Судно з повітряним прошарком під днищем

Реферат: Судно із повітряним прошарком під днищем містить під днищем відкриту знизу порожнину, обмежену по периметру конструктивними елементами, пневматично сполучену із джерелом повітря підвищеного тиску. Під днищем закріплені поздовжніми кромками півтруби, внутрішня порожнина яких з'єднана з джерелом повітря підвищеного тиску, які мають бокові повітряні отвори, та створюють на днищі не менше одного замкнутого контуру. UA 92342 U (54) СУДНО З ПОВІТРЯНИМ ПРОШАРКОМ ПІД ДНИЩЕМ UA 92342 U UA 92342 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до суднобудування і може бути використана до конструкції корпусів водотоннажних суден зі зменшеним опором руху. Відоме судно водотоннажного типу з повітряним прошарком, описане у патенті Російської Федерації № 2172270, опублікованому 20.08.2001 року, індекс МПК В63В 1/38, по якому судно водотоннажного типу з повітряним прошарком під днищем містить корпус, у днищі якого утворена порожнина, поєднана з джерелом стиснутого повітря й обмежена бортовими скегами з водообмежувальними крайками і кормовим замикаючим елементом зводу днища, розташованим між скегами, причому в порожнині встановлений щонайменше один поперечний редан, нижня крайка якого не виходить за межі водообмежувальних крайок бортових скегів, а місце перетинання водообмежувальних крайок розташовано на діаметральній площині судна в носовій його частині, причому водообмежувальна крайка кожного скега розташована по лінії 6 кожного з nі елементарних ділянок, що апроксимуються, де 1< nі  10 , що утворюють з діаметральною площиною кут α, вибраний у межах 0° αi 90°, при цьому довжина L1 водообмежувальної крайки по кожному бортовому скегу від місця їхнього перетинання в носовій частині стосовно максимальної довжини L2 вибрана в межах 0,2L1/L2 < 1,0, а елементарні ділянки водообмежувальних крайок, що апроксимовані, утворені площинами, розташованими в зонах контактів з водою і повітряною порожниною, утворюють на кожній і-м елементарній ділянці кут β i, вибраний у межах 30°  β  170°, причому перетинання водообмежувальних крайок не виходить за місце переходу лінії кола у форштевень. Водообмежувальна крайка кожного скега утворює з діаметральною площиною кут α i, що поступово зменшується в напрямку від перетинання водообмежувальних крайок у носовій частині судна до кормової його частини. Бортові скеги виконано у вигляді жорстко встановлених на днищі похилих виступів з кутом нахилу Y і до днища в перетинах, перпендикулярних крайці, що вибирається в межах 0° < Yi  90°. Виступи являють собою пластини. Недоліками відомої конструкції є те, що повітряний прошарок створюється або в порожнині основної корпусної конструкції, що ускладнює виготовлення корпусу судна, або огороджене листовим матеріалом, при якому не враховується плавний перехід до основного корпусу у кормі, що підвищує опір руху, та має недостатню міцність, при цьому повітря подається через кілька одиночних вертикальних каналів у днищі і на ходу судна струмені повітря створюють турбулентний потік Найбільш близькою по суті, є конструкція по патенту України №46362, опублікованому 15.05.2002 року, індекси МПК B60V 1/04, В63В 1/38, в якому описане судно із повітряним прошарком під днищем, що містить під останнім виїмку, обмежену по периметру елементами його конструкції і пневматично сполучену із джерелом повітря підвищеного тиску, причому виїмку для повітряного прошарку виконують двома додатковими боковими кілями, вигнутими у горизонтальній площині подібно бортам і герметично з'єднаними із ними та між собою носовими і кормовими кінцями. Додаткові бокові кілі по висоті виконують більшими ніж величина стиснення повітря у виїмці тиском стовпа води, визначуваного осадженням судна. З'єднані кінці додаткових бокових кілів виконують як продовження його форштевня та ахтерштевня. Додаткові бокові кілі виконують як продовження його бортів, а днище сполучають із бортами без скулових скруглень. На днищі змонтовані датчики, які сполучені із джерелом повітря підвищеного тиску і автоматично включають його, коли вода у виїмці досягає днища, і виключають, коли вода витіснена повітрям із виїмки. Загальними суттєвими ознаками є те, що судно із повітряним прошарком під днищем містить під днищем відкриту знизу порожнину, обмежену по периметру конструктивними елементами, пневматично сполучену із джерелом повітря підвищеного тиску, з можливістю періодичного поповнення повітря. Недоліками відомої конструкції є те, що підводна частина корпусу судна виконана гостроскулою, що підвищуєопір руху, та є втрати повітря при розвертанні, боковий течії та навіть від потоку води при русі оскільки межа турбулентного потоку води, що огинає корпус судна, приходиться якраз на гострі скули. Задачею корисної моделі є створення судна зі зменшеним опором руху, простої за виготовленням конструкції, в якій зменшені турбулентні потоки також і по границям контуру повітряного прошарку, та елементи контуру конструктивно забезпечують достатню міцність при навалі судна на перешкоду. 1 UA 92342 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача корисної моделі вирішується тим, що судно із повітряним прошарком під днищем містить під днищем відкриту знизу порожнину, обмежену по периметру конструктивними елементами, пневматично сполучену із джерелом повітря підвищеного тиску, з можливістю періодичного поповнення повітря, згідно з корисною моделлю, під днищем закріплені поздовжніми кромками півтруби внутрішня порожнина яких з'єднана з джерелом повітря підвищеного тиску, які мають бокові повітряні отвори, та створюють на днищі не менше одного замкнутого контуру, що обмежує відкриту знизу порожнину повітряного прошарку. Згідно з корисною моделлю, зовнішній контур порожнини повітряного прошарку охоплює частину днища від 50 до 95 відсотків відносно ширини корпуса, та від 50 до 90 відсотків відносно довжини корпуса судна. Згідно з корисною моделлю, півтрубами обмежено два симетричних контури з розділенням по діаметральній площині судна, напівтруби мають сполучені між собою внутрішні порожнини. Згідно з корисною моделлю, отвори, для можливості розподілення стисненого повітря, виконані тільки в напівтрубі, що розташована у діаметральній площині судна. Згідно з корисною моделлю, носова та кормова ділянки порожнини повітряного прошарку обмежена частинами контуру виконаними в площині днища по радіусу, або лекальній кривій. Згідно з корисною моделлю, в носовій частині на віддаленій від днища частині перерізу напівтруби встановлений відбійний щиток, з можливістю відхилення потоку води ззовні від порожнини під гострим кутом вниз, а на кормовій частині напівтруби встановлений щиток розташований під гострим кутом до днища за межами контуру, що обмежує порожнину повітряного прошарку. Згідно з корисною моделлю, носовій частині встановлений щиток розташований під гострим кутом та вигнутий з плавним переходом до днища за межами контуру, що обмежує порожнину повітряного прошарку. Те, що під днищем закріплені поздовжніми кромками напівтруби, внутрішня порожнина яких з'єднана з джерелом повітря підвищеного тиску, які мають бокові повітряні розподільчі отвори, та створюють на днищі не менше одного замкнутого контуру, що обмежує відкриту знизу порожнину повітряного прошарку, дозволяє створити судно зі зменшеним опором руху, завдяки простої за виготовленням конструкції, в який зменшені турбулентні потоки, також і по границям контуру повітряного прошарку, та елементи контуру конструктивно забезпечують достатню міцність при навалі судна на перешкоду. На фіг. 1 зображений головний вид на судно з повітряним прошарком під днищем; На фіг. 2 зображений вид А, вид знизу на судно з повітряним прошарком під днищем; На фіг. 3 зображений поперечний переріз корпусу судна Б-Б; На фіг. 4 зображений виносний елемент В, кормова частина судна; На фіг. 5 зображений виносний елемент Г, носова частина судна; На фіг. 6 зображений виносний елемент Д; На фіг. 7 зображений виносний елемент Е; На фіг. 8 зображений переріз Ж-Ж; На фіг. 9 зображений переріз И-И; На фіг. 10 зображений вид К, вид знизу на носову частину днища судна; На фіг. 11 зображений переріз Л-Л. Судно 1 із повітряним прошарком 2 під днищем 3, містить під днищем 3 закріплені на днищі поздовжніми кромками напівтруби 4, 5, та 6 сполучені між собою внутрішніми порожнинами, які з'єднані з джерелом повітря підвищеного тиску 7 (компресор умовно не показаний, так як це зрозуміло фахівцям, та не є предметом захисту), та мають бокові повітряні розподільчі отвори 8 в напрямку повітряного прошарку. Напівтруби технологічно можуть бути, як розрізаними поздовжньо трубами, так і гнутим з сталевого листа С-подібним профілем. Напівтруби 4 та 5 створюють на днищі 3, найбільш оптимально, два симетричних замкнутих контури, які розділенні по діаметральній площині судна напівтрубою 6, що обмежують відкриті знизу порожнини 9 та 10 повітряного прошарку 2, та зменшує втрати повітря при крені судна. В представленому випадку ці порожнини повітряного прошарку разом охоплюють зовнішнім контуром частину днища 70 відсотків, відносноширини корпуса, та 77 відсотків відносно довжини. Для невеликих суден отвори, для можливості подачі стисненого повітря, виконані тільки в півтрубі 6, що розташована у діаметральній площині судна 1, але напівтруби усього контуру заповнені повітрям, що забезпечує компенсацію маси напівтруб та зменшує коливання тиску повітря в повітряному прошарку. Носова та кормова ділянки порожнини повітряного прошарку обмежені частинами контуру з півтруб 11 та 12 виконаними в площині днища по радіусу, або лекальній кривій, в залежності від 2 UA 92342 U 5 10 15 обводів основного корпусу судна 1, що забезпечує додаткове зменшення опору переміщення судна від елементів контуру які виступають за межі днища 3. З метою додаткового зменшення опору руху за рахунок зменшення турбулізації потоку води під днищем в носовій частині на віддаленій від днища частині перерізу напівтруби встановлений відбійний щиток 13, з можливістю відхилення потоку води ззовні від порожнини під гострим кутом вниз, а на кормовій частині півтруби 12 встановлений щиток 14 вигнутий з плавним переходом до днища 3 за межами контуру, що обмежує порожнину повітряного прошарку. Також в носовій частині на віддаленій від днища частині перерізу вигнутої в площині днища напівтруби 11 встановлений щиток 15 вигнутий з плавним переходом до днища 3 за межами контуру, що обмежує порожнину повітряного прошарку, що забезпечує додаткову міцність та зменшення опору руху. В експлуатації, перед початком руху нагнітається повітря під днище судна 1 та повітряний прошарок 2 періодично поповнюється. При переміщенні судна вода не досягає до поверхні днища загладжується турбулентний потік на границі площини повітряного прошарку, тиск в якому залежить від осадки судна. Найбільш ефективною представлена конструкція є для тихохідних суден та барж, швидкість руху яких не перевищує 8 вузлів, так як на таких швидкостях основним опором руху судна є опір тертя води по обшивці, яке суттєво зменшено на площі повітряного прошарку, що дозволяє на 10-15 відсотків зменшити опір переміщенню судна та зменшити витрати пального. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 45 1. Судно із повітряним прошарком під днищем, що містить під днищем відкриту знизу порожнину, обмежену по периметру конструктивними елементами, пневматично сполучену із джерелом повітря підвищеного тиску, з можливістю періодичного поповнення повітря, яке відрізняється тим, що під днищем закріплені поздовжніми кромками напівтрупи, внутрішня порожнина яких з'єднана з джерелом повітря підвищеного тиску, які мають бокові повітряні отвори, та створюють на днищі не менше одного замкнутого контуру, що обмежує відкриту знизу порожнину повітряного прошарку. 2. Судно за п. 1, яке відрізняється тим, що зовнішній контур порожнини повітряного прошарку охоплює частину днища від 50 до 95 відсотків, відносно ширини корпуса, та від 50 до 90 відсотків відносно довжини корпуса судна. 3. Судно за п. 1, яке відрізняється тим, що напівтрубами обмежено два симетричних контури з розділенням по діаметральній площині судна, півтруби мають сполучені між собою внутрішні порожнини. 4. Судно за п. 3, яке відрізняється тим, що отвори, для можливості розподілення стисненого повітря, виконані тільки в напівтрубі, що розташована у діаметральній площині судна. 5. Судно за п. 1, яке відрізняється тим, що носова та кормова ділянки порожнини повітряного прошарку обмежені частинами контуру виконаними в площині днища по радіусу, або лекальній кривій. 6. Судно за п. 5, яке відрізняється тим, що в носовій частині на віддаленій від днища частині перерізу напівтруби встановлений відбійний щиток, з можливістю відхилення потоку води ззовні від порожнини під гострим кутом вниз, а на кормовій частині напівтруби встановлений щиток, розташований під гострим кутом до днища за межами контуру, що обмежує порожнину повітряного прошарку. 7. Судно за п. 6, яке відрізняється тим, що в носовій частині встановлений щиток, розташований під гострим кутом та вигнутий з плавним переходом до днища за межами контуру, що обмежує порожнину повітряного прошарку. 3 UA 92342 U 4 UA 92342 U 5 UA 92342 U 6 UA 92342 U 7 UA 92342 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8