Быстроходное глиссирующее судно повышенной мореходности
Полезная модель относится к судам, а более точно, касается быстроходного глиссирующего судна, используемого в качестве служебно-разъездного или водного такси на реках, озерах и на прибрежных акваториях морей и содержащего корпус, две носовые и одну или несколько кормовых гидролыж.
Полезная модель обеспечивает уменьшение гидродинамического сопротивления на высоких скоростях движения и увеличение мореходности за счет того, что носовые гидролыжи соединяются с корпусом посредством стоек, причем носовые гидролыжи разнесены к бортам и расстояние от них до транца судна составляет 0,4-0,7 длины корпуса судна, ширина кормовой гидролыжи или совокупности кормовых гидролыж меньше расстояния между носовыми гидролыжами.
Передние части носовых гидролыж соединяются со стойками шарнирно с возможностью поворота гидролыж вокруг поперечной оси, а кормовой частью соединяются со стойками или с корпусом судна посредством амортизаторов; глиссирующие элементы гидролыж устанавливаются через упругие прокладки, выполненные с продольными открытыми со стороны кормы каналами либо из отдельных продольных полос.
Полезная модель относится к судам, а более точно, касается глиссирующего судна.
Наиболее успешно данное судно может использоваться как служебно-разъездное или водное такси на реках, озерах и на прибрежных акваториях морей.
Известно судно, оборудованное двумя гидролыжами (ГЛ), установленными на стойках по бортам корпуса, см. JANE'S SURFACE SKIMMERS. Hovercraft and hydrofoils, 1979, стр.224. Это судно имеет тот существенный недостаток, что гидролыжи имеют большое гидродинамическое удлинение и, как следствие, большое сопротивление движению.
Наиболее близки к предлагаемой полезной модели глиссирующие суда-скутеры, см., например, книгу Романенко «Моторные лодки», изд-во «Судостроение», 1971 г. Корпуса этих судов имеют широкую носовую оконечность, под которой установлены разнесенные побортно глиссирующие спонсоны. Недостатками этих судов является:
1) низкая мореходность, обусловленная тем, что спонсоны и носовая оконечность корпуса в совокупности образуют П-образную поверхность, соударяющуюся с волнами с большими перегрузками;
2) на переходных скоростях движения и при преодолении высоких волн спонсоны, как элементы конструкции, имеющие большую площадь поперечного сечения, создают большое сопротивление движению;
3) низкая устойчивость движения на больших скоростях. Это обусловлено тем, что в аэродинамическом плане эта развитая П-образная поверхность создает на больших скоростях движения существенную аэродинамическую подъемную силу, приводящую к отрыву судна от воды (подлету) и перевороту «через транец»;
4) корпус конструктивно сложен и, как следствие, нетехнологичен.
Целью изобретения является снижение сопротивления и перегрузок на волнении при движении глиссирующего судна на больших скоростях (FrV
6 или 80-130 км/час для судна водоизмещением ок. 3 т).
Цель изобретения достигается тем, что судно оборудовано двумя носовыми и одной или несколькими кормовыми гидролыжами, причем носовые гидролыжи разнесены к бортам судна, а по длине судна установлены так, что расстояние от кормовых кромок гидролыж до транца составляет 0,4-0,7 длины корпуса судна.
Ширина кормовой гидролыжи или совокупности кормовых гидролыж меньше расстояния между носовыми гидролыжами.
Каждая носовая гидролыжа соединяется с корпусом судна посредством стоек, причем стойки имеют удобообтекаемую форму.
Каждая гидролыжа может быть соединена в своей носовой (передней) части со стойкой шарнирно с возможностью поворота в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной поперечной оси. При этом кормовая часть гидролыжи соединяется с корпусом судна или стойкой с помощью амортизатора.
Глиссирующие элементы гидролыж представляют с другими их элементами единое целое, либо соединяются с ними через упругие прокладки, например, резиновые.
Полезная модель иллюстрируется чертежами:
Фиг.1. Вариант с 1 кормовой гидролыжей. Вид сбоку.
Фиг.2. Вариант с 1 кормовой гидролыжей. Вид со стороны днища.
Фиг.3. Вариант с 1 кормовой гидролыжей. Вид спереди.
Фиг.4. Вариант с 2 кормовыми гидролыжами. Вид со стороны днища.
Фиг.5. Вариант с 2 кормовыми гидролыжами. Вид спереди.
Фиг.6. Шарнирное крепление носовой гидролыжи к стойке.
Фиг.7. Крепление глиссирующего элемента носовой гидролыжи через упругую прокладку.
Фиг.8. Крепление глиссирующего элемента кормовой гидролыжи через упругую прокладку.
Предлагаемый катер содержит корпус 1 (фиг.1, 2 и 3), на котором установлены носовые гидролыжи 2, закрепленные на стойках 3, и кормовая гидролыжа 4.
В кормовой части катера может быть установлена не одна, а несколько кормовых гидролыж, например, две, как показано на фиг.4 и 5. Кормовая гидролыжа (гидролыжи) может быть установлена непосредственно на корпус катера, т.е. без стойки, с тем, чтобы не усложнять привод к движителю (движителям).
Носовые гидролыжи могут 2 могут соединяться со стойками 3 с использованием шарниров 5 и амортизаторов 6, как показано на фиг.6.
Глиссирующие элементы гидролыж 7 и 8 могут соединяться с основной силовой конструкцией гидролыж или с корпусом катера (для кормовой гидролыжи) через упругие элементы - прокладки 9, см. фиг.7 и 8, изготовленные, например, из резины. Для улучшения упругих свойств прокладка может быть выполнена с продольными открытыми в кормовой части полостями 10 или из отдельных продольных полос.
Оборудование глиссирующего судна гидролыжами обеспечивает минимальные смоченную поверхность и, соответственно, низкое гидродинамическое сопротивление на высоких скоростях движения.
Взаимное расположение гидролыж обеспечивает устойчивость продольного движения и остойчивость на волнении и на циркуляции.
При движении на волнении смоченная поверхность гидролыж периодически изменяется1 (1Эти изменения существенно меньше, чем изменения смоченной поверхности глиссирующего корпуса.), что приводит к приращению их подъемной силы. Носовые гидролыжи установлены на расстоянии от транца LНГЛ равном 0,4-0,7 длины корпуса LКОРП, см. фиг.1. Поскольку центровка глиссирующих судов LЦТ составляет, как правило, (0,3-0,45)L КОРП, подобное расположение носовых гидролыж по длине судна обеспечивает их минимальное отстояние от центра тяжести судна, т.е. минимальное плечо приращения подъемной силы носовых гидролыж на волнении относительно центра тяжести судна. Это приводит к минимальным возмущениям судна по дифференту - важному фактору возникновения перегрузок глиссирующих судов традиционного типа на волнении.
Увеличение расстояния носовых гидролыж от транца LНГЛ против указанного приводит к росту возмущений по дифференту при ходе на волнении, а уменьшение - к опасности соударений носовой частью корпуса с гребнями отдельных наиболее высоких волн и уменьшению степени продольной устойчивости движения.
Площадь гидролыж существенно меньше площади днища судна в целом, что также способствуют плавному ходу судна на волнении.
Установка носовых гидролыж на стойках обеспечивает оптимальный дифферент судна при движении на высоких скоростях, его минимальное аэродинамическое сопротивление и снижение силы соударения корпуса с гребнями волн. При встрече судна с наиболее высокими волнами носовые гидролыжи просекают эти волны без существенных возмущений, а удобообтекаемая форма поперечного сечения стоек обеспечивает их минимальное гидродинамическое сопротивление. Аэродинамическое сопротивление стоек также незначительно.
Меньшая ширина кормовой гидролыжи по сравнению с расстоянием между носовыми гидролыжами обеспечивает движение кормовой гидролыжи вне волновых впадин, образуемых носовыми гидролыжами, т.е. без неблагоприятной интерференции носовых и кормовой гидролыжи.
Этот же эффект обеспечивается в случае установки нескольких кормовых гидролыж, если внешний поперечный размер совокупности кормовых гидролыж не превышает расстояния между носовыми.
Шарнирное крепление носовых гидролыж к стойкам и наличие амортизаторов приводит к существенному снижению перегрузок, так как при встрече с гребнями волн гидролыжи способны уменьшать угол атаки.
Для исключения вибраций, появляющихся при движении на волнении минимальной высоты (до 200-300 мм) на высоких скоростях, глиссирующие элементы гидролыж могут крепиться к остальной конструкции гидролыж через упругие элементы, например, через резиновые прокладки. Причем прокладки для повышения их упругих свойств могут либо иметь продольные полости, открытые со стороны кормы, что обеспечивает при глиссировании осушение полостей от попавшей в них воды, либо могут быть выполнены из отдельных продольных полос упругого материала.
Предлагаемая конструкция глиссирующего судна в совокупности элементов обеспечивает:
1) минимальные возмущения судна при движении на волнении по дифференту и в вертикальном направлении, т.е. низкий уровень перегрузок и высокие мореходные качества;
2) минимальные смоченные поверхности и гидродинамическое сопротивление при движении судна с высокими скоростями;
3) сохранение оптимальных углов атаки глиссирующих элементов при изменении скорости движения в широком диапазоне.
По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявленной полезной модели, неизвестна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «новизна».
Исходя из изложенного, можно сделать вывод, что сущность полезной модели не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «изобретательский уровень».
1. Быстроходное глиссирующее судно повышенной мореходности, содержащее корпус, две носовые и одну или несколько кормовых гидролыж, отличающееся тем, что, с целью уменьшения гидродинамического сопротивления на высоких скоростях движения и увеличения мореходности, носовые гидролыжи соединяются с корпусом посредством стоек, причем носовые гидролыжи разнесены к бортам и расстояние от них до транца судна составляет 0,4-0,7 длины корпуса судна, ширина кормовой гидролыжи или совокупности кормовых гидролыж меньше расстояния между носовыми гидролыжами.
2. Быстроходное глиссирующее судно повышенной мореходности по п.1, отличающееся тем, что, с целью снижения перегрузок на волнении, передние части носовых гидролыж соединяются со стойками шарнирно с возможностью поворота гидролыж вокруг поперечной оси, а кормовой частью соединяются со стойками или с корпусом судна посредством амортизаторов.
3. Быстроходное глиссирующее судно повышенной мореходности по пп.1 и 2, отличающееся тем, что, с целью исключения вибраций при движении на небольшом волнении с высокой скоростью, глиссирующие элементы гидролыж устанавливаются через упругие прокладки, напримеррезиновые, причем прокладки для улучшения их упругих свойств выполнены с продольными открытыми со стороны кормы каналами, либо выполнены из отдельных продольных полос.
