кормовая оконечность транцевого типа с булевыми наделками для однокорпусного надводного быстроходного водоизмещающего судна

Формула изобретения

Кормовая оконечность транцевого типа для однокорпусного надводного быстроходного водоизмещающего судна, отличающаяся тем, что нижняя кромка транца выполнена в виде волнистой линии с максимумом в диаметральной плоскости и двумя минимумами вблизи бортов, расположенными симметрично на расстоянии 0,65-0,75 ширины судна так, что образованные в районе транца були на стопе опущены в воду, причем площадь транца, погруженная в воду, выбирается минимально возможной по конструктивным соображениям, а продольная протяженность булевых наделок составляет 2-3 теоретические шпации так, что на строевой по шпангоутам, начиная с 17-го теоретического шпангоута, наблюдается постепенное уменьшение площади поперечных сечений судна, которое достигает максимума в районе транца и составляет 5-7% от площади мидель-шпангоута, при этом сечения судна по батоксам представляют собой кривые линии, имеющие пологий максимум на транце судна, а искажение формы сечений по батоксам осуществляется на длине, составляющей 2-3 теоретические шпации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования кормовой оконечности транцевого типа однокорпусных быстроходных судов, обеспечивающей снижение сопротивления движению судна при сохранении параметров его остойчивости.

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является надводное однокорпусное водоизмещающее быстроходное судно (Патент РФ RU 2155693). При этом корпус судна-аналога имеет носовой бульб, успокоитель бортовой качки, скуловые кили и вертикальную килевую наделку в корме. Корпус аналога выполнен с наибольшей шириной по конструктивной ватерлинии в корме, при этом самый широкий шпангоут в районе транца имеет внешние участки в виде плавных кривых, которые сопрягаются с линией 20-го теоретического шпангоута в надводной части судна. Форма образующей транца аналога близка к предложенной в изобретении, однако существенно отличается тем, что пересечение ветвей 20-го теоретического шпангоута корпуса с плоскостью действующей ватерлинии происходит на максимальной полушироте судна, в то время как максимальная ширина корпуса изобретения расположена на 11 теоретическом шпангоуте. Следует отметить, что корпус аналога оптимизирован для максимального снижения сопротивления воды движению на больших скоростях хода (числа Фруда 0,35÷0,60) и повышения мореходности. При этом применено существенное, по сравнению с традиционным для судов данного типа, перераспределение объемов корпуса по длине и высоте.

Существенным отличием настоящего изобретения является локальность (3 теоретические шпации) изменения обводов корпуса традиционного типа. При этом сохраняется такое распределение объемов корпуса по длине, которое позволяет рационально разместить полезную нагрузку без увеличения относительного удлинения корпуса.

Кормовая оконечность транцевого типа (фиг.1) для однокорпусного надводного быстроходного водоизмещающего судна формируется так, что нижняя кромка транца (1) выполняется в виде волнистой линии (2) с максимумом в диаметральной плоскости (3) и двумя минимумами вблизи бортов, расположенными симметрично на расстоянии 0,65-0,75 ширины судна. При этом в районе транца образованы Були (4), которые на стопе опущены в воду. Площадь транца, погруженная в воду, выбирается минимально возможной по конструктивным соображениям. Продольная протяженность булевых наделок составляет 2-3 теоретические шпации (5); на строевой по шпангоутам (фиг.2), начиная с 17 теоретического шпангоута, наблюдается постепенное уменьшение площади поперечных сечений судна; максимальное уменьшение достигается в районе транца (1) и составляет 5-7% от площади мидель-шпангоута (6); сечения судна по батоксам представляют собой кривые линии, имеющие пологий максимум на транце судна; искажение формы сечений по батоксам (7) осуществляется на длине, составляющей 2-3 теоретические шпации. Форма сечения в диаметральной плоскости (8) представляет собой горизонтальную, почти прямую линию (фиг.1).

Технический результат реализации изобретения заключается в снижении сопротивления во всем диапазоне скоростей хода.

Изобретение касается вопросов снижения сопротивления движению на различных скоростях хода однокорпусных судов, создаваемых для достижения скоростей полного хода в диапазоне чисел Фруда:

где V - скорость судна, L - длина судна, g - ускорение свободного падения, которые в соответствии с принятой в судостроении терминологией относятся к классу быстроходных водоизмещающих судов.

Снижение сопротивления на промежуточных скоростях хода получено за счет уменьшения составляющей, обусловленной обтеканием погруженной части транца. При анализе составляющих сопротивления быстроходных водоизмещающих судов с транцевой кормой (боевые корабли классов корвет, фрегат, эскадренный миноносец) выявлено направление оптимизации обводов, позволяющих уменьшить указанную выше составляющую сопротивления, при сохранении параметров остойчивости. Модельные испытания в опытовом бассейне показали, что предлагаемая форма кормовой оконечности оказывает благоприятное влияние на сопротивление и при движении с большими (до Fn=0.55) числами Фруда.

Как видно из фиг.3, снижение сопротивления составляет до 6% по сравнению с традиционными обводами транцевого типа (фиг.4), что эквивалентно повышению скорости хода на 2% при фиксированной мощности двигателя. Отмеченное уменьшение сопротивления при относительной скорости хода Fn=0.35-0.55 обусловлено рациональным распределением давления на кормовой оконечности предлагаемого типа.