Конструкція передньої частини судна витискувального типу

1. Конструкція передньої частини судна витискувального типу, причому передня частина складається з частини судна перед міткою (2) середини судна і судно має форму корпусу з поперечною симетрією відносно центральної осі (CL) судна і, по суті, звичайну форму носа нижче його розрахункової ватерлінії (Tdwl), при цьому лінія (1) форштевня судна проходить, по суті, назад відносно напрямку довжини судна (у від'ємному напрямку х) від точки (В) переходу біля розрахункової ватерлінії (Tdwl) або безпосередньо над нею і до верхньої точки (С) корпусу, при цьому твірні лінії (10, 20, 30, 40, 50) передньої частини проходять з поперечною симетрією відносно центральної осі (CL), і, починаючи відповідно від перших точок (D1, D2, D3, D4, D5), проходять майже перпендикулярно від центральної осі (CL) і зі збільшенням ширини (у напрямку у) від центральної осі (CL), після чого твірні лінії (10, 20, 30, 40, 50), відповідно, переходять у днище (G1, G2, G3, G4, G5) із заданим радіусом днища, при цьому від днища і аж до других точок (Е1, Е2, Е3, Е4, Е5) твірні лінії (10, 20, 30, 40, 50) нахилені назовні (у напрямку yz), яка відрізняється тим, що в точках (Е1, Е2, Е3, Е4, Е5) нахилена назовні форма твірної лінії закінчується і потім проходить вгору у вигляді зігненої твірної лінії назад до центральної осі (CL) у третіх передніх точках (F1, F2, F3) у вказаному напрямку довжини і продовжується вгору з дуже легкою кривизною у напрямку центральної осі (CL) до третіх задніх точок (F4, F5) у вказаному напрямку довжини з віддаленням від центральної осі (CL), причому лінія (1) форштевня, починаючи від нижньої точки (А) біля базової лінії (3) судна, підіймається і має, 2 (19) 1 3 95070 4 Htdwl/Bwl=0,7 і Lwl/Htdwl=7,5. 10. Конструкція за будь-яким з пп. 3-6, яка відрізняється тим, що для довжини ватерлінії (Lwl) в діапазоні 150-180 м передбачені наступні співвідношення: Bwl/Tdwl=3,5, Lwl/Bwl=5,5, Lwl/Tdwl=20, Htdwl/Bwl=0,55 і Lwl/Htdwl=10,5. 11. Конструкція за будь-яким з пп. 3-6, яка відрізняється тим, що для довжини ватерлінії (Lwl) в діапазоні 180-210 м передбачені наступні співвідношення: Bwl/Tdwl=4, Lwl/Bwl=6, Lwl/Tdwl=22, Htdwl/Bwl=0,45 і Lwl/Htdwl=13,5. 12. Конструкція за будь-яким з пп. 3-6, яка відрізняється тим, що для довжини ватерлінії (Lwl) в діапазоні 210 м і більше передбачені наступні співвідношення: Bwl/Tdwl=5, Lwl/Bwl=10, Lwl/Tdwl=23, Htdwl/Bwl=5 і Lwl/Htdwl=15. Даний винахід стосується нової конструкції передньої частини судна витискувального типу. Зокрема, винахід стосується конструкції, розкритої в обмежувальній частині пункту 1 формули винаходу. З початком видобутку нафти в Північному морі, всі судна, що використовуються в морських операціях, характеризуються тим, що їх стернова рубка і надбудова з обладнанням розташовані безпосередньо за палубою бака і проходять аж до таранної перегородки. Велика вантажна палуба або робоча палуба розташована позаду надбудови і стернової рубки. Таке розташування є спадком перших судів з обслуговування платформ, що використовувались на континентальному шельфі Англії в 1950-х роках, і все ще домінують у наш час. Коли ці судна не використовуються або вичікують погоду (в режимі заднього ходу), то їх звичайно повертають носом проти вітру і хвиль. Як носова конструкція використовується похилий ніс або пряма лінія форштевня до розрахункової ватерлінії і над нею похилий ніс, або ж використовується рішення, що включає бульб і похилий ніс, при цьому бульб може бути утворений у вигляді потовщення в корпусі, звичайно нижче ватерлінії для поліпшення хвильової системи і стійкості. Типовими недоліками вказаних вище звичайних носових форм є те, що вони в дуже великій мірі відбивають хвилі, що набігають, (утворення хвиль спричиняє втрати енергії), на них сильно впливають удари хвиль об борт судна, вони створюють багато бризок і приводять до заливання палуби водою перед надбудовою. Коли ніс з формою цього типу зустрічає хвилі, що набігають, то підводний об'єм (називається далі „переднім об'ємом") дуже швидко збільшується, також швидко збільшується плавучість і сила гальмування стає дуже великою. Ці ефекти посилюються при збільшенні висоти хвиль і підвищенні швидкості судна у напрямку хвиль. Судна з надбудовою і стерновою рубкою, розташованими на палубі відразу після таранної перегородки, і з указаною вище формою носа, є дуже вразливими для пошкоджень під час шторму. Максимальна швидкість у морі для таких суден визначається в основному довжиною ватерлінії, кутами входження передньої частини судна і співвідношенням нахилених назовні твірних ліній у носі, і силою тяги наявних гвинтів. Звичайно максимальна швидкість при спокійному морі складає близько 13-16 вузлів, і при зустрічній хвилі швид кість зменшується на близько 3-5 вузлів. Втрата швидкості при зустрічній хвилі є прямим результатом втрати енергії внаслідок хвиль, які відбиваються, що призводить до сповільнення судна. Як під час руху вперед, зокрема, при зустрічній хвилі, так і під час заднього ходу/вичікування, команда, яка має житлові приміщення попереду, зазнає великі прискорення і гальмування. Такі рухи погіршують якість їх відпочинку, що негативно позначається на продуктивності. Скорочений час відпочинку і важкі робочі умови збільшують небезпеку нещасних випадків і пошкоджень. Для зменшення або усунення вказаних вище недоліків рівня техніки пропонується конструкція, розкрита у відмітній частині пункту 1 формули винаходу. Переважні варіанти виконання винаходу приведені в залежних пунктах формули винаходу. Конструкція передньої частини судна, згідно з винаходом, призначена для витискувальних корпусів в діапазоні швидкостей аж до 24 вузлів, при цьому передня перегородка надбудови переважно розташована спереду середини судна. Нова форма носа в основному призначена для використання в суднах, які використовуються в морських операціях, таких як судна для виконання будівельних робіт, судна для укладання трубопроводів, судна для обслуговування платформ, судна для встановлення якорів, водолазні судна і т.д. Передня частина судна виконується з поперечною симетрією відносно центральної осі (CL) судна. Твірні лінії корпусу збільшуються по ширині від базової лінії (BL). Низ є плоским або має кілюватість і переходить у днище з заданим радіусом днища. Від днища і до заданої висоти твірні лінії трохи нахилені назовні. На рівні палуби бака форма похилої назовні лінії припиняється і проходить вгору у вигляді зігненої лінії зворотно у напрямку центральної осі. Згідно з винаходом, розроблена нова форма передньої частини судна, яка зменшує або усуває негативні ефекти, які мають відомі носові частини звичайної форми. Передня частина судна виконана з більш стрункої ватерлінією, так що занурення переднього об'єму відбувається протягом значного періоду часу, що означає, що судно врізається у хвилю, і хвиля скручується над носом і в бік. Таким чином, сила плавучості розподіляється у часі, а сили гальмування значно зменшуються. Це рішення зменшує відбивання хвиль, усуває удари хвиль об борти і дно судна, зменшує втрати швидкості при зустрічній хвилі на приблизно 1 вузол порівняно зі звичайними носовими формами, і лінія фор 5 штевня має профіль, який призначений для запобігання дуже високому підійманню хвиль. Зменшуються кільове і вертикальне качання за рахунок поліпшеного розподілу внутрішнього об'єму і більш струнких вхідних ліній передньої частини судна. Корпус у прикладі виконання проходить до верхньої палуби. Біля верхньої палуби лінія форштевня переважно згинається вперед з утворенням бар'єра у вигляді бризковідбивача для запобігання попаданню бризок на палубу. Це означає, що утворюється замкнений простір, який проходить до верхньої палуби. Таким чином, хвилі можуть досягати до верхньої палуби під час самих великих хвиль. Нова конструкція передньої частини судна забезпечує наступні переваги: - менші прискорення і гальмування, які забезпечують більш високу середню швидкість у морі, що зменшує потребу в потужності і витрату палива; - зменшення кількості або усунення заливання водою палуби. Модельні випробування, виконані фірмою Marintek/SINTEF у лютому 2005, підтвердили переваги нової конструкції передньої частини судна. Нарівні з указаними вище перевагами, нова конструкція передньої частини судна забезпечує: - низьку ймовірність штормового пошкодження передньої частини судна за рахунок зменшення відбивання хвиль; - усунення можливості штормового пошкодження передньої перегородки в надбудові; - поліпшення робочих умов на борту відносно прискорень і гальмувань, що збільшує безпеку під час навігації і забезпечує більш високу живучість, особливо при зустрічній хвилі; - зменшення шуму і вібрацій внаслідок плавності руху і зменшення ударів хвиль у корпус, що збільшує комфортність і підвищує безпеку з урахуванням ефективного використання часу відпочинку і робочого часу команди; - захист кріпильного обладнання, яке звичайно розташоване на палубі бака; - більш проста і міцна конструкція плит обшивки й елементів жорсткості за рахунок великої частини площі подвійного вигину; - зменшення навантаження на плити обшивки й елементи жорсткості за рахунок виключення розвалу; - плавну передню частину судна аж до місткової палуби, що призводить до зменшення загрози обмерзання; все палубне обладнання, яке звичайно відкрите для вітру, негоди і обмерзання, захищене; - плавну передню частину судна аж до місткової палуби, що забезпечує простіше встановлення обладнання проти обмерзання. Нижче приводиться докладний опис необмежувального варіанту виконання системи, згідно з винаходом, з посиланнями на додані креслення, на яких: Фіг. 1 являє собою профіль лінії форштевня передньої частини судна, на вигляді збоку; Фіг. 2 являє собою частину твірних ліній передньої частини судна, на вигляді спереду; 95070 6 Фіг. 3 являє собою ватерлінію передньої частини судна; Фіг. 4 являє собою вигляд у перспективі корпусу з передньою частиною судна, згідно з винаходом; Фіг. 5 являє собою вигляд у перспективі основної форми корпусу, згідно фіг. 4. Фіг. 6 являє собою інший вигляд у перспективі корпусу, показаного на фіг. 4, збоку. У подальшому описі і формулі винаходу, якщо не вказується інше, всі напрями приводяться з урахуванням перебування судна у тримірній системі координат, де подовжній напрям, напрям ширини і напрям висоти судна відповідають осі х, осі у та осі z, відповідно, системи координат, при цьому вісь х і вісь у орієнтовані в горизонтальній площині, в той час як вісь z орієнтована у вертикальній площині. Крім того, передній напрям судна відповідає позитивному напрямку х. Нова передня частина судна, показана від мітки 2 середнього перерізу судна, має струнку і характерну форму носової частини. На фіг. 1 показана лінія 1 форштевня судна, яка починається біля базової лінії 3 в точці А і потім підіймається зі збільшуваною кривизною з одночасним нахилом уперед в подовжньому напрямку (напрямку х) до точки В трохи над розрахунковою ватерлінією Tdwl. Від точки В лінія 1 форштевня підіймається далі, але вже зі зменшуваною кривизною, і назад (у від'ємному напрямку х), поки не досягне точки С. У точці C лінія форштевня переважно згинається уперед і закінчується у вигляді вершини бризковідбивача 5. Твірні лінії передньої частини судна виконані з поперечною симетрією відносно центральної осі (CL) судна. На фіг. 2 показані твірні лінії 10, 20, 30, 40, 50 корпусу, які починаються в точках D1, D2, D3, D4 і D5 і проходять майже перпендикулярно від центральної осі CL і зі збільшенням ширини (у напрямку у) від центральної осі CL. Твірні лінії 10, 20, 30, 40, 50 потім, відповідно, переходять у днище G1, G2, G3, G4, G5 із заданим радіусом днища. Від днища і аж до точок E1, Е2, ЕЗ, Е4, Е5 твірні лінії 10, 20, 30, 40, 50, відповідно, нахилені назовні і в показаному на фіг. 1 варіанті виконання проходять під кутами а2=11°, а3=19°, а4=38° і а5=30° відносно центральної осі CL. У точках E1, Е2, Е3, Е4, Е5 нахилена назовні форма твірної лінії закінчується і проходить вгору у вигляді зігненої твірної лінії або зворотно до центральної осі CL в точках F1, F2, F3, або далі вгору по дуже плавній кривій у напрямку центральної осі CL в точках F4 і F5. Як показано на фіг. 1, дно судна є плоским у нульовому перетині 7. На фіг. 3 показаний кут ватерлінії/входження в площині ху (у напрямку довжини/ширини), який у показаному на цій фігурі варіанті виконання складає близько 20,3 градусів, а переважно від 16 до 25 градусів відносно центральної осі CL біля розрахункової ватерлінії Tdwl для зменшеної або збільшеної стрункості. На фіг. 4, 5 і 6 показаний варіант виконання передньої частини судна, згідно з винаходом, в різних ізометричних проекціях, переважно забезпеченої бризковідбивачем 5. 7 95070 У приведеній нижче таблиці вказані різні співвідношення між ватерлініями, стрункістю і висотою корпусу для різних діапазонів довжини ватерлінії, при цьому ватерлінія LwI вказана в метрах і при LwI Bwl/Tdwl Lwl/Bwl Lwl/Tdwl Htdwl/Bwl Lwl/Htdwl 60-90 2 3 5 0,5 2 90-120 3 4,5 13 0,8 5,5 заданому осіданні Tdwl, і при цьому ширина BwI корпусу виміряна в нульовому перетині і при заданому осіданні Tdwl. 120-150 3,5 5 17 0,7 7,5 Використання вказаних вище співвідношень для заданих діапазонів довжини LwI ватерлінії приводить до більш струнких вхідних ліній, збільшеної довжини ватерлінії і лише до трохи похилого назовні корпусу або твірних ліній (невеликому розвалу). Скорочення, які використовуються в даній заявці і, зокрема, в приведеній вище таблиці, мають наступні значення: Tdwl: Осадка (біля розрахункової ватерлінії) BwI: Ширина, виміряна при заданій осадці Tdwl, 8 150-180 3,5 5,5 20 0,55 10,5 180-210 4 6 22 0,45 13,5 2105 10 23 5 15 LwI: Довжина ватерлінії, виміряна при заданій осадці Tdwl, іншими словами, загальна довжина навантаженого об'єму Htdwl: висота корпусу, виміряна від Tdwl до верху бризковідбивача. Для показаного і описаного прикладу виконання, можна задати Tdwl=6 м, Lwl=81,1 м, Bwl=18,5 м і Htdwl=14,8 м. Бризковідбивач 5 переважно має вертикальну висоту 1 м, так що висота, виміряна від Tdwl до переходу в бризковідбивач, становить 13,8 м. 9 95070 10 11 95070 12 13 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 95070 Підписне 14 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601