Быстроходное судно

 

Использование: изобретение относится к судостроению, касается проектирования гидродинамического комплекса быстроходного судна. Сущность изобретения:быстроходное судно содержит корпус с острыми скулами и носовое подводное крыло, имеющее бортовые и днищевые ветви с различными углами килеватости, стартовые элементы, причем последние и ветви носового подводного крыла выполнены смыкающимися своими торцами друг с другом в диаметральной плоскости под корпусом судна, образуя единую несущую поверхность, при этом ее профили, а также профили стоек и стартовых элементов выполнены с тупой задней кромкой, а корпус судна выполнен с транцем, угол килеватости кормовой части корпуса на котором равен не менее 10^o. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к судостроению и касается проектирования гидродинамического комплекса быстроходного судна.

Известно быстроходное судно, содержащее корпус с острыми скулами и носовое подводное крыло, имеющее бортовые и днищевые ветви с различными углами килеватости, стартовые элементы, причем последние и ветви носового подводного крыла связаны с корпусом посредством стоек (GB, патент N 1295977, кл. B 63 B 1/24, 1972).

Однако оно обладает низким гидродинамическим качеством и мореходностью.

Технический результат от внедрения изобретения состоит в повышении гидродинамического качества и мореходности судна.

Этот технический результат состоит в том, что быстроходное судно содержит корпус с острыми скулами и носовое подводное крыло, имеющее бортовые и днищевые ветви с различными углами килеватости, стартовые элементы, причем последние и ветви носового подводного крыла связаны с корпусом посредством стоек, днищевые ветви носового подводного крыла выполнены смыкающимися своими торцами друг с другом в диаметральной плоскости под корпусом судна, образуя единую несущую поверхность, при этом ее профили, а также профили стоек и стартовых элементов выполнены с тупой задней кромкой, корпус судна выполнен с транцем, угол килеватости кормовой части корпуса на котором равен не менее 10^o.

Кроме того, стартовые элементы, а также все ветви крыла выполнены с интерцептором, расположенным за их тупой задней кромкой.

На фиг. 1 показано быстроходное судно, вид сбоку; на фиг. 2 вид спереди и сзади на полукорпуса судна; на фиг. 3 поперечное сечение стартовых элементов и ветвей подводного крыла.

Килеватый глиссирующий корпус 1 быстроходного судна имеет носовое крыло 2. Крыло 2 имеет пересекающие воду бортовые 3 и килеватые днищевые 4 ветви, стартовые элементы 5 и связывающие несущие и стартовые элементы стойки 6. Профили 7 несущих 3, 4, стартовых 5 элементов и стоек 6 имеют тупую заднюю кромку 8 и снабжены интерцепторами 9 (фиг. 3).

Профили 7 стартовых элементов 5 и стоек 6 имеют тупые задние кромки, а корпус 1 судна выполнен с острыми скулами и имеет угол килеватости на транце не менее 10^o.

Быстроходное судно эксплуатируется следующим образом.

При наборе судном скорости на подводном крыле 2 возникает гидродинамическая подъемная сила, благодаря которой носовая часть корпуса 1 приподнимается из воды, в результате снижаются гидродинамическое сопротивление корпуса 1 и воспринимаемые им волновые возбуждения.

При расчетных скоростях хода за крылом образуется волновая впадина 10, в область которой попадает кормовая оконечность корпуса судна. В результате этого площадь смоченной поверхности становится меньше, снижаются потери на трение. Кроме того, повышаются поперечная устойчивость и курсовая устойчивость судна.

Такое взаимодействие гидродинамического следа крыла 2 с корпусом 1 судна способствует обеспечению внутреннего крена на циркуляции и снижение перегрузок при движении на волнении.

Умеренная килеватость днищевых ветвей крыла 2 обеспечивает отсутствие опрокидывающих моментов при движении с дрейфом на малых погружениях крыла 2, предотвращает его выскакивание и "плоский удар" при движении на волнении.

Образующаяся за тупой задней кромкой элементов крыльевого устройства отрывная зона вентилируется атмосферным воздухом, поступающим по пересекающим свободную поверхность элементам крыльевого устройства.

Естественная вентиляция позволяет повысить гидродинамическое качество крыла 2 при значительных относительных толщинах c/b, где c - максимальная толщина профиля, b его хорда. Применение профилей с большой относительной толщиной ( 10%) позволяет увеличить удлинение крыла и расстояние между стойками, минимизировать количество последних при обеспечении прочности и ресурса крыла. Указанные обстоятельства приводят к повышению гидродинамического качества.

Применение вентилируемых профилей упрощает регулирование в случае необходимости подъемной силы крыла за счет установки на задней кромке интерцепторов 9. Так как на вентилируемых профилях большая часть подъемной силы создается за счет подпора на нагнетающей (нижней) поверхности, устраняется опасность скачкообразного падения несущей способности крыла 2 при развитии кавитации засасывающей поверхности с последующим прорывом в паровую каверну атмосферного воздуха. Это позволяет повысить скорость устойчивого хода на крыльях и на тихой воде, и на волнении, так как причиной развития кавитации являются уменьшение числа кавитации потока и увеличение эффективности угла атаки крыла, обусловленное появлением волновых скосов.

Работоспособность и преимущества предлагаемого решения подтверждены экспериментально при испытаниях буксируемых и самоходных моделей.

Использование изобретения позволяет повысить скоростные характеристики, экономичность, мореходность и безопасность эксплуатации быстроходных катеров.

Формула изобретения

1. Быстроходное судно, содержащее корпус с острыми скулами и носовое подводное крыло, имеющее бортовые и днищевые ветви с различными углами килеватости и стартовые элементы, причем последние и ветви носового подводного крыла связаны с корпусом посредством стоек, отличающееся тем, что днищевые ветви носового подводного крыла выполнены смыкающимися своими торцами друг с другом в диаметральной плоскости под корпусом судна, образуя единую несущую поверхность, при этом ее профили, а также профили стоек и стартовых элементов выполнены с тупой задней кромкой, а корпус судна выполнен с транцем, угол килеватости кормовой части корпуса на котором равен не менее 10^o.

2. Судно по п.1, отличающееся тем, что стартовые элементы, а также все ветви крыла выполнены с интерцептором, расположенным за их тупой задней кромкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3