизирующего элемента хода судна.
Заявленный стабилизированный корпус может быть выполнен, например, из стеклопластика, других композитных материалов, дерева, металла, полиэтилена, и их комбинаций, и/или других материалов, принятых в судостроении.
Для однокорпусных моторных судов, заявленный стабилизированный корпус обеспечивает комбинацию применения единственной узкой водоизмещающей секции с величиной относительного удлинения ватерлинии L/W WL в 7 и более раз (и соответственно использование преимуществ малого волнового/гидродинамического сопротивления, высокой мореходности и стабильности хода), и в тоже время эффективной системы стабилизации (а именно противодействия волновой раскачке) для обеспечения динамической остойчивости корпуса на уровне лучше чем у современных однокорпусных моторных судов. Использование малонагруженных глиссирующих лыж создает дополнительную подъёмную силу, противодействующую весу корпуса и уменьшающую его осадку при формировании эффективного размера тоннельных полостей на ходу, в то же время малое водоизмещение глиссирующих лыж и опор обеспечивает стабильное прохождение корпусом "пика" волны.
Что ведёт к увеличению расчётной скорости в водоизмещающем режиме в 2 и более раз, или (что аналогично) снижению в 2 и более раз энергозатрат необходимых для перехода однокорпусного моторного судна из точки А в точку Б.
При этом обеспечивая следующие характеристики на уровне современных однокорпусных моторных судов: объём и удобство обитаемых отсеков и отличную управляемость.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна с глиссирующими
малонагруженными лыжами характеризующийся тем, что корпус с общей шириной не более 50% его длины, который в своей нижней части
- выполнен с продольно расположенной, симметричной относительно диаметральной плоскости судна и соизмеримой с его длиной, вертикально ориентированной
водоизмещающей узкой секцией малого волнового/гидродинамического сопротивления,
- при этом отношение длины ватерлинии к ширине ватерлинии узкой секции не менее 7-ми раз, с водоизмещением узкой секции соответствующим более 50%, но менее 80% полной снаряжённой массы судна,
- при этом узкая секция выполнена с волнопронизывающими обводами, высоким
волнопронизывающим форштевнем, и обтекаемыми задними обводами,
- также включает две продольно ориентированные симметричные относительно
диаметральной плоскости судна опоры, расположенные по нижней поверхности корпуса на максимальной ширине корпуса, по отношению к длине корпуса расположение опор может быть, как ближе к кормовой, так и к средней, либо к носовой частям корпуса,
- при этом опоры имеют малое водоизмещение,
- при этом опоры в нижней части выполнены с глиссирующими лыжами малого
водоизмещения, создающими на ходу судна подъёмную силу, противодействующую весу корпуса и уменьшающую его осадку, обеспечивая тем самым подъём опор над водной поверхностью,
- при этом длина глиссирующих лыж не менее 50% длины корпуса судна,
- при этом в своей нижней части глиссирующие лыжи выполнены с глиссирующими обводами типа "V",
- при формировании на ходу судна выше ватерлинии двух тоннельных полостей между узкой секцией и каждой из опор, размера, достаточного для гашения энергии разбитой форштевнем и опорами волны.
PCT/RU2017/000601 2017-04-12 2017-08-21 Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна с глиссирующими лыжами WO2018190746A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017112545 2017-04-12
RU2017112545A RU2017112545A (ru) 2017-04-12 2017-04-12 Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна с глиссирующими лыжами

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018190746A1 true WO2018190746A1 (ru) 2018-10-18

Family

ID=63792613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000601 WO2018190746A1 (ru) 2017-04-12 2017-08-21 Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна с глиссирующими лыжами

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2017112545A (ru)
WO (1) WO2018190746A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4125187A1 (de) * 1991-07-30 1993-02-04 Klaus D Lehmann Rumpf fuer wasserfahrzeuge, insbesondere segelboote und surfbretter
US6131529A (en) * 1997-05-31 2000-10-17 The East Group Water going vessel hull and method for hull design
RU2172697C1 (ru) * 2000-09-04 2001-08-27 Кухаркин Вячеслав Дмитриевич Корпус глиссирующего судна
US20060288922A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-28 Seider Dennis J Ported tri-hull boat
US20080210149A1 (en) * 2005-08-26 2008-09-04 Dcns Ship Hull Comprising at Least One Float

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4125187A1 (de) * 1991-07-30 1993-02-04 Klaus D Lehmann Rumpf fuer wasserfahrzeuge, insbesondere segelboote und surfbretter
US6131529A (en) * 1997-05-31 2000-10-17 The East Group Water going vessel hull and method for hull design
RU2172697C1 (ru) * 2000-09-04 2001-08-27 Кухаркин Вячеслав Дмитриевич Корпус глиссирующего судна
US20060288922A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-28 Seider Dennis J Ported tri-hull boat
US20080210149A1 (en) * 2005-08-26 2008-09-04 Dcns Ship Hull Comprising at Least One Float

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017112545A (ru) 2018-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5129343A (en) Monohull fast ship
US10518842B1 (en) Boat hull
AU625860B2 (en) Improved hull construction for a swath vessel
US8863678B2 (en) Ship
RU2623348C1 (ru) Стабилизированный корпус однокорпусного килевого парусного/парусно-моторного судна
NO170269B (no) Katamaran
US5526762A (en) Power planing catamaran
CN106627984A (zh) 船首抑波减摇附体
US5645008A (en) Mid foil SWAS
RU2657696C2 (ru) Стабилизированный корпус однокорпусного килевого парусного/парусно-моторного судна с подводными крыльями
US8286570B2 (en) Hull for a marine vessel
US20080216729A1 (en) Hull For Sailing Craft Whereof The Bottom Enables Water Gliding Performances To Be Enhanced
WO2018190746A1 (ru) Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна с глиссирующими лыжами
RU2708813C1 (ru) Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирование на водной подушке, c глубоко погруженным опорным элементом
KR970006351B1 (ko) 단선체 쾌속선
US7188575B2 (en) Watercraft with wave deflecting hull
US20090188419A1 (en) Boat hull with air augmented center v-hull and aerated sponsons
RU184134U1 (ru) Быстроходный катер на глиссирующих лыжах
US20150291257A1 (en) Planing hydrofoils for marine craft
CN110682995A (zh) 一种具有三槽道结构的滑行艇
JP2812686B2 (ja) 滑水式双胴船
EP3066003B1 (en) Bows of boats
RU2167078C1 (ru) Скоростное судно
RU2788247C1 (ru) Стабилизированный корпус однокорпусного килевого парусного/парусно-моторного судна c серфирующей поверхностью.
WO2023085970A1 (ru) Стабилизированный корпус однокорпусного килевого парусного/парусно-моторного судна с серфирующей поверхностью

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17905139

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17905139

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 18/02/2020)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17905139

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1