WO2020035725A1 - Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирование на водной подушке, с глубоко погруженным опорным лезвием. - Google Patents

Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирование на водной подушке, с глубоко погруженным опорным лезвием. Download PDF

Info

Publication number
WO2020035725A1
WO2020035725A1 PCT/IB2018/059719 IB2018059719W WO2020035725A1 WO 2020035725 A1 WO2020035725 A1 WO 2020035725A1 IB 2018059719 W IB2018059719 W IB 2018059719W WO 2020035725 A1 WO2020035725 A1 WO 2020035725A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hull
length
supporting blade
wave
waterline
Prior art date
Application number
PCT/IB2018/059719
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
Priority to HRP20221406TT priority Critical patent/HRP20221406T1/hr
Priority to CA3108896A priority patent/CA3108896A1/en
Priority to EP18852781.6A priority patent/EP3838732B1/en
Priority to DK18852781.6T priority patent/DK3838732T3/da
Priority to FIEP18852781.6T priority patent/FI3838732T3/fi
Priority to US17/268,419 priority patent/US11760440B2/en
Priority to ES18852781T priority patent/ES2932018T3/es
Priority to PL18852781.6T priority patent/PL3838732T3/pl
Priority to AU2018436895A priority patent/AU2018436895B2/en
Publication of WO2020035725A1 publication Critical patent/WO2020035725A1/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
    • 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
    • B63B1/02—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
    • 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
    • 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 
    • B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/14—Hull parts
    • B63B3/38—Keels
    • 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
    • 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
    • B63B39/005—Equipment to decrease ship's vibrations produced externally to the ship, e.g. wave-induced vibrations
    • 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
    • B63B39/06—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water
    • 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
    • B63B2001/201—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving additional lift from hydrodynamic forces of hydroplane type having more than one planing surface divided by longitudinal chines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B3/00—Hulls characterised by their structure or component parts
    • B63B3/14—Hull parts
    • B63B3/38—Keels
    • B63B2003/385—Keels with means for controlling heeling or rolling motions, or lift, e.g. flaps, by changing geometry, or by ballast displacement
    • 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
    • B63B39/06—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water
    • B63B2039/067—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water effecting motion dampening by means of fixed or movable resistance bodies, e.g. by bilge keels
    • 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
    • B63B39/06—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water
    • B63B2039/068—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water the foils having a variable cross section, e.g. a variable camber

Definitions

  • the invention relates to shipbuilding and can be used in the construction and modernization of marine high-speed single-hull motor vessels, where a single hull is used, moving in the mode of surfing on a water cushion.
  • marine high-speed vessels in this case, includes seagoing vessels weighing 3 tons or more, capable of supporting a cruising speed of 20 knots and higher in the open sea, i.e. in the presence of a wave. With a weight of 3 tons or more, factors in the shape of the hull and the choice of how to achieve high speed in the open sea become fundamental, and there is a big difference between the modes of “gliding” and “surfing”. Some hulls of modern marine vessels are able to move both in their usual mode, so, in the presence of a passing gentle wave exceeding the length of the hull, and in the mode of surfing.
  • Gliding is a ship’s movement mode in which: a) the ship, with its hull shape and the thrust force of its movers, creates the wave necessary for its gliding, of suitable length and width, and b) using the propulsion thrusters, transports its hull through the top of this wave onto it the leading edge, where c) the hull develops great speed while gliding on its small planing “heel” located in the stern. Gliding requires speed, the gliding hull reserves the characteristic cut wave “gull wing”.
  • Modern marine fast gliders have a hull shape, which is a compromise to achieve sustainable gliding.
  • Sharp front contours, V-shaped middle and more planing planing support “heels” of small length and width are typical in the aft part of the hull.
  • gliders In addition to the “heel”, in the planing mode, gliders have no other support on the water surface, while gliding on a small “heel” has limitations on the stability of travel on a large wave — large rolls, inevitable jumps, followed by hard landing when the wave crosses, slipping gliding “Heels” from the wave in an arbitrary direction with a side and a cut wave, with such slipping the bow of the vessel with great acceleration and amplitude, and with a strong characteristic impact, buries into the water surface. Safe operation of the glider in high-wave conditions requires great skill.
  • a feature of gliders is the need to use part of the thrust of the propulsors to create and maintain a wave on which the hull then glides, and to reload the hull of this wave - which essentially happens non-stop to maintain the planing mode.
  • the required energy consumption increases significantly.
  • planing is achieved at a speed of 15-16 knots at relatively low energy consumption — which requires the manufacture of relatively narrow hulls with a short “heel”, and therefore leads to low stability on the sea wave .
  • the maximum length of gliders is accepted in 18-20 meters. Modern gliders are characterized by simplicity of design and excellent habitability of residential compartments.
  • Surfing is a ship’s movement mode in which the hull, by its shape, compresses the incoming water flow under itself, and creates its excess under its large flat bottom, where the excess dynamic water flow is independently distributed, and forms a layer of a stable shape of a large area between a more static water environment (below), and the bottom of the hull (above) - this layer is the “water cushion”, while the vessel slides on the water cushion, and its weight is distributed over its entire area.
  • the main feature of surfing, in comparison with other high-speed hulls, is the absence of any effect on the incoming water stream, except for its pressing.
  • the surfboard does not leave waves behind its stern - for an outside observer, visually this is the main difference between the glider and the surfer, of the same mass, walking side by side at the same speeds.
  • Surfing is characterized by extremely low resistance to movement - only by the force of friction of the bottom against the water cushion, and the most important conditions are: ensuring laminarity and continuity of the flow in the water cushion, the absence of casing elements "pushing" the water flow to the sides, as well as ensuring the impossibility of breaking air masses under the bottom body into a working water cushion.
  • the water medium is practically incompressible, therefore it is incorrect to describe the effect of the water cushion by analogy with an air cushion.
  • An air cushion is an area of high air pressure, while a water cushion is an area with an excessive volume of dynamic water flow.
  • On the water cushion there is no noticeable rise in the body - since the water flow has a density exceeding the air environment by about 800 times, respectively, and the working effect of the water cushion is achieved with an extremely small actual rise in the body - not more than a few centimeters, while the laminar continuous dynamic flow envelopes the flat the bottom bottom, along the entire length of the vessel and its entire width, and already going beyond the stern, is scattered.
  • the flat bottom of the surfer's housing ensures its simplicity and excellent habitability of the living compartments.
  • the energy consumption to achieve the surfing mode is small and does not increase proportionally with the increase in the size and weight of the vessel, the key is sufficient water flow, squeezed into the water cushion and the distributed mass of the vessel on the flat bottom of the hull.
  • the water cushion is constantly fueled by high-speed the incoming water flow, which leads to its independence from the surrounding wave disturbances. Unlike gliding, its own wave created by the body, and the associated energy costs for its creation, for surfing is not required.
  • the yacht gains significant speed comparable to planing hulls and significantly exceeding the maximum speed of its displacement stroke, while the hull does not go to the planing mode
  • the sliding speed is limited by the friction force of the lower surface of the casing against the incoming water flow
  • the yacht becomes independent of the surrounding waves - surfing on one wave stabilizes the yacht relative to other wave disturbances, roll and pitching cease,
  • the size of the surfing surface can be arbitrarily large - in practice, the larger, the better, i.e. there are no restrictions characteristic for gliders, along the length and width of the gliding heel,
  • the surfing slip mode can be described as “the movement of a heavy displacement hull at high speed, without a planing mode, with low hydrodynamic resistance, without the formation of a stern wave by the hull, without rolls and buildup, regardless of the surrounding waves, with the hull of practically any size and weight, and with low energy consumption, "collectively hereinafter," the benefits of surfing glide. "
  • the hull of the vessel which is in the mode of surfing slip, is an extremely unstable design.
  • the flat bottom of the hull is movable in any direction, and tries to slide off the dynamic excess water flow underneath.
  • maintaining the stability of the course requires great skill of the Skipper.
  • Patent RU2615031 describes “high-speed watercraft are known: ekranoplanes, gliders, hydrofoils, with an air cover and a pillow - all of them have propulsors that create emphasis - the force for the movement of the vessel, and the hull, which creates the main force of resistance to movement, with the exception of a surfer board driven by a traveling surf wave. ”
  • Patent RU2615031 describes the principle of operation of a water cushion. Upon forced injection of the water flow under the stern of the ship’s hull, a water cushion is created, characterized by a convex water surface that provides surfing gliding of the stern of the ship along the synchronously traveling wave of the “water cushion”.
  • Narrow displacement wave-piercing hulls of low hydrodynamic resistance and low roll stability are mainly applicable on multihull catamarans and trimarans, which have a large distance between the hulls for their stabilization.
  • catamarans and trimarans In addition to large and inconvenient operational dimensions, with their width comparable to the length, catamarans and trimarans, at a certain sea wave length, cannot be stabilized by changing the course relative to the wave, which entails restrictions in their seaworthiness, and such designs also have narrow inhabited compartments. Such cases do not move in surfing mode.
  • SWATH - hulls with a narrow waterline where the center of displacement is located deep below the water surface require automatic control systems and are difficult to operate. Such cases do not move in surfing mode.
  • Hydrofoil vessels - their use is limited in wave height, when at high speed part of the wing flies out of one wave and crashes into another, which is accompanied by strong blows and rapid wear of the hydrofoils and their mounts. Such cases do not move in surfing mode.
  • Catamarans and trimarans gliding on the lower surface of their floats are also known as Sea Sleds. They have increased seaworthiness compared to single-hull gliders, as the gliding heel is distributed over most of the length of the hull. Increased seaworthiness, however, is limited on courses perpendicular to the wave, while on courses parallel to the wave, the Sea Sled behaves just like a regular single-hull glider. In addition, with the length of the Sea Sled more than 7-8 meters, such structures require very specific deeply immersed movers - since with narrow planing surfaces and air flow pressure in tunnel cavities located above the water surface under the bottom, the oncoming water stream is highly aerated and ordinary mover loses its emphasis.
  • US Pat. No. 6,131,529 claims a combination of a high-speed central wave-piercing body with stabilizing gliding ski elements.
  • this is the construction of the Sea Sled-trimaran with a central non-planing wave-piercing body.
  • This design has a small width (i.e., it does not require the dimensions of conventional trimarans for its stabilization), while the deeply immersed central narrow body provides better wave stability than gliders and Sea Sleds - because the body does not slip from the wave to the side and does not “jump” on the waves.
  • the disadvantages include the need to spend the energy of the propulsors to lift the hull on the "planing skis", as well as the need for deeply immersed specific mover - as in the traditional Sea Sled.
  • a practical improvement in stability at cross-wave courses was shown.
  • the buildup is demonstrated, as in the case of a conventional glider, and in any courses - water suspension in the screws and loss of stop of the screws on the wave.
  • Critical is the presence of air pressure through the cavities between the central blade and planing skis. Such cases do not move in surfing mode.
  • air cushion A constructive solution is known as an “air cushion”, where an increased air mass pressure is created under the ship’s hull, while the ship’s hull rises above the water surface, thereby eliminating hydrodynamic resistance to movement, leaving only aerodynamic drag.
  • the air cushion can be made of two types:
  • the open type also known as “ekranoplanes,” where, in the process of moving along the water surface at extremely low altitude, the large wing of the ekranoplan with an appropriate angle of attack creates an area of increased pressure “screen”, which is the support for maintaining the ekranoplan in flight over water.
  • ekranoplanes include their low carrying capacity compared to other vessels, since for a complete separation from the water surface and movement in the “screen” mode, the weight of the vessel should be low, as well as their low seaworthiness - namely, the influence of wave and wind atmospheric disturbances low-flying construction over water. Such cases do not move in surfing mode.
  • a narrow body is indicated with a sediment increasing towards the nose, with minimal expansion of the nasal sections, with a high, located in the front part and deeply submerged sharp stem.
  • the stem is located only in the bow, but not in the stern of the hull; it is used to optimize the shear wave cutting.
  • This vessel does not move in the mode of surfing sliding, the stem is not a supporting blade ensuring the seaworthiness of the surfing body, it is located only in the bow of the vessel, it is not used to create a laminar inextricable water flow in the left and right water pillows, the vessel does not have a flat surfing surface.
  • US Pat. No. 4,981,099 teaches a hull with a deeply immersed torpedo displacement hull.
  • Ego is one of the SWATH hull options with a small waterline.
  • the hull does not have a flat surfacing surface and does not move in the mode of surfing sliding; the displacement of a submerged torpedo hull is not used to reduce the distributed weight of the vessel on the surfing surface and to stabilize the hull.
  • EP 2,769,909 AZ discloses a hull having an elongated displacement element of rounded cross section under the waterline, high stem, lowering rounded sides, lowering lower surface of the hull, tunnel contours of the lower the surface of the body having a rounded shape. Then the sidewalls and the lower surface rise in the feed well above the waterline.
  • Such a body does not have a flat surfacing surface and cannot move in the surfing slip mode, the rounded shape of the sides and the bottom surface, as well as their rise in the stern above the waterline, tunnel cavities at the level of the waterline, where air breakthrough is inevitable with increasing speed, determine the impossibility of the surfing mode slip, the rounded shape of the submerged element will lead to keel buildup at high speed.
  • the known formula of utility model 2014116954/11 is known, where the planing body is equipped with hydrodynamic skiing, with a size approaching the size of the body. With such a size of a gliding ski, in essence it is not a gliding, but a surfing hull.
  • the claimed hull does not have a supporting blade, as well as any other stabilization elements to ensure seaworthiness in the conditions of the sea wave, and for this reason cannot be used on a heavy high-speed sea vessel.
  • the stabilized hull of a marine high-speed vessel using water cushioning is not known from the prior art.
  • the stabilized hull of a single-hull motor vessel has a supporting deeply immersed blade 12.5 m long, 50 cm wide and 90 cm high (excluding stem).
  • the supporting blade has the largest width of 50% of its length, and triangular in cross-sectional shape.
  • the ratio of the length to the width of the support blade is 25 times, its height (excluding the stem) is 23% of the maximum width of the body.
  • the angle of descent of the lower surface in the nasal 40% of the body length is 7 degrees, in the aft 60% of the body length 4 degrees.
  • the stabilized hull of a single-hull motor vessel confidently enters the surfing glide mode at a speed of 14-15 knots, develops a maximum speed of 24 knots and, in comparison with gliders, has fundamentally better seaworthiness and fuel economy in sea waves.
  • the claimed solution allows the use of a case, surfing on a water cushion, with a deeply immersed support blade, in the design of marine high-speed single-hull motor vessels, which allows you to use the known advantages of surfing gliding, namely “movement heavy displacement hull at high speed, without gliding mode, with low hydrodynamic resistance, without the formation of a stern wave by the hull, without rolls and buildup, regardless of the surrounding waves, with the hull of practically any size and weight, and with low energy consumption, ”while using deeply submerged support blade allows you to stabilize the surfing hull in a sea wave, which is a fundamental condition for the practical use of surfing hulls in marine shipbuilding.
  • the claimed form of the supporting blade is very specific to achieve the result of seaworthy surfing of a heavy body, while the most important factors are:
  • the incoming flow retains its laminarity and continuity along the entire path of flow around the support blade, which allows the successful filling of water cushions, and also ensures the operation of the propeller propeller screws in normal mode;
  • the supporting blade has a minimal effect on the speed of the vessel with its hydrodynamic resistance
  • the front edge of the support blade is a narrow wave-piercing stem, while the wave is dissected by the support blade, and its energy is extinguished when filling water pillows, without hitting the hull;
  • the supporting blade is triangular in cross section, its center of displacement is in its upper third, and in its longitudinal middle, while
  • the center displacement of the hull is high, approximately at the level of the lower surface of the hull, allowing independent stabilization of the hull during pitching and rolling;
  • the load of the weight of the vessel on the surfing surface is not more than 70% of the weight of the vessel, which facilitates access to the surf mode, and also provides stable maintenance of the surf mode;
  • the support blade provides longitudinal balancing and the required position of the hull relative to the waterline, the formation above the waterline of the high wave piercing stem, providing the passage of the wave, the possibility of placing the bow of the lower surface above the level of wave disturbances;
  • the emphasis of its displacement provides the necessary angle of descent of the lower surface required to compress the flow into the water cushion, and the working angle of attack of the surfing surface, as well as the necessary deepening of the surfing surface when sliding on the water cushion, which ensures stable surfing without air breakthrough under the bottom of the body;
  • the claimed hull of a single-hull motor vessel using water cushion surfacing with a deeply immersed support blade, applied on a marine high-speed single-hull vessel provides, in comparison with the modern level of technology (planing single-hull vessels), provided that the hull of a vessel with a width not more than 50% of its length: - new hydrodynamic characteristics, which are the advantages of surfing gliding “movement of a heavy displacement hull at high speed without gliding mode, with low hydrodynamic resistance, without the formation of a stern wave by the hull, without rolls and buildup, regardless of the surrounding waves, with the hull of practically any size and weight , and with low energy consumption, "
  • the stabilized hull of a single-hull motor vessel using surfing slides on a water cushion with a deeply immersed displacement support blade, characterized in that the hull with a total width of not more than 50% of its length, which in its lower part:
  • the nasal tip of the lower surface is raised upward at a distance from the waterline, corresponding to at least 25% of the width of the hull, where under the bow tip of the lower surface there is a high wave-piercing stem,
  • the lower surface has a downward shape, smoothly flowing into the lower surface of the aft part of the hull, and has an angle of inclination relative to the waterline without a stroke of at least 5 degrees,
  • the lower surface has a downward shape, and the angle of inclination relative to the waterline without a stroke is not more than 5 degrees, while it has an almost flat shape in its cross section, and is immersed 70% or more of its the length below the waterline counting from the stern, where the submerged part is the “surfing surface” sliding on the water cushion while the vessel is on and carrying no more than 70% of the fully equipped weight of the vessel,
  • the hull is made with a longitudinally located under the bottom surface, symmetrical with respect to the diametrical plane of the vessel and commensurate with its length, vertically oriented displacement deeply immersed support blade, narrow in shape and low wave / hydrodynamic resistance,
  • the ratio of the length to width of the support blade is not less than 20 times, with a displacement of the support blade corresponding to 30-50% of the total curb weight of the vessel, and with a height (excluding the stem) not less than 20% of the maximum width of the hull, while providing a large deepening of the lower edge of the support blade relative to the waterline,
  • the supporting blade has a triangular cross-sectional shape along its entire length, with the sharpest angle below, and the largest width of the supporting blade is within 40-60% of its length, which determines the center of displacement of the supporting blade in 40-60% of its length in its upper third,
  • the hull for 30% of its length or more, counting from the stern, at the maximum hull width, may include vertically oriented, symmetrical with respect to the vessel’s diametrical plane, thin longitudinal plates restricting the water flow, with a depth below the waterline not less than 2.5% of the body width.
  • FIG. 1 A general view of the housing is shown in Figures 1, various spatial views of the housing are shown in Figs. 1.1 - 1.7.
  • FIG. 1 Shows a General view of the hull 1, including the lower surface 2, and a deeply immersed supporting blade 3.
  • the lower surface 2 has a downward shape in the direction of the bow-feed, along the entire length of the hull.
  • the bow of the lower surface 2 is raised above the waterline of the vessel, to the level of rise of the surface "Ppov”, which is at least 25% of the maximum width of the hull "Shk".
  • the lower surface 2 in the aft part of the hull is almost flat.
  • the supporting blade 3 has its own height “Vlez” (not including the stem), “Vlez” is at least 20% of the width of the housing “ ⁇ iata”, while the ratio of the length of the blade “ ⁇ ” to the largest width of the “ ⁇ 1:00” blade is not less than 20 time.
  • the greatest width of the blade is in the middle of the length of the supporting blade (40-60% of the length are possible).
  • the supporting blade has a triangular shape in cross section along the entire length, with the sharpest angle below. Thus, the center of displacement of the blade is in its longitudinal middle, in the upper third.
  • the supporting blade displaces the equivalent weight of 30-50% of the total curb weight of the vessel, that is, the lower surface of the hull carries 50-70% of the mass of the vessel. Reducing the weight load of the vessel per unit area of the surfacing surface contributes to the creation and maintenance of a laminar continuous flow in water cushions.
  • the descent of the lower surface forms an angle to the waterline without running, “UG1” is at least 5 degrees, forming the pressing surface of the water flow, and in the rear 60% of the body length “UG2” is no more than 5 degrees, while in the rear 60 % of the length of the case, the lower surface is close to flat in cross section, forming a surfing surface of the case. Yu During its movement, the supporting blade 3 divides the incident water stream into the stream of the left water cushion and into the stream of the right water cushion directed under the bottom of the ship's hull.
  • FIG. 2.1-2.2 explained the creation of a water cushion.
  • the water flow incident on the hull of the vessel is separated by a supporting blade, pressed by the front of the lower surface, and rushes under the surfing surface into the left and right water cushions.
  • the ongoing squeezing of the water flow forces the redistribution of its excess under the entire area of the water cushions, and the support blade prevents the flow from flowing between them.
  • the compression of the flow under the surfacing surface leads to the formation of two laminar continuous flows, the left and right water cushions, respectively, flowing around the surfing surface from below, with a further increase in speed, these flows, without losing their laminarity and continuity, break out from under feed and disperse.
  • the surfing surface “swells” on the water cushion, which leads to an abrupt drop in hydrodynamic resistance to the movement of the hull, the vessel accelerates quickly, the engines go into a lightly loaded, highly revolving mode of operation, and the stern wave disappears.
  • the center of displacement of the support blade is located in its upper third, in the middle of the length of the body.
  • the center of displacement of the supporting blade With the “swelling" of the surfacing surface on the water cushion, the center of displacement of the supporting blade becomes the rotation point of the body along the pitch, by 1-2 degrees.
  • the shoulder “PUpod” of applying the stop force of the “Upod” water cushion with respect to the center of rotation is about 25% of the vessel’s hull length, while the “swelling” on the water cushion and the rotation of the hull occur at low speeds of 14-15 knots, in soft controlled mode, and further sliding on the water cushion is balanced in the longitudinal direction.
  • the supporting blade When sliding on a water cushion, the supporting blade prevents sliding in the transverse direction, and the body rushes forward at high speed, while the force of the stop displacement of the front half of the supporting blade “Ulez” prevents an increase in the rotation angle, and provides a stable angle of attack of the surfing surface.
  • the hull is in a state of stable, sustainable nautical surfing.
  • FIG. 3.1-3.5 illustrate stabilization of the case.
  • the idle state (Fig. Z.1.)
  • Longitudinal balancing is ensured by the displacement force of the Vlez support blade (shown distributed) and the displacement of the submerged surf surface “Vpov” (shown in the center of its displacement). This ensures the required lifting distance of the lower surface "Pp", the required angles of lowering the lower surface relative to the waterline in the front and rear, the required immersion of the surfing surface.
  • the practice of sea trials of the claimed case showed that the longitudinal balancing of the support blade is one of the most important conditions for the successful achievement of seaworthy surfing.
  • the inventive body demonstrated that side waves cannot force roll roll on a stabilized surfing body with a support blade.
  • the wave on the left encounters resistance in the form of the sum of the hydrodynamic stop of the entire right surfacing surface against the water cushion and the hydrodynamic stop of the entire supporting deeply immersed blade against the dynamic flow, while the total mass of the dynamic water flow, which abuts against the right surfing surface and in the supporting blade is huge compared to the mass of the wave coming from the left, the case does not heel.
  • the steerable hull of a displacement vessel stabilized in the conditions of the sea wave, sliding on a water cushion opens up wide prospects for the construction of marine high-speed vessels.
  • this is a fundamental improvement in the stability of the course, and the absence of rolls / longitudinal swing and yaw in the open sea, this is an increase in carrying capacity and fuel economy compared to planes, at cruising speeds of 20 knots or more, since the energy of the movers of the surfboard is not wasted to create and "reload" gliding waves.
  • the speed of movement of the surfboard is limited only by the friction of its lower surface against the dynamic flow of the water cushion, and this friction can be further reduced by using, for example, new-generation sliding coatings.
  • the surf case has simple structural elements.
  • 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.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при постройке и модернизации морских быстроходных однокорпусных моторных судов, где используется единственный корпус,движущийся в режиме серфирования на водной подушке Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирующее скольжения на водной подушке, с глубоко погруженным водоизмещающим опорным лезвием, с корпусомс общей шириной не более 50% его длины, который в своей нижней части на всей своей длине, имеет нисходящую форму нижней поверхности в направлении нос-корма, где носовая оконечность поднята вверх на расстояние от ватерлинии, соответствующее не менее 25% ширины корпуса судна, а под носовой оконечностью находится высокий волнопронизывающий форштевень. При этом, в передних 40% длины корпуса, нижняя поверхность имеет нисходящую форму, плавно перетекающую в нижнюю поверхность кормовой части корпуса, и имеет угол наклона относительно ватерлинии без хода не менее 5- ти градусов,в задних 60% длины корпуса, нижняя поверхность имеет нисходящую форму, и угол наклона относительно ватерлинии без хода не более 5-ти градусов, при этом имеет практически плоскую форму в своём поперечном сечении, и погружена на 70% и более своей длины ниже ватерлинии,где погруженная часть является «серфирующей поверхностью» скользящей на водной подушке на ходу судна и несущей на себе не более 70% полностью снаряжённого веса судна. Корпус выполнен с продольно расположенным под нижней поверхностью, симметричным относительно диаметральной плоскости судна и соизмеримым с его длиной, вертикально ориентированным водоизмещающим глубоко погруженным опорным лезвием, узкой формы и малого волнового/гидродинамического сопротивления,при этом отношение длины к ширине опорного лезвия не менее 20-ти раз, с водоизмещением опорного лезвия соответствующим 30- 0% полной снаряжённой массы судна, и с высотой (исключая форштевень) не менее 20% максимальной ширины корпуса судна, при этом обеспечивается большое заглубление нижней кромки опорноголезвия относительно ватерлинии. Опорное лезвие выполнено с волнопронизывающими обводами, высоким волнопронизывающим форштевнем, по высоте достигающим носового окончания нижней поверхности корпуса, острыми задними и передними обводами, плавными средними обводами,и имеет на всей своей длине треугольную форму в поперечном сечении, с наиболее острым углом внизу, а наибольшая ширина опорного лезвия расположена в пределах 40-60% его длины, что определяет центр водоизмещения опорного лезвия в 40-60%его длины, в его верхней трети. Стабилизированный в условиях морской волны управляемый корпус водоизмещающего судна, скользящий на водной подушке, открывает широкие перспективы для строительства морских быстроходных судов. Прежде всего, это фундаментальное улучшение стабильности хода, и отсутствие кренов / продольной раскачки и рысканья в условиях открытого Моря,а также увеличение грузоподъёмности и экономия топлива по сравнению с глиссирующими корпусами. н.п.ф. 1 з.п.ф. 15илл.

Description

Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирование на водной подушке, с глубоко погруженным опорным лезвием.
Область применения.
Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при постройке и модернизации морских быстроходных однокорпусных моторных судов, где используется единственный корпус, движущийся в режиме серфирования на водной подушке.
Описание уровня техники.
Глиссирование и Серфирование.
Определение «морские быстроходные» суда, в данном случае включает мореходные суда весом 3 тонны и более, способные поддерживать крейсерскую скорость в 20 узлов и выше в условиях открытого Моря, т.е. при наличии волны. При весе в 3 тонны и более, факторы формы корпуса и выбора способа достижения высокой скорости в условиях открытого Моря, становятся основополагающими, и существует большая разница между режимами «глиссирование» и «серфирование». Некоторые корпуса современных морских судов способны двигаться как в своём обычном режиме, так, при наличии попутной пологой волны превышающей своей длиной длину корпуса, и в режиме серфирования.
Глиссирование - это режим движения судна, при котором: а) судно своей формой корпуса и силой упора своих движителей создаёт необходимую для своего глиссирования волну, подходящей длины и ширины, и б) используя тягу движителей, переваливает свой корпус через верх этой волны, на её переднюю кромку, где в) корпус развивает большую скорость глиссируя на своей небольшой глиссирующей «пятке», находящейся в корме. Для глиссирования необходима скорость, глиссирующий корпус оставляет за собой характерную резаную волну «крыло чайки».
Современные морские быстроходные глиссеры имеют форму корпуса, являющуюся компромиссом для достижения режима устойчивого глиссирования. Типичны острые передние обводы, V-образные средние и более плоская глиссирующая опорная «пятка» небольшой длины и ширины, в кормовой части корпуса. Кроме «пятки», в режиме глиссирования, глиссеры не имеют другой опоры на водную поверхность, при этом глиссирование на небольшой «пятке» имеет ограничения по стабильности хода на большой волне - большие крены, неизбежные прыжки с последующим жёстким приземлением при пересечении волны, соскальзывание глиссирующей «пятки» с волны в произвольном направлении при боковой и резаной волне, при таком соскальзывании нос судна с большим ускорением и амплитудой, и с сильным характерным ударом зарывается в водную поверхность. Безопасное управление глиссером в условиях высокой волны требует большого мастерства.
Логично было бы предположить увеличение размера глиссирующей «пятки» для увеличения стабильности хода. При увеличении длины «пятки», однако, увеличивается и длина волны, которую необходимо создать и «перевалить» глиссирующему корпусу, соответственно увеличивается и скорость необходимая для выхода на режим глиссирования. При увеличении ширины пятки увеличивается ширина волны, которую необходимо «перевалить», лодка начинает «грести кормой», при этом резко возрастают энергозатраты (и мощность движителей) необходимые для выхода на режим, и поддержание глиссирования.
Особенностью глиссеров является необходимость использования части тяги движителей на создание и поддержание волны на которой корпус затем глиссирует, и на переваливание корпусом этой волны - что происходит по сути безостановочно для поддержания режима глиссирования. При этом с умеренным увеличением размера и массы корпуса, необходимые энергозатраты возрастают в разы.
Современная индустрия пришла к компромиссному «стандарту» дизайна большинства глиссирующих судов: выход на глиссирование происходит при скорости в 15-16 узлов при относительно небольших энергозатратах - что требует изготовления сравнительно узких корпусов с короткой «пяткой», и соответственно приводит к малой стабильности на морской волне. Максимальная длина глиссеров принята в 18-20 метров. Современные глиссеры отличаются простотой конструкции и отличной обитаемостью жилых отсеков.
Серфирование - это режим движения судна, при котором корпус своей формой, поджимает под себя набегающий водный поток, и создаёт его избыток под своим большим плоским днищем, где избыточный динамический водный поток самостоятельно распределяется, и формирует прослойку устойчивой формы большой площади между более статичной водной средой (ниже), и днищем корпуса (сверху) - эта прослойка «водная подушка», при этом судно скользит на водной подушке, а его вес распределён на всей её площади. Главной особенностью серфирования, по сравнению с другими скоростными корпусами, является отсутствие какого- либо влияния на набегающий водный поток, кроме его поджимания. Серфирующий корпус не оставляет за своей кормой волны - для стороннего наблюдателя, визуально это и есть главное отличие глиссера и серфера, одинаковой массы, идущих рядом на одинаковых скоростях.
Серфирование характеризуется крайне малым сопротивлением движению - только силой трения днища о водную подушку, при этом важнейшими условиями являются: обеспечение ламинарности и неразрывности потока в водной подушке, отсутствие элементов корпуса «раздвигающих» водный поток в стороны, а также обеспечение невозможности прорыва воздушных масс под днище корпуса в работающую водную подушку.
В отличии от воздушной среды, водная среда практически несжимаема, поэтому некорректно описывать действие водной подушки по аналогии с воздушной подушкой. Воздушная подушка - это область повышенного давления воздуха, в то время как водная подушка - это область с избыточным объёмом динамического водного потока. На водной подушке не происходит ощутимого подъёма корпуса - так как водный поток имеет плотность превышающую воздушную среду примерно в 800 раз, соответственно и рабочий эффект водной подушки достигается при крайне малом фактическом подъёме корпуса - не более нескольких сантиметров, при этом ламинарный неразрывный динамический поток огибает плоское днище снизу, по всей длине судна и на всей его ширине, и уже выйдя за корму, рассеивается. При переходе в режим серфирования, корпус «вспухает» на водном потоке, резко падает сопротивление движению и растёт скорость.
Плоское днище корпуса серфера обеспечивает простоту его конструкции и отличную обитаемость жилых отсеков. Энергозатраты для достижения режима серфирования невелики и не возрастают пропорционально с увеличением размера и массы судна, ключевыми является достаточный водный поток, поджимаемы й в водную подушку и распределённая масса судна на плоское днище корпуса. При этом водная подушка постоянно подпитывается скоростным набегающим водным потоком, что приводит к её независимости от окружающих волновых возмущений. В отличии от глиссирования, собственной волны создаваемой корпусом, и сопутствующих энергозатрат для её создания, для серфирования не требуется.
Из уровня техники известно серфирование, где роль движителя выполняет сила гравитации, а водная подушка представляет собой длинную пологую попутную волну, существующую независимо от хода судна, и превышающую своей длиной длину корпуса судна («гравитационное серфирование»). При этом волна является природным явлением, а не создаётся самим судном. Рассмотрим килевую яхту с водоизмещающим корпусом, движущуюся в режиме гравитационного серфирования, при этом:
1. яхта набирает значительную скорость, сравнимую с глиссирующими корпусами и значительно превышающую максимальную скорость своего водоизмещающего хода, при этом корпус не выходит на режим глиссирования,
2. за яхтой нет заметной волны создаваемой корпусом яхты,
3. скорость скольжения ограничена силой трения нижней поверхности корпуса о набегающий водный поток,
4. яхта становится независимой от окружающего волнения - серфирование на одной волне стабилизирует яхту относительно других волновых возмущений, прекращаются крен и качка,
5. потенциально яхта может быть сколь угодно тяжёлой - при наличии плоского днища корпуса достаточной площади,
6. размер серфирующей поверхности может быть сколь угодно большим - на практике чем больше, тем лучше, т.е. нет ограничений характерных для глиссеров, по длине и ширине глиссирующей пятки,
7. крайне малые энергозатраты, ход лодки на высокой скорости зависит только от постоянства волны и от мастерства Шкипера удержать на ней яхту.
То есть режим серфирующего скольжения можно охарактеризовать как «движение тяжёлого водоизмещающего корпуса на высокой скорости, без режима глиссирования, с малым гидродинамическим сопротивлением, без образования корпусом кормовой волны, без кренов и раскачки, независимо от окружающих волн, при корпусе практически любого размера и веса, и с малыми энергозатратами», в совокупности здесь и далее «преимущества серфирующего скольжения».
Однако, без дополнительных элементов стабилизации, корпус судна, находящийся в режиме серфирующего скольжения, представляет собой крайне нестабильную конструкцию. Плоское днище корпуса подвижно в любом направлении, и старается соскользнуть с динамического избыточного водного потока под собой. В примере килевой яхты находящейся в режиме гравитационного серфирования (см. выше), поддержание стабильности хода требует большого мастерства Шкипера.
В патенте RU2615031 автор указывает «известны высокоскоростные водные транспортные средства: экранопланы, глиссеры, суда на подводных крыльях, с воздушной каверной и подушкой - все они имеют движители, создающие упор - силу для движения судна, и корпус судна, создающий основную силу сопротивления движению, за исключением серферной доски, движителем которой является бегущая волна прибоя». В патенте RU2615031 описан принцип действия водной подушки. При принудительном нагнетании водного потока под корму корпуса судна, создаётся водная подушка, характеризующаяся выпуклой водной поверхностью, обеспечивающей серфирующее скольжение кормы судна по синхронно бегущей волне «водной подушки». Для достижения данного результата используются упорные движители вынесенные в нос судна, а их векторы направлены под кормовую часть судна. К недостаткам данной конструкции можно отнести необходимость выноса движителей в нос за пределы корпуса судна, а также серфирующее скольжение кормы судна в произвольном направлении в условиях морской волны. Таким образом, заявленный в патенте RU2615031 корпус не может являться морским быстроходным судном.
Другие быстроходные морские конструкции корпусов
Узкие водоизмещающие волнопронизывающие корпуса малого гидродинамического сопротивления и малой креновой остойчивости, применимы в основном на многокорпусных катамаранах и тримаранах, имеющих большое расстояние между корпусами для своей стабилизации. Помимо больших и неудобных эксплуатационных габаритов, при своей ширине сравнимой с длиной, катамараны и тримараны, при определённой длине морской волны, не могут быть стабилизированы изменением курса относительно волны, что влечёт за собой ограничения в их мореходности, также такие конструкции имеют узкие обитаемые отсеки. Такие корпуса не движутся в режиме серфирующего скольжения.
SWATH - корпуса с узкой ватерлинией где центр водоизмещения находится глубоко ниже водной поверхности. Такие конструкции требуют систем автоматического управления и сложны в эксплуатации. Такие корпуса не движутся в режиме серфирующего скольжения.
Суда на подводных крыльях - их применение ограничено по высоте волны, когда на большой скорости часть крыла вылетает из одной волны и врезается в другую, что сопровождается сильными ударами и быстрым износом подводных крыльев и их креплений. Такие корпуса не движутся в режиме серфирующего скольжения.
Катамараны и тримараны, глиссирующие на нижней поверхности своих поплавков - также известны как Морские Сани. Обладают повышенной мореходностью по сравнению с однокорпусными глиссерами, так как глиссирующая «пятка» распределена по большей части длины корпуса. Повышение мореходности, однако, ограничивается на курсах перпендикулярным к волне, в то время как на параллельных к волне курсах, Морские Сани ведут себя также, как и обычный однокорпусный глиссер. Кроме того, при длине Морских Саней более 7-8 метров, такие конструкции требуют очень специфичных глубоко погруженных движителей - так как при узких глиссирующих поверхностях и напоре воздушного потока в тоннельных полостях, расположенных над водной поверхностью под днищем, набегающий водный поток сильно газируется и обычный движитель теряет свой упор. По этим причинам Морские Сани получили малое распространение. Пример такого корпуса приведён в патенте US 2006/0288922 А1, где элементы корпуса «Морские Сани-тримаран» поднимают корпус над волновыми возмущениями водной поверхности. Также пример из патента RU 2 624 142, где глиссирующий корпус имеет тримаранные обводы. Такие корпуса не движутся в режиме серфирующего скольжения.
В Патенте US 6,131,529 заявлена комбинация высокоскоростного центрального волнопронизывающего корпуса со стабилизирующими глиссирующими элементами-лыжами. По сути, это конструкция Морские Сани-тримаран с центральным не глиссирующим волнопронизывающим корпусом. Такая конструкция имеет небольшую ширину (т.е. не требует габаритов обычных тримаранов для своей стабилизации), в то время как глубоко погруженный центральный узкий корпус обеспечивает стабильность на волне лучше, чем у глиссеров и Морских Саней - т.к. корпус не соскальзывает с волны в сторону и не «скачет» на волнах. К недостаткам можно отнести необходимость затрачивать энергию движителей на подъём корпуса на «глиссирующие лыжи», а также необходимость глубоко погруженного специфичного движителя - как и на традиционных Морских Санях. На практике была протестирована такая конструкция - было показано практическое улучшение стабильности на поперечных к волне курсах. На продольных к волне курсах, продемонстрирована раскачка, как и у обычного глиссера, и на любых курсах - водная взвесь в винтах и потеря упора винтов на волне. Критичным здесь является наличие напора воздушного потока сквозь полости между центральным лезвием и глиссирующими лыжами. Такие корпуса не движутся в режиме серфирующего скольжения.
Известно конструктивное решение «воздушная подушка», где под корпусом судна создаётся повышенное давление воздушной массы, при этом корпус судна приподнимается над водной поверхностью, тем самым исчезает гидродинамическое сопротивление движению, оставляя только аэродинамическое. Конструктивно воздушная подушка может быть выполнена двух типов:
Закрытого контура - когда в замкнутый объём под днищем корпуса принудительно нагнетается воздушный поток и таким образом давление под корпусом судна растёт, создавая воздушную подушку что ведёт к подниманию корпуса над водной поверхностью, и
Открытого типа - также известные как «экранопланы», где в процессе движения вдоль водной поверхности на крайне низкой высоте, большое крыло экраноплана с соответствующим углом атаки, создаёт под собой область повышенного давления «экран», который и является опорой для поддержания экраноплана в полёте над водой.
К недостаткам воздушной подушки закрытого контура можно отнести малую мореходность судна, когда на высокой волне воздух начинает вырываться из воздушной подушки в стороны, тем самым теряется требуемое рабочее давление внутри воздушной подушки и корпус опускается на воду. Такие корпуса не движутся в режиме серфирующего скольжения.
К недостаткам экранопланов можно отнести их низкую грузоподъёмность по сравнению с другими судами, так как для полного отрыва от водной поверхности и движения в режиме «экрана» вес судна должен быть низким, а также их малую мореходность - а именно влияние волновых и ветровых атмосферных возмущений на низколетящую над водой конструкцию. Такие корпуса не движутся в режиме серфирующего скольжения.
В заявке ЕР 2007/056614 20070630 указан узкий корпус с увеличивающейся к носу осадкой, с минимальным расширением носовых секций, с высоким, расположенным в передней части, и глубоко погруженным острым форштевнем. Форштевень находиться только в носовой, но не в кормовой части корпуса, используется для оптимизации разрезания поперечной волны. Данное судно не движется в режиме серфирующего скольжения, форштевень не является опорным лезвием, обеспечивающим мореходность серфирующего корпуса, находится только в носу судна, не используется для создания ламинарного неразрывного водного потока в левой и правой водных подушках, судно не имеет плоской серфирующей поверхности.
В патенте US 4,981,099 указан корпус с глубоко погруженным водоизмещающим корпусом- торпедой. Эго один из вариантов корпуса SWATH с малой ватерлинией. Корпус не имеет плоской серфирующей поверхности и не движется в режиме серфирующего скольжения, водоизмещение погруженного корпуса-торпеды не используется для уменьшения распределённого веса судна на серфирующую поверхность и для стабилизации корпуса.
В патенте ЕР 2 769 909 АЗ указан корпус, имеющий продолговатое водоизмещающий элемент округлого сечения под ватерлинией, высокий форштевень, понижающиеся к корме округлые боковины, понижающуюся нижнюю поверхность корпуса, туннельные обводы нижней поверхности корпуса имеющие округлую форму. Затем боковины и нижняя поверхность повышаются в корме значительно выше ватерлинии. Такой корпус не имеет плоской серфирующей поверхности и не может двигаться в режиме серфирующего скольжения, округлая форма боковин и нижней поверхности, а также их подъём в корме выше ватерлинии, тоннельные полости на уровне ватерлинии, где при увеличении скорости неизбежен прорыв воздуха, предопределяют невозможность режима серфирующего скольжения, округлая форма погруженного элемента приведёт к килевой раскачке на высокой скорости.
Известна формула полезной модели 2014116954/11, где глиссирующий корпус снабжён гидродинамической лыжей, с размером, приближающимся к размеру корпуса. При таком размере глиссирующей лыжи, по своей сути это не глиссирующий, а серфирующий корпус. Заявленный корпус не имеет опорного лезвия, а также каких-либо других элементов стабилизации для обеспечения мореходности в условиях морской волны, и по этой причине не может быть применён на тяжёлом быстроходном морском судне.
По совокупности своих достоинств и недостатков, наибольшее распространение получили глиссирующие корпуса быстроходных морских судов. В данной заявке данные виды корпусов принимаем за «современный уровень техники».
Раскрытие изобретения.
По мнению заявителя, из уровня техники не известен стабилизированный корпус морского быстроходного судна, использующий серфирование на водной подушке.
Заявителем было построено, и испытано в Августе 2018 года в условиях открытого Моря, однокорпусное моторное судно с заявляемым корпусом, использующим серфирование на водной подушке, с глубоко погруженным опорным лезвием. Длина корпуса 12,5м, ширина 3,9м, вес 5,800 кг, двигатели подвесные 2х 150л. с. Выводы о технических результатах, достигнутых данным изобретением, а также о его сравнении с глиссирующими корпусами, получены непосредственно из практических испытаний заявленного решения в открытом Море, и из сравнения однокорпусного моторного судна с заявленным корпусом, с глиссерами схожего размера и массы.
Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна имеет опорное глубоко погруженное лезвие длиной 12.5м, шириной 50см и высотой (исключая форштевень) 90см. Опорное лезвие имеет наибольшую ширину в 50% своей длины, и треугольную в поперечном сечении форму. Отношение длины к ширине опорного лезвия 25 раз, его высота (исключая форштевень) составляет 23% от максимальной ширины корпуса. Угол нисхождения нижней поверхности в носовых 40% длины корпуса составляет 7 градусов, в кормовых 60% длины корпуса 4 градуса.
Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна уверенно выходит на режим серфирующего скольжения при скорости 14-15 узлов, развивает максимальную скорость в 24 узла и, по сравнению с глиссерами, имеет фундаментально лучшие мореходные характеристики и экономию топлива, в условиях морской волны.
Заявленное решение, по мнению заявителя, неизвестное из уровня техники, позволяет использовать корпус, серфирующий на водной подушке, с глубоко погруженным опорным лезвием, в конструкции морских быстроходных однокорпусных моторных судов, что позволяет использовать известные преимущества серфирующего скольжения, а именно «движение тяжёлого водоизмещающего корпуса на высокой скорости, без режима глиссирования, с малым гидродинамическим сопротивлением, без образования корпусом кормовой волны, без кренов и раскачки, независимо от окружающих волн, при корпусе практически любого размера и веса, и с малыми энергозатратами», при этом применение глубоко погруженного опорного лезвия позволяет стабилизировать серфирующий корпус в условиях морской волны, что является фундаментальным условием для практического применения серфирующих корпусов в морском судостроении. Заявленная форма опорного лезвия является очень специфичной для достижения результата мореходного серфирования тяжёлого корпуса, при этом важнейшими факторами являются:
A. Крайне узкая острая обтекаемая форма опорного лезвия, с отношением длина / ширина не мерее 20-ти раз, при этом
- набегающий поток сохраняет свою ламинарность и неразрывность на всём пути обтекания опорного лезвия, что позволяет успешное наполнение водных подушек, а также обеспечивает работу винтов кормовых движителей в нормальном режиме;
- опорное лезвие оказывает минимальное влияние на скорость судна своим гидродинамическим сопротивлением;
- передняя кромка опорного лезвия представляет собой узкий волнопронизывающий форштевень, при этом волна рассекается опорным лезвием, а её энергия гасится при наполнении водных подушек, без ударов о корпус судна;
Б. Опорное лезвие треугольной формы в поперечном разрезе, его центр водоизмещения находится в его верхней трети, и в его продольной середине, при этом
- в центре водоизмещения опорного лезвия находится центр ротации корпуса «по тангажу» во время набора скорости и выхода на скоростной режим серфирования, с требуемым плечом приложения вращающего момента упора водной подушки по отношению к центру ротации;
- центр водоизмещения корпуса находится высоко, примерно на уровне нижней поверхности корпуса, позволяя самостоятельную стабилизацию корпуса при килевой и бортовой качке;
B. Большое заглубление нижней кромки опорного лезвия относительно ватерлинии, не менее 20% ширины корпуса, при этом
- обеспечивается невозможность поперечного соскальзывания корпуса с водной подушки, и невозможность бортовой раскачки и рысканья корпуса на ходу;
- обеспечивается разделение потоков правой и левой водных подушек, что фундаментально в обеспечении поперечной остойчивости корпуса, где поперечная остойчивость обеспечивается упором глубоко погруженного лезвия и под-волновой серфирующей поверхности, о динамический водный поток;
Г. Водоизмещение опорного лезвия в пределах 30-50% веса полностью снаряжённого судна, при этом
- нагрузка веса судна на серфирующую поверхность составляет не более 70% веса судна, что облегчает выход на режим серфирования, а также обеспечивает стабильное поддержание режима серфирования;
- упором своего водоизмещения опорное лезвие обеспечивает продольную балансировку и требуемое положение корпуса судна относительно ватерлинии, формирование над ватерлинией высокого волнопронизывающего форштевня, обеспечивающего прохождение волны, возможности размещения носовой оконечности нижней поверхности над уровнем волновых возмущений;
- упором своего водоизмещения обеспечивает необходимый угол нисхождения нижней поверхности, требуемый для поджимания потока в водную подушку, и рабочий угол атаки серфирующей поверхности, а также необходимое заглубление серфирующей поверхности при скольжении на водной подушке, что обеспечивает устойчивое серфирование без прорыва воздуха под днище корпуса;
- упором своего водоизмещения в передней части, балансирующим упор водной подушки, обеспечивает продольную стабилизацию корпуса при скольжении на водной подушке, обеспечивая две широко разнесённые точки продольной опоры серфирующего корпуса, таким образом обеспечивая отсутствие килевой качки.
Что позволяет добиться технического результата, заключающегося в:
- стабильном управляемом движении быстроходного морского однокорпусного судна в режиме серфирующего скольжения на водной подушке, со скоростью 20 узлов и выше, в условиях морской волны;
- крайне малом сопротивлении движению - только за счёт трения серфирующей поверхности, при этом, в отличии от глиссеров, энергия движителей расходуется только на движение вперед;
- большой грузоподъёмности судна - при наличии распределённого веса на единицу площади плоского днища;
- независимости водной подушки от вариаций набегающих волн, т.к. водная подушка динамически подпитывается набегающим водным потоком, который стабилен и его скорость много выше любых окружающих волновых возмущений;
- обеспечении стабильного прохождения поперечной волны, которая беспрепятственно рассекается опорным лезвием, а затем поджимается нижней поверхностью корпуса в левую и правую водные подушки;
- обеспечении стабильного прохождения продольной волны в силу бокового упора глубоко погруженного лезвия и упора боковины корпуса о водную подушку;
- увеличении скорости на 30-50% или экономии 30-50% топлива по сравнению с глиссерами, т.к. энергия движителей не требуется для создания / переваливания глиссирующей волны;
- простоту конструкции и эксплуатации, с применением обычных движителей, включая подвесные моторы.
В результате чего заявленный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирование на водной подушке, с глубоко погруженным опорным лезвием, применённый на морском быстроходном однокорпусном судне, обеспечивает, по сравнению с современным уровнем техники (глиссирующими однокорпусными судами) при условии, что корпус судна с шириной не более 50% своей длины: - новые гидродинамические характеристики, заключающиеся в преимуществах серфирующего скольжения «движение тяжёлого водоизмещающего корпуса на высокой скорости без режима глиссирования, с малым гидродинамическим сопротивлением, без образования корпусом кормовой волны, без кренов и раскачки, независимо от окружающих волн, при корпусе практически любого размера и веса, и с малыми энергозатратами»,
- фундаментальное улучшение стабильности хода корпуса, и стабильное без кренов, без продольной раскачки и без рысканья, прохождение морских поперечных и продольных волн;
- более эффективную систему противодействия кренам и раскачке на всех курсах относительно волны;
- новое свойство «динамическую стабилизацию хода на волне» - чем выше скорость, тем более наполнена водная подушка и тем стабильнее судно;
- отсутствие кормовой волны и малое сопротивление движению, что приводит к экономии 30- 50% топлива при тех же размерах и скоростях судна;
- аналогичную простоту конструкции и эксплуатации;
- аналогичный объём обитаемых отсеков и отличную управляемость.
При этом стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирующее скольжения на водной подушке, с глубоко погруженным водоизмещающим опорным лезвием, характеризующийся тем, что корпус с общей шириной не более 50% его длины, который в своей нижней части:
- на всей своей длине, имеет нисходящую форму нижней поверхности в направлении нос- корма,
- при этом, носовая оконечность нижней поверхности поднята вверх на расстояние от ватерлинии, соответствующее не менее 25% ширины корпуса судна, где под носовой оконечностью нижней поверхности находится высокий волнопронизывающий форштевень,
- при этом, в передних 40% длины корпуса, нижняя поверхность имеет нисходящую форму, плавно перетекающую в нижнюю поверхность кормовой части корпуса, и имеет угол наклона относительно ватерлинии без хода не менее 5-ти градусов,
- при этом, в задних 60% длины корпуса, нижняя поверхность имеет нисходящую форму, и угол наклона относительно ватерлинии без хода не более 5-ти градусов, при этом имеет практически плоскую форму в своём поперечном сечении, и погружена на 70% и более своей длины ниже ватерлинии считая от кормы, где погруженная часть является «серфирующей поверхностью» скользящей на водной подушке на ходу судна и несущей на себе не более 70% полностью снаряжённого веса судна,
- при этом, корпус выполнен с продольно расположенным под нижней поверхностью, симметричным относительно диаметральной плоскости судна и соизмеримым с его длиной, вертикально ориентированным водоизмещающим глубоко погруженным опорным лезвием, узкой формы и малого волнового/гидродинамического сопротивления,
- при этом отношение длины к ширине опорного лезвия не менее 20-ти раз, с водоизмещением опорного лезвия соответствующим 30-50% полной снаряжённой массы судна, и с высотой (исключая форштевень) не менее 20% максимальной ширины корпуса судна, при этом обеспечивается большое заглубление нижней кромки опорного лезвия относительно ватерлинии,
- при этом опорное лезвие выполнено с волнопронизывающими обводами, высоким волнопронизывающим форштевнем, по высоте достигающим носового окончания нижней поверхности корпуса, острыми задними и передними обводами, плавными средними обводами,
- при этом опорное лезвие имеет на всей своей длине треугольную форму в поперечном сечении, с наиболее острым углом внизу, а наибольшая ширина опорного лезвия расположена в пределах 40-60% его длины, что определяет центр водоизмещения опорного лезвия в 40- 60% его длины, в его верхней трети,
- возможно, что корпус на протяжении 30% его длины или более, считая от кормы, на максимальной ширине корпуса, может включать вертикально ориентированные симметричные относительно диаметральной плоскости судна, тонкие продольные пластины-ограничители водного потока, с заглублением ниже ватерлинии на расстояние соответствующим не менее 2.5% ширины корпуса.
Краткое описание чертежей
Заявляемые материалы представлены в следующих графических иллюстрациях.
Общий вид корпуса представлен на фигурах 1, различные пространственные виды корпуса приведены на Фиг. 1.1 - 1.7.
Фиг. 1. Показан общий вид корпуса 1, включающего нижнюю поверхность 2, и глубоко погруженное опорное лезвие 3. Нижняя поверхность 2 имеет нисходящую форму по направлению нос-корма, по всей длине корпуса судна. Посредством опоры на водоизмещающее опорное лезвие 3, носовая оконечность нижней поверхности 2 поднята над ватерлинией судна, на уровень подъёма поверхности «Ппов», составляющий не менее 25% от максимальной ширины корпуса «Шк». Под поднятой в носу нижней поверхностью располагается высокий узкий форштевень 4, продолжающийся в верхнюю часть опорного лезвия 3. Нижняя поверхность 2 в кормовой части корпуса практически плоская.
Опорное лезвие 3 имеет свою высоту «Влез» (не включая форштевень), «Влез» составляет не менее 20% от ширины корпуса «Шк», при этом отношение длины лезвия «Дл» к наибольшей ширине лезвия «Шл» не менее 20-ти раз. Наибольшая ширина лезвия находится на середине длины опорного лезвия (возможны варианты 40-60% длины). Опорное лезвие имеет треугольную форму в поперечном сечении по всей длине, с наиболее острым углом внизу. Таким образом центр водоизмещения лезвия находится в его продольной середине, в верхней трети. Опорное лезвие водоизмещает эквивалентный вес 30-50% полной снаряжённой массы судна, то есть нижняя поверхность корпуса несёт на себе 50-70% массы судна. Снижение нагрузки веса судна на единицу площади серфирующей поверхности способствует созданию и поддержанию ламинарного неразрывного потока в водных подушках.
В передних 40% длины корпуса нисхождение нижней поверхности образует угол к ватерлинии без хода, «Уг1» не менее 5 градусов, формируя поджимающую поверхность водного потока, а в задних 60% длины корпуса «Уг2» не более 5 градусов, при этом в задних 60% длины корпуса, нижняя поверхность имеет близкую к плоской форму в поперечном сечении, формируя серфирующую поверхность корпуса. ю При своём движении, опорное лезвие 3 разделяет набегающий водный поток в поток левой водной подушки и в поток правой водной подушки, направляемые под днище корпуса судна.
На фигурах Фиг. 2.1-2.2. разъяснено создание водной подушки. Набегающий на корпус судна водный поток, разделяется опорным лезвием, поджимается передней частью нижней поверхности, и устремляется под серфирующую поверхность, в левую и правую водные подушки. При этом продолжающееся поджатие водного потока принуждает перераспределение его избытка под всей площадью водных подушек, а опорное лезвие предотвращает перетекание потока между ними.
При достаточной скорости набегающего водного потока, поджатие потока под серфирующую поверхность приводит к формированию двух ламинарных неразрывных потоков, левой и правой водной подушки соответственно, обтекающих серфирующую поверхность снизу, при дальнейшем увеличении скорости эти потоки, не теряя своей ламинарности и неразрывности, вырываются из-под кормы и рассеиваются. При этом серфирующая поверхность «вспухает» на водной подушке, что ведёт к скачкообразному падению гидродинамического сопротивления движению корпуса, судно быстро разгоняется, двигатели переходят в мало нагруженный высоко оборотистый режим работы, и пропадает кормовая волна.
Центр водоизмещения опорного лезвия находится в его верхней трети, на середине длины корпуса. При «вспухании» серфирующей поверхности на водной подушке, центр водоизмещения опорного лезвия становиться точкой ротации корпуса по тангажу, на 1-2 градуса. При этом плечо «ПУпод» приложения силы упора водной подушки «Упод» по отношению к центру ротации составляет примерно 25% длины корпуса судна, при этом «вспухание» на водную подушку и ротация корпуса происходят на небольших скоростях в 14- 15 узлов, в мягком управляемом режиме, и дальнейшее скольжение на водной подушке сбалансировано в продольном направлении. При скольжении на водной подушке, опорное лезвие предотвращает скольжение в поперечном направлении, и корпус устремляется вперёд с большой скоростью, при этом сила упора водоизмещения передней половины опорного лезвия «Улез» предотвращает увеличение угла ротации, и обеспечивает стабильный угол атаки серфирующей поверхности. Корпус находится в состояние стабильного устойчивого мореходного серфирования.
Фиг. 3.1-3.5. иллюстрируют стабилизацию корпуса. В состоянии без хода (Фиг. З.1.), продольную балансировку обеспечивает сила водоизмещения опорного лезвия «Влез» (показана распределённой) и сила водоизмещения погруженной серфирующей поверхности «Впов» (показана в центре своего водоизмещения). Таким образом обеспечивается требуемое расстояние подъёма нижней поверхности «Ппов», требуемые углы понижения нижней поверхности относительно ватерлинии в передней и задней частях, требуемое погружение серфирующей поверхности. Практика морских испытаний заявленного корпуса показала, что продольная балансировка опорным лезвием является одним из важнейшим условий, для успешного достижения режима мореходного серфирования.
В состоянии скольжения на водной подушке (Фиг. 3.2.), продольную остойчивость обеспечивает комбинация силы упора водной подушки «Упод» и силы упора передней части лезвия «Улез», при расстоянии между ними примерно в 50% длины корпуса, образуется большой стабилизирующий момент, то есть заявленный корпус, в отличии от глиссера, имеет две продольные далеко разнесённые точки опоры, при этом серфирующая поверхность также несравнимо больше по своему размеру, чем глиссирующая «пятка» глиссера. При увеличении скорости эффект продольной стабилизации растёт, при этом на высокой скорости наполняемость водных подушек увеличивается, а набегающие волны имеют меньшее влияние на опорное лезвие.
При прохождении поперечной волны (Фиг. 3.3.), волна рассекается волнопронизывающим форштевнем и проходит вдоль корпуса судна, где поджимается нижней поверхностью в левую и правую водные подушки, таким образом удар волны о переднюю кромку корпуса отсутствует, волна создаёт дополнительный избыточный поток в водных подушках, что не влияет на стабильность хода и раскачку корпуса.
При ходе без волны (Рис 3.4.), водные подушки заполнена полностью, корпус постоянно подпирается снизу динамическим водным потоком «Управ» и «Улев», и не может открениться влево или вправо без «сдавливания» водной подушки, что практически невозможно. Опорное лезвие своим двусторонним упором «Ул» глубоко под водой не позволяет раскачки корпуса.
При высоких скоростях серфирующего скольжения, при ударе волны слева (Рис 3.5.), левая боковина корпуса приподнимается, поток левой водной подушки утоньшается и его избыток в левой водной подушке уменьшается и предоставляет меньший упор «Улев» левой серфирующей поверхности, в тоже время поток правой водной подушки, напротив, утолщается и представляет больший упор правой половине серфирующей поверхности «Управ», при этом, разделённый опорным лезвием, водный поток не может перетечь из правой водной подушки в левую, таким образом избыток потока и упора в правой водной подушке выравнивает корпус, опорное лезвие при этом препятствует соскальзыванию корпуса вправо, такое соскальзывание неизбежно у глиссеров в подобной ситуации. Во время практических испытаниях, заявляемый корпус продемонстрировал что боковые волны не могут форсировать креновую качку на серфирующем стабилизированном корпусе с опорным лезвием. При попытке создать крен, волна слева встречает сопротивление в виде суммы гидродинамического упора всей правой серфирующей поверхности о водную подушку и гидродинамического упора всего опорного глубоко погруженного лезвия о динамический поток, при этом, совокупная масса динамического водного потока, который упирается в правую серфирующую поверхность и в опорное лезвие, огромна по сравнению с массой волны приходящей слева, корпус при этом не кренится.
Стабилизированный в условиях морской волны управляемый корпус водоизмещающего судна, скользящий на водной подушке, открывает широкие перспективы для строительства морских быстроходных судов. Прежде всего, это фундаментальное улучшение стабильности хода, и отсутствие кренов / продольной раскачки и рысканья в условиях открытого Моря, это увеличение грузоподъёмности и экономия топлива по сравнению с глиссерами, при крейсерских скоростях в 20 узлов и более, так как энергия движителей серфирующего корпуса не тратиться на создание и «переваливание» глиссирующей волны. Скорость движения серфирующего корпуса ограничена только трением его нижней поверхности о динамический поток водной подушки, и это трение может быть далее уменьшено путём применения, например, скользящих покрытий нового поколения. Серфирующий корпус обладает простой конструктивных элементов.
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.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирующее скольжения на водной подушке, с глубоко погруженным водоизмещающим опорным лезвием, характеризующийся тем, что корпус с общей шириной не более 50% его длины, который в своей нижней части:
- на всей своей длине, имеет нисходящую форму нижней поверхности в направлении нос- корма,
- при этом, носовая оконечность нижней поверхности поднята вверх на расстояние от ватерлинии, соответствующее не менее 25% ширины корпуса судна, где под носовой оконечностью нижней поверхности находится высокий волнопронизывающий форштевень,
- при этом, в передних 40% длины корпуса, нижняя поверхность имеет нисходящую форму, плавно перетекающую в нижнюю поверхность кормовой части корпуса, и имеет угол наклона относительно ватерлинии без хода не менее 5-ти градусов,
- при этом, в задних 60% длины корпуса, нижняя поверхность имеет нисходящую форму, и угол наклона относительно ватерлинии без хода не более 5-ти градусов, при этом имеет практически плоскую форму в своём поперечном сечении, и погружена на 70% и более своей длины ниже ватерлинии считая от кормы, где погруженная часть является «серфирующей поверхностью» скользящей на водной подушке на ходу судна и несущей на себе не более 70% полностью снаряжённого веса судна,
- при этом, корпус выполнен с продольно расположенным под нижней поверхностью, симметричным относительно диаметральной плоскости судна и соизмеримым с его длиной, вертикально ориентированным водоизмещающим глубоко погруженным опорным лезвием, узкой формы и малого волнового/гидродинамического сопротивления,
- при этом отношение длины к ширине опорного лезвия не менее 20-ти раз, с водоизмещением опорного лезвия соответствующим 30-50% полной снаряжённой массы судна, и с высотой (исключая форштевень) не менее 20% максимальной ширины корпуса судна, при этом обеспечивается большое заглубление нижней кромки опорного лезвия относительно ватерлинии,
- при этом опорное лезвие выполнено с волнопронизывающими обводами, высоким волнопронизывающим форштевнем, по высоте достигающим носового окончания нижней поверхности корпуса, острыми задними и передними обводами, плавными средними обводами,
- при этом опорное лезвие имеет на всей своей длине треугольную форму в поперечном сечении, с наиболее острым углом внизу, а наибольшая ширина опорного лезвия расположена в пределах 40-60% его длины, что определяет центр водоизмещения опорного лезвия в 40- 60% его длины, в его верхней трети.
2. Корпус однокорпусного моторного судна по п.1, отличающийся тем, что на протяжении 30% его длины или более, считая от кормы, на максимальной ширине корпуса, располагаются вертикально ориентированные симметричные относительно диаметральной плоскости судна, тонкие продольные пластины-ограничители водного потока, с заглублением ниже ватерлинии на расстояние соответствующим не менее 2.5% ширины корпуса.
PCT/IB2018/059719 2018-08-15 2018-12-06 Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирование на водной подушке, с глубоко погруженным опорным лезвием. WO2020035725A1 (ru)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HRP20221406TT HRP20221406T1 (hr) 2018-08-15 2018-12-06 Stabilizirani trup jednotrupnog motornog čamca, koji plovi na vodenom jastuku i ima duboko uronjenu noseću lopaticu
CA3108896A CA3108896A1 (en) 2018-08-15 2018-12-06 Stabilised hull of a monohull motor boat, using surfing on a water cushion, with a deeply submerged bearing blade
EP18852781.6A EP3838732B1 (en) 2018-08-15 2018-12-06 Stabilized hull of a monohull motor boat, which surfs on a water cushion and has a deeply submerged supporting blade
DK18852781.6T DK3838732T3 (da) 2018-08-15 2018-12-06 Stabiliseret skrog af en enkeltskrogsmotorbåd, som surfer på en vandpude og har en dybt nedsænket støttevinge
FIEP18852781.6T FI3838732T3 (fi) 2018-08-15 2018-12-06 Yksirunkoisen moottoriveneen stabiloitu runko, joka kulkee surffissa vesikerroksen päällä ja jossa on syvälle upotettu tukilapa
US17/268,419 US11760440B2 (en) 2018-08-15 2018-12-06 Stabilized hull of a monohull motor boat, which surfs on a water cushion and has a deeply submerged supporting blade
ES18852781T ES2932018T3 (es) 2018-08-15 2018-12-06 Casco estabilizado de un barco monocasco a motor, que surfea sobre un colchón de agua y presenta una pala de soporte profundamente sumergida
PL18852781.6T PL3838732T3 (pl) 2018-08-15 2018-12-06 Stabilizowany kadłub jednokadłubowej łodzi motorowej surfujący na poduszce wodnej i posiadający głęboko zanurzoną płetwę nośną
AU2018436895A AU2018436895B2 (en) 2018-08-15 2018-12-06 Stabilized hull of a monohull motor boat, which surfs on a water cushion and has a deeply submerged supporting blade

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018129739A RU2708813C1 (ru) 2018-08-15 2018-08-15 Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирование на водной подушке, c глубоко погруженным опорным элементом
RURU2018129739 2018-08-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020035725A1 true WO2020035725A1 (ru) 2020-02-20

Family

ID=65635756

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2018/000697 WO2020036508A1 (ru) 2018-08-15 2018-10-22 Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирование на водной подушке, с глубоко погруженным опорным лезвием
PCT/IB2018/059719 WO2020035725A1 (ru) 2018-08-15 2018-12-06 Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирование на водной подушке, с глубоко погруженным опорным лезвием.

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2018/000697 WO2020036508A1 (ru) 2018-08-15 2018-10-22 Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирование на водной подушке, с глубоко погруженным опорным лезвием

Country Status (12)

Country Link
US (1) US11760440B2 (ru)
EP (1) EP3838732B1 (ru)
AU (1) AU2018436895B2 (ru)
CA (1) CA3108896A1 (ru)
DK (1) DK3838732T3 (ru)
ES (1) ES2932018T3 (ru)
FI (1) FI3838732T3 (ru)
HR (1) HRP20221406T1 (ru)
PL (1) PL3838732T3 (ru)
PT (1) PT3838732T (ru)
RU (1) RU2708813C1 (ru)
WO (2) WO2020036508A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023085970A1 (ru) * 2021-11-15 2023-05-19 Игнат Михайлович ВОДОПЬЯНОВ Стабилизированный корпус однокорпусного килевого парусного/парусно-моторного судна с серфирующей поверхностью

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2144111A (en) * 1937-12-24 1939-01-17 Higgins Ind Inc Boat hull construction
US5832855A (en) * 1993-09-29 1998-11-10 Hollandse Signaalapparaten B.V. Ship's hull
US6112687A (en) * 1997-10-16 2000-09-05 Eder; Theodor Ship hull
GB2356603A (en) * 1999-11-25 2001-05-30 Michael John Wingeatt Hull having a buoyant keel
DE202008004101U1 (de) * 2008-03-25 2008-07-24 Kaspers, Rolf J. Sportboot
US7984683B1 (en) * 2007-10-05 2011-07-26 Hupy Guy M Compound displacement wave form hull design for green vessels

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2477500A1 (fr) * 1980-03-07 1981-09-11 Boisson Ernest Perfectionnement aux coques de bateaux a voiles ou a moteurs
US4981099A (en) 1988-03-17 1991-01-01 Ron Holder Watercraft
DE4125187C2 (de) * 1991-07-30 1993-12-23 Klaus D Lehmann Rumpf für Wasserfahrzeuge, insbesondere Segelboote und Surfbretter
US5582123A (en) * 1993-06-17 1996-12-10 Pioneer Engineering Multiple concavity surfing ship and transition system
NZ501192A (en) 1997-05-31 2001-11-30 East Group Pa Water going vessel hull design and method of determining
US7305926B2 (en) 2005-06-10 2007-12-11 Seider Dennis J Ported tri-hull boat
CA2837399C (en) 2012-12-21 2017-08-29 Brunswick Corporation Hybrid monohull planing vessels
EP2769909A3 (de) 2013-02-22 2014-09-03 Dimitri Moskvin Rumpfform und Rumpf eines Wasserfahrzeuges sowie Wasserfahrzeug mit einem Rumpf
RU2615031C2 (ru) * 2015-09-16 2017-04-03 Андрей Леонидович Шпади Способ движения на "водной подушке" и глиссирующее судно для его осуществления
RU2623348C1 (ru) * 2015-12-24 2017-06-23 Игнат Михайлович Водопьянов Стабилизированный корпус однокорпусного килевого парусного/парусно-моторного судна

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2144111A (en) * 1937-12-24 1939-01-17 Higgins Ind Inc Boat hull construction
US5832855A (en) * 1993-09-29 1998-11-10 Hollandse Signaalapparaten B.V. Ship's hull
US6112687A (en) * 1997-10-16 2000-09-05 Eder; Theodor Ship hull
GB2356603A (en) * 1999-11-25 2001-05-30 Michael John Wingeatt Hull having a buoyant keel
US7984683B1 (en) * 2007-10-05 2011-07-26 Hupy Guy M Compound displacement wave form hull design for green vessels
DE202008004101U1 (de) * 2008-03-25 2008-07-24 Kaspers, Rolf J. Sportboot

Also Published As

Publication number Publication date
AU2018436895B2 (en) 2024-08-01
PL3838732T3 (pl) 2023-01-30
PT3838732T (pt) 2022-11-25
DK3838732T3 (da) 2022-11-28
RU2708813C1 (ru) 2019-12-11
EP3838732A1 (en) 2021-06-23
EP3838732B1 (en) 2022-08-31
CA3108896A1 (en) 2020-02-20
ES2932018T3 (es) 2023-01-09
FI3838732T3 (fi) 2022-12-15
US20210339827A1 (en) 2021-11-04
WO2020036508A1 (ru) 2020-02-20
HRP20221406T1 (hr) 2023-01-06
AU2018436895A1 (en) 2021-04-08
US11760440B2 (en) 2023-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4915048A (en) Vessel with improved hydrodynamic performance
US6311635B1 (en) Monohull having stern stabilizers for a high speed ship
US4919063A (en) Hull construction for a swath vessel
US10518842B1 (en) Boat hull
CN108698669B (zh) 稳定的单体船龙帆/动力帆船船体
JP2002516785A (ja) 高速ハイブリッド船舶
US20130255559A1 (en) Foil structure for providing buoyancy and lift
US5645008A (en) Mid foil SWAS
AU621822B2 (en) Vessel with improved hydrodynamic performance
RU2708813C1 (ru) Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна, использующий серфирование на водной подушке, c глубоко погруженным опорным элементом
AU2009250345B2 (en) Improvements for a marine vessel
WO2018034588A1 (ru) Стабилизированный корпус однокорпусного килевого парусного/парусно-моторного судна с подводными крыльями
CN220262981U (zh) 单体式机动船的稳定船体
TW397789B (en) Hull inclination methods and means for water vessels
WO2023085970A1 (ru) Стабилизированный корпус однокорпусного килевого парусного/парусно-моторного судна с серфирующей поверхностью
JP2023502696A (ja) ウォータークラフト
WO2018190746A1 (ru) Стабилизированный корпус однокорпусного моторного судна с глиссирующими лыжами
UA50831C2 (ru) Корпус глиссирующего судна

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: 18852781

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3108896

Country of ref document: CA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3108896

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018852781

Country of ref document: EP

Effective date: 20210315

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018436895

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20181206

Kind code of ref document: A