Глісуюче судно на підводних крилах

Глиссирующее судно на подводных крыльях, содержащее по меньшей мере один корпус с отношением длины к ширине по конструктивной ва терлинии разным L/B=5-7, которое увеличивается по ватерлиниям до L/B=15-20 в районе днища, где L - длина по ватерлиниям, В - ширина по ватерлиниям по меньшей мере по одному носовому и кормовому подводному крылу, хорда которого расположена выше хорды носового крыла, отличающееся тем, что угол между хордами крыльев и прямой, соединяющей центры приложения подъемных сил на носовом и кормовом крыльях проекции на диаметральную плоскость, равен углу глиссирования 2,5°-5°, а площадь крыльев равна площади глиссирующих частей днища. Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано при постройке быстроходных судов, расчитанных на сверхкавитационные скорости Прототип изобретения (см. патент Великобритании № 1196863, дата публикации 1970 г Автор: Марк Хенвилл Саймондс "Улучшение в связях, соотношениях подводных крыльев судна") имеет общие с заявленным объектом элементы: корпус, носовые и кормовые подводные крылья. Корпус угловатых обводов с погруженной транцевой кормой вызывает повышенное волнообразование до выхода на крыльевой режим. К корпусу прикреплены основные глубоко погруженные крылья и дополнительные, изменяющие угол атаки основных. При этом кавитация возникает на скорости до 30 м/с, а дополнительные крылья - это дополнительное сопротивление Задача изобретения: повышение грузоподъемности, мореходности, увеличение автономности плавания, возможность увеличения скорости и сохранения ее в штормовую погоду для судов с динамическими принципами поддержания (ДПП). Глиссирующее судно на подводных крыльях (глиссирующее СПК) содержит корпус с отношением длины к ширине по конструктивной ватерлинии, равным 5-7, которое увеличивается по ватерлиниям до 15-20 в районе днища, вследствие чего по мере роста скорости и увеличения подъемной силы происходит переход на более узкие ватерлинии, уменьшается смоченная поверхность и волнообразование и, соответственно, уменьшается сопротивление трения и волновое сопротивление. К корпусу прикреплены носовое и кормовое подводное крыло. Хорда кормового крыла расположена выше хорды носового так, что угол между хордами крыльев и прямой, соединяющей центры приложения подъемных сил на крыльях в проекции на диаметральную плоскость равен оптимальному углу атаки для глиссирования 2,5°-5°, а площадь крыльев равна площади глиссирующих частей днища традиционного глиссирующего судна. Вследствие такого расположения крыльев при движении и подъеме судна, коэффициент подъемной силы, зависящий от относительного погружения кормового крыла уменьшается быстрее, чем коэффициент носового крыла, что способствует увеличению угла атаки пропорционально скорости судна. При достижении скорости, способствующей началу кавитации, угол атаки стабилизируется на оптимальные 2,5°-50, корпус и верхняя часть крыльев выходят из воды, т.е. исчезают условия для возникновения кавитации. Судно переходит на режим глиссирования, возможен дальнейший рост скорости. Узкие ватерлинии в нижней части корпуса, острые носовые и крыльевые образования обеспечивают безударный вход в волну и позволяют сохранять высокую скорость в штормовую погоду. В табл. 1 показаны данные для расчета подъемной силы судна водоизмещением 650 тонн где: V - скорость судна в м/с; d - угол атаки; h - погружение крыльев в метрах: Ь1 - относительное погружение крыльев; Су - коэффициент подъемной силы; S - несущая поверхность в м 2 ; Y- подъемная сила в тоннах; jy -сумма подъемных сил В табл. 2 данные для расчета потребной мощности: Q - смоченная поверхность в м 2 ; R (21)93005202 (22)14.01.1993 см О ю см о> 12507 сопротивление в кГ; L/B - отношение длины к ширине В по ватерлиниям; N - потребная мощность в л.с; Fr - число Фруда (относительная скорость); L длина по ватерлиниям; В - ширина по ватерлиниям; RTp. - сопротивление трения; ReOnH. - волновое сопротивление; RB4. - сопротивление выступающих частей; R Возд- - сопротивление воздуха; Ry динамическое сопротивление; £R - сопротивление полное. На графических фигурах изображены фиг. 1 проекция на диаметральную плоскость; фиг. 2 вид на подводную днищевую часть; фиг. 3 - вид на корму и нос судна. Устройство применимо к однокорпусным и многокорпусным судам. Подводная часть корпуса 1 (фиг. 1, 2, 3) имеет характерные для быстроходного водоизмещающего судна обтекаемые обводы с развалом бортов (фиг. 3), обеспечивающим переход от L/B=5-7 по конструктивной ватерлинии (КВЛ) 2 до L/B=15-20 по днищевой ватерлинии 3. К корпусу прикреплены носовое подводное крыло 4 и кормовое 5 с таким расчетом, чтобы угол 6 (фиг. 1) между хордами 7, 8 крыльев 4, 5 и прямой 9, соединяющей центры приложения подъемных сил 10, 11 на носовом крыле 4 и кормовом 5 был ра вен оптимальному углу атаки для глиссирования 2,5°-5°. Площадь крыльев 4, 5 должна быть достаточной, чтобы вывести на глиссирование судно заданного водоизмещения при скорости близкой к началу кавитации. Судно водоизмещением 650 тонн, согласно табл. 1, 2 при скорости до 5 м/с Fr=0,2 идет практически в водоизмещающем режиме и потребляет сравнительно небольшую мощность 436 л.с. При увеличении скорости, соответственно, подъемной силы и подъема корпуса относительно воды, уменьшается смоченная поверхность, происходит переход на более узкие ватерлинии L/B=12, L/B=17 и т.д. Одновременно увеличивается ходовой дифферент, т е угол атаки а=0,3°, а=1,5° и т.д., так как относительное погружение, соответственно, коэффициент подъемной силы на кормовом крыле 5 меньше, чем на носовом 4. При достижении скорости 25-30 м/с п'=1,2 корпус 1 и верхняя часть крыльев 4, 5 полностью выходят из воды, т.е. исчезают условия для возникновения кавитации Угол атаки становится равным углу 6, т.е. 2,5° (чем меньше судно, тем больше этот угол). Судно переходит на режим глиссирования. Таблица 1 V 5 10 20 30 50 Носовое крыло а 0,3° 1,5° К 4 3,4 12 , Су 02 , 0,4 0,34 0,12 L 0,2 01 , 0,05 0,05 2,5° Кормовое крыло S У 38 153 306 325 350 150 150 150 142 55 /Г 22 , 15 , 06 , 0,28 0,2 0,08 £у S 130 130 130 120 45 Су 0,17 0,17 0,08 0,05 0,05 У 30 110 228 275 290 68 263 534 600 640 Таблица 2 V Носовое крыло Q 5 10 20 30 50 R 330 330 320 150 55 1056 3820 13448 13426 14446 Кормовое крыло П 250 250 250 130 45 R 862 3103 11244 11934 12278 Корпус п 450 330 100 Ry RTP LB / "волн RBH 1120 3000 3500 6 12 17 700 3000 2000 128 474 56 251 1672 3087 6122 1155 2868 8437 IR 1377 14000 26200 28000 3922 15024 33019 57515 69283 N Fr Квозвд 436 0 2 , 3340 0,4 14675 0 9 , 38340 1 2 , 77000 12507 Фиг. 1 і v 5 v" ' . 1 f ——--,. \ 3 — "^"""^ — — * • Фиг. 2 I г Фиг. 3 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв, Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 Підписано до, друку /У? г?/~2001 р. Формат 60x84 1/8. Обсяг Os 3 ^обл.-вид.арк. Тираж 50 прим. Зам &6 УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 v