Судно на повітряній подушці

1. Судно на повітряній подушці, що містить понтон, надбудову з нагнітальними установками і бортові секції жорсткого ресивера з гнучким огородженням, причому понтон має вбудований ресивер, зверху обмежений палубою понтона, знизу - додатковою проміжною платформою, з бортів - подовжніми перебірками з прорізами для проходження повітря, а з носа і корми непроникними поперечними перебірками, що мають у плані вигляд ламаної лінії і що примикають до бортів плоскими ділянками, розташованими відносно відповідного борту понтона під гострим кутом, вимірюваним у горизонтальній площині з боку вбудованого ресивера, а зовнішня обшивка кожної бортової секції жорсткого ресивера має нахилені під гострим кутом до основної площини судна, вимірюваним з боку його внутрішньої порожнини, бортову ділянку і рівнобіжну основній площині судна палубну ділянку, що прилягає до C2 2 UA 1 3 надбудови повітряприйомние отвору з встановленими в них спеціальними фільтрами для очищення повітря, що надходить у ГТД. Недоліком конструкції цього СПП є те, що отвори повітроприймальної системи (ППС) ГТД завжди знаходяться в хмарі водяних бризок або пилу, що утвориться навколо СВП при його русі на ПП над водою або сушею. Це, незважаючи на наявність на СПП спеціальних повітроочисних пристроїв, знижує ступінь очищення повітря, підвищує імовірність відмови ГТД, а разом з цим знижує надійність і безпеку експлуатації усього СПП. Відомі французьке пасажирське СПП "Нэвиплан N300" ([2], стор. 173) і радянські СПП [3], [4], забір повітря для ГТД яких здійснюється з камери, розташованої в корпусі СПП у безпосередній близькості від його НУ, з наступним очищенням його за допомогою спеціальних фільтрів. На відміну від попереднього СПП, конструкція цих СПП передбачає додатковий ступінь очищення від вологи і пилу повітря, що надходить у його ГТД, функцію якого виконує сама НУ. Однак, конструкції і цих СПП не забезпечують достатнього ступеня очищення повітря, що надходить у їх ГТД, унаслідок чого також зберігається висока імовірність відмови ГТД, а разом з цим і низька надійність і безпека експлуатації усього СПП. Найбільш близьким по конструкції до запропонованого є СПП, що містить понтон, надбудову з НУ і бортові секції ЖР із ГО. При цьому, понтон постачений убудованим ресивером (УР), обмеженим: зверху - палубою понтона, знизу - додатковою проміжною платформою, з бортів подовжніми перебірками, постаченими прорізами для проходу повітря, а з носа і корми непроникними поперечними перебірками, що мають у плані вид ламаної лінії з пов'язаними з бортуми ділянками, спрямованими стосовно відповідних бортових подовжніх перебирань понтона під гострим кутом, виміряним у горизонтальній площині, з боку внутрішнього порожнинау УР. А зовнішня обшивка кожної секції ЖР постачена нахиленими під гострим кутом до основної площини (ОП) СПП бортовою ділянкою і рівнобіжною ОП СПП палубною ділянкою, що прилягае до відповідного борту надбудови СПП [5]. Конструкція даного СПП дозволяє істотно підвищити його надійність і безпеку експлуатації, тому що, завдяки цій конструкції: - забезпечується автоматичне вирівнювання тиску повітря в ресиверах обох бортів СПП при можливій роботі його НУ на різних оборотах або при аварійному відмовленні НУ одного борту, що сприяє підвищенню остійності СПП у режимі його руху на ПП; - підвищується ефективність внутрішнього контуру ГО СПП за рахунок зниження гідравлічних утрат при його наддуванні, що також сприяє підвищенню остійності СПП у режимі його руху на ПП; - підвищується пожежо- і вибухобезпека СПП за рахунок створення між його вантажною палубою і днищевими паливними цистернами, у 82399 4 випадку їхнього розташування під УР, добре вентильованого простору. Однак, конструкція даного СПП не забезпечує достатньої надійності і безпеки експлуатації, тому що вона не має більш ефективної, у порівнянні з приведеними вище, системи очищення від вологи і пилу повітря, що надходить у його головні двигуни (ГД). Метою винаходу є подальше підвищення надійності і безпеки експлуатації СПП. Поставлена мета досягається тим, що в конструкцію СПП, що містить понтон, надбудову з НУ і бортові секції ЖР із ГО, у якій понтон постачений УР, обмеженим: зверху - палубою понтона, знизу додатковою проміжною платформою, з бортів - подовжніми перебірками, постаченими прорізами для проходу повітря, а з носа і корми - непроникними поперечними перебірками, що мають у плані вид ламаної лінії с пов'язаними з бортуми плоскими ділянками, розташованими відносно відповідного борту понтона під гострим кутом, виміряним у горизонтальній площині, з боку УР, а зовнішнє обшивка кожної бортової секції ЖР постачені нахиленими під гострим кутом до ОП СПП, виміряним у вертикальній площині, з боку його внутрішнього порожнинау, бортовою ділянкою і рівнобіжним ОП СПП палубною ділянкою, що притикається до відповідного борту надбудови, уведена нова сукупність істотних відмітних ознак. Нова сукупність істотних відмітних ознак запропонованої конструкції СПП полягає в тому, що бортові ділянки зовнішнього обшивка бортових секцій ЖР нахилені до ОП СПП під виміряним у вертикальній площині кутом, рівним: не більш 60°, палубні ділянки бортових секцій ЖР притикаються до відповідних бортових стінок надбудови вище рівня палуби понтона, а далі в корму, по довжині СПП, за УР понтона в надбудові уздовж її бортів розташовані приміщення пиловодовідділников (ПВВ) ППС ГД СПП, вхідні отвори яких виконані в бортових стінках надбудови в проміжку, по висоті, між палубою понтона і лінією прилагання до них палубних ділянок бортових секцій ЖР. При цьому, відстань (А) уздовж СПП між кормовою поперечною перебіркою приміщення ПВВ ППС кожного ГД СПП і місцем прилагання до відповідного проникного бортового подовжнього перебірка УР відповідної бортової плоскої ділянки його кормового непроникного поперечного перебірка і кут нахилу (a) цієї бортової плоскої ділянки кормового непроникного поперечного перебірка до відповідного проникного бортового подовжнього перебірка УР, виміряний у горизонтальній площині, з боку його внутрішнього порожнинау, знаходяться між собою в наступній залежності: A×tga>2В, де В - ширина бортової секції ЖР на рівні палуби понтона СПП. Завдяки зазначеній вище сукупності істотних відмітних ознак, зазапропонована конструкція СПП, що має властиві прототипу якостяі, позв'язані з повітрярозподілом у процесі наддування ПП і спрямовані на підвищення його надійності і безпеки експлуатації, набуває також і додаткові якості, спрямовані на досягнення підвищення ступеня очищення від вологи і пилу 5 повітря, що надходить у ППС його ГД. При цьому, частина конструктивних ознак, як це показано нижче, що забезпечують оптимальний повітрярозподіл в процесі наддування ПП, завдяки введенню в конструкцію запропонованого СПП зазначених вище істотних відмітних ознак, активно використовуються також і для очищення від вологи і пилу повітря, що надходить у ППС ГД СПП. Завдяки тому, що УР понтона запропонованого СПП із носа і корми обмежений непроникними поперечними перебірками, що мають у плані вид ламаної лінії з пов'язаними з бортуми плоскими ділянками, розташованими стосовно відповідного борту понтона під гострим кутом, виміряним у горизонтальній площині з боку УР, забезпечується другий ступінь, якщо проходження через НУ СПП вважати першим ступенем, очищення від вологи і пилу повітря, що надходить у приміщення ПВВ ППС ГД СПП. Це сприяє підвищенню надійності і безпеки експлуатації тому, що бортові ділянки зовнішнього Завдяки зазапропонованого СПП. обшивка бортових секцій ЖР запропонованого СПП нахилені до ОП під виміряним у вертикальній площині кутом, рівним: не більш 60°, забезпечується підвищення якості третього ступеня очищення від вологи і пилу повітря, що надходить у приміщення ПВВ ППС ГД СПП. Це також сприяє підвищенню надійності і безпеки експлуатації запропонованого СПП. Завдяки тому, що палубні ділянки бортових секцій ЖР запропонованого СПП притикаються до відповідних бортових ділянок надбудови вище рівня палуби понтона, а далі в корму, по довжині СПП, за УР понтона в надбудові уздовж її бортів розташовані приміщення ПВВ ППС ГД СПП, вхідні отвори яких виконані в бортових стінках надбудови в проміжку по висоті між палубою понтона і лінією прилагання до неї палубних ділянок бортових секцій ЖР, забезпечується забір у ППС ГД СПП із його ЖР саме того повітря, що вже пройшов попередньо, як це показано вище, три ступеня зчищення від вологи і пилу. Це також сприяє підвищенню надійності і безпеки експлуатації запропонованого СПП. Завдяки тому, що відстань (А) уздовж СПП між кормовим поперечним перебіркам приміщення ПВВ ППС кожного ГД запропонованого СПП і місцем прилагання до відповідного проникного бортового подовжнього перебірка УР відповідної бортової плоскої ділянки його кормового непроникного поперечного перебірка і кут нахилу (a) цієї бортової плоскої ділянки кормового непроникного поперечного перебірка до відповідного проникного бортового подовжнього перебірка УР, виміряний у горизонтальній площині, з боку його внутрішнього порожнинау, знаходяться між собою в наступній залежності: A×tga>2В, де В - ширина бортової секції ЖР, виміряна на рівні палуби понтона СПП, забезпечується максимальна імовірність влучення в приміщення ПВВ ППС ГД СПП найбільш очищеного в результаті проходження другого ступеня очищення від вологи і пилу повітря. Очевидно, що найбільш очищеним після проходження другого ступеня очищення від вологи 82399 6 і пилу шаром повітря варто вважати шар повітря, що безпосередньо примикає, у процесі свого руху з УР понтона в ЖР СПП до бортової плоскої ділянки кормового непроникного поперечного перебірка УР, як шар повітря, що зазнав, у результаті взаємодії з зазначеною ділянкою кормового непроникного поперечного перебірка ВР, найбільш різкої зміни напрямку свого руху. Дійсно, тільки при зазначеному вище співвідношенні розглянутих параметрів конструкції запропонованого СПП (див. Фіг.6) шар повітря, що безпосередньо примикає у процесі свого руху з УР понтона в ЖР СПП до бортової плоскої ділянки кормового непроникного поперечного перебірка УР, відбивається, відповідно до відомого закону механіки про рівність кутів падіння і відображення, від бортової ділянки зовнішнього обшивка ЖР, попадає в створ між носовими і кормовим поперечними перебірками приміщення ПВВ і, пройшовши через вхідні отвори в його бортових стінках, влучає у ППС ГД СПП. Це сприяє підвищенню ступеня зчищення від вологи і пилу повітря, що надходить у ППС ГД, і, за рахунок цього, підвищенню надійності і безпеки експлуатації запропонованого СПП. Конструкція зазапропонованого СПП проілюстрована кресленнями, де зображено: Фіг.1 - фрагмент подовжнього вертикального розрізу кормової частини корпуса СПП по осі вала його ГД, А-А (див. Фіг.2); Фіг.2 - фрагмент подовжнього горизонтального східчастого розрізу кормової частини лівого борту корпуса СПП, Б-Б (див. Фіг.1); Фіг.3 - фрагмент поперечного розрізу корпуса СПП, У (див. Фіг.1); Фіг.4 - фрагмент поперечного розрізу корпуса СПП, Г-Г (див. Фіг.1); Фіг.5 - фрагмент подовжнього горизонтального розрізу понтона СПП, Д-Д (див. Фіг.3, 4); Фіг.6 - схема траєкторії руху потоку стиснутого повітря з УР понтона в приміщення ПВВ ППС ГД СПП. Примітка: На всіх кресленнях стрілками схематично показані траєкторії руху потоків стиснутого повітря усередині відповідних порожнинаів конструкції запропонованого СПП. Запропоноване СПП містить понтон 1, надбудову 2, з НУ 3 і бортові секції ЖР 4 із зовнішнім контуром 5 ГО. Понтон 1 постачений УР 6 (див. Фіг.1, 4), обмеженим: зверху - палубою 7 понтона 1, знизу - додатковою проміжною платформою 8, з бортів - подовжніми перебірками 9, постаченими прорізами для проходу повітря, а з носа і корми - непроникними поперечними перебірками 10 (див. Фіг.5), що мають у плані вид ламаної лінії з пов'язаними з бортуми плоскими ділянками 11, розташованими стосовно відповідного борту понтона 1 під гострим кутом (a), виміряним у горизонтальній площині, з боку УР 6. Нижній ярус понтона 1, розташований безпосередньо під УР 6, має розташований симетрично уздовж діаметральної площини (ДП) СПП подовжнім 12 (див. Фіг.4) і розташованим у районі міделя СПП поперечним 13 (див. Фіг.1) порожнистими каналами, з відповідними вирізами 7 14 (див. Фіг.5) у днищі 15 і додатковій проміжній платформі 8 понтона 1, що забезпечують надходження стиснутого повітря від НУ 3 через УР 6 і зазначені вище: подовжній 12 і поперечний 13 порожні канали, відповідно, у подовжній 16 і поперечний 17 гнучкі ресивери внутрішнього контуру ГО СПП. З метою мінімізації гідравлічних утрат при проходженні стиснутого повітря від НУ 3 до вирізів 14 у додатковій проміжній платформі 8, розташованим над зазначеними вище подовжнім 12 і поперечним 13 порожніми каналами, а також при перетіканні стиснутого повітря з одного бортового ЖР 4 в інший, при необхідності вирівнювання тиску стиснутого повітря в них, додаткова проміжна платформа 8 з'єднана з палубою 7 понтона 1 лише двома розташованими безпосередньо під внутрішніми подовжніми перебірками 18 надбудови 2 СПП і, що знаходились на шляху повітряних потоків (див. Фіг.5) подовжніми перебірками 19, стінки яких постачені великими вирізами. А в проміжках між ними додаткова проміжна платформа 8 з'єднана з палубою 7 понтона 1 за допомогою системи трубчастих пілерсів 20. Проникні бортові подовжні перебірка 9, що обмежують УР 6 понтона 1 з боку бортів СПП, з метою мінімізації гідравлічних утрат при проходженні через них стиснутого повітря від НУ 3 у внутрішні порожнини бортових секцій ЖР 4 запропонованого СПП, можуть бути виконані у виді плоских ферменних конструкцій, утворених трубчастими стійками 21 і розкосами 22. Зовнішнє обшивка кожної бортової секції ЖР 4 постачена нахиленим під гострим кутом (b) до ОП СПП (див. Фіг.3, 4), виміряним у вертикальній площині, з боку його внутрішнього порожнинау, бортовою ділянкою 23 і рівнобіжною до ОП СПП палубною ділянкою 24, що притикається до відповідного борту 25 надбудови 2. При цьому, бортова ділянка 23 зовнішнього обшивка кожної бортової секції ЖР 4 нахилена до ОП СПП під виміряним у вертикальній площині кутом, рівним: b£60°, а палубна ділянка 24 її зовнішнього обшивка притикається до відповідної бортової стінки 25 надбудови 2 вище рівні палуби 7 понтона 1. Далі в корму, по довжині СПП, за УР 6 понтона 1 у його надбудові 2, уздовж її бортів розташовані приміщення 26 ПВВ ППС ГТД 27, виконані, наприклад, у виді змонтованих на кормовому поперечному перебиранні 28 цього приміщення 26 блоків 29 вихрових сепараторів і безпосередньо за ними блоків 30 сітчастих фільтрів. Вхідні отвори 31 приміщення 26 ПВВ ППС ГТД 27 СПП розташовані в бортових стінках 25 надбудови 2 у проміжку, по висоті, між палубою 7 понтона 1 і лінією прилагання до них палубних ділянок 24 бортових секцій ЖР 4. При цьому відстань (А) уздовж СПП (див. Фіг.2) між кормовим поперечним перебіркам 28 приміщення 26 ПВВ ППС кожного ГТД 27 СПП і місцем прилагання до відповідного проникного бортового подовжнього перебірка 9 УР 6 відповідної бортової плоскої ділянки 11 його кормового непроникного поперечного перебірка 10 і кут нахилу (a) цієї бортової плоскої ділянки 11 кормового непроникного поперечного перебірка 10 82399 8 до відповідного проникного бортового подовжнього перебірка 9 УР 6, виміряний у горизонтальній площині, з сторони його внутрішнього порожнинау, знаходяться між собою в наступній залежності: A×tga>2В, де В - ширина бортової секції ЖР 4, виміряна на рівні палуби 7 понтона 1 СПП. Запропоноване СПП працює в такий спосіб. За допомогою осьових вентиляторів 32 атмосферне повітря засмоктується в шахти 33 НУ 3 СПП і, пройшовши через них, попадає у УР 6 його понтона 1 (див. Фіг.1, 3). Повітряні потоки, проходячи через дифузори шахт 33 НУ 3, загальмовуються і плавно змінюють напрямок свого руху, у вертикальних площинах, на 90°. Що знаходяться в цьому потоці часточки 34 пилу і води, що мають у сотні разів більш високу щільність, а отже, масу й інертність, зберігають у дифузорі раніше придбану швидкість і більш прямолінійну траєкторію свого руху. При цьому, вони зіштовхуються зі стінками шахт 33 НУ 3 і настилом додаткової проміжної платформи 8, що обмежує УР 6 понтона 1 знизу, і частина з цих часточок 34 осідає на їхніх поверхнях. Так здійснюється перший ступінь очищення повітря, що надходить у ППС ГТД 27 запропонованого СПП. Потоки стиснутого повітря надходять із шахт 33 НУ 3 і радіально розходяться по всьому обсязі УР 6 понтона 1 СПП (див. Фіг.5). При цьому, та частина потоків стиснутого повітря, що одержала напрямок руху убік бортів судна, заповнює собою внутрішні порожнини відповідних бортових секцій ЖР 4 і гнучкий ресивери 5 зовнішні контури ГО СПП (див. Фіг.2, 3, 5). А та частина потоків стиснутого повітря, що одержала напрямок руху у бік ДП СПП, проходячи через вирізи 14 у настилі додаткової проміжної платформи 8, що обмежує УР 6 понтона 1 знизу, через подовжній 12 і поперечний 13 порожні канали понтона 1, а також через вирізи 14 у днище 15 понтона 1, заповнює собою внутрішні порожнинаи подовжнього 16 і поперечного 17 гнучких ресиверів внутрішнього контуру ГО СПП (див. Фіг.1, 3, 5). Так здійснюється стійке функціонування зовнішнього і внутрішнього контурів ГО запропонованого СПП. Та ж частина потоків стиснутого повітря, що одержала напрямок руху у бік бортових плоских ділянок 11 кормового непроникного поперечного перебірка 10 УР 6 понтона 1, зустрівшись з ними, знову різко змінює напрямок свого руху (див. Фіг.2). При цьому, знову, частина часточок 34 пилу і води, що знаходяться в цих потоках, зберігаючи більш прямолінійну траєкторію свого руху, зіштовхується з бортовими плоскими ділянками 11 кормового непроникного поперечного перебірка 10 УР 6 і осідає на їхніх поверхнях. Так здійснюється другий ступінь очищення повітря, що надходить у ППС ГТД 27 запропонованого СПП. Частина потоків стиснутого повітря, що надходить із шахт 33 НУ 3, що пройшла другий ступінь очищення від пилу і вологи завдяки взаємодії, як показано вище, з бортовими плоскими ділянками 11 кормового непроникного поперечного перебірка 10 УР 6 понтона 1, на своєму подальшому шляху у відповідну секцію ЖР 9 4 СПП набуває, завдяки цій взаємодії, напрямок руху, що утворить із внутрішньою поверхнею зовнішнього обшивка бортової ділянки 23 бортової секції ЖР 4 виміряний у горизонтальній площині кут (a), що дорівнює кутові нахилу відповідної бортової плоскої ділянки 11 кормового непроникного поперечного перебірка 10 до проникного бортового подовжнього перебірка 9 УР 6 понтона 1 (див. Фіг.2). Відповідно до законів механіки ці потоки стиснутого повітря відбиваються від внутрішньої поверхні зовнішнього обшивка бортової ділянки 23 відповідної бортової секції ЖР 4 під тим же виміряним у горизонтальній площині кутом (a) і, проходячи через розташовані в бортових стінках 25 надбудови 2 вхідні отвори 31, попадають у приміщення 26 ПВВ ППС ГТД 27 СПП. З креслень (див. Фіг.2, 6) видно, що шар стиснутого повітря, що безпосередньо контактував на своєму шляху в ЖР 4 СПП із бортовою плоскою ділянкою 11 кормового непроникного поперечного перебірка 10 УР 6 понтона 1 і що втратив, при цьому, найбільшу кількість вологи і пилу, що утримується в ньому, відбившись від внутрішньої поверхні зовнішнього обшивка бортової ділянки 23 відповідної бортової секції ЖР 4, потрапляє в найбільш віддалену, по довжині СПП, від крайньої кормової крапки (С) УР крапку (D) зовнішньої бортової стінки 25 надбудови 2. Якщо, дивлячись на схему, зображену на Фіг.6, скласти вираження 82399 10 для tga, то одержимо: tga=2В/Аa, звідки випливає, що: Aa×tg a=2В. Для досягнення максимально можливої для конструкції запропонованого СПП ступеня очищення від вологи і пилу повітря, що надходить у ППС його ГТД, доцільно цей шар повітря направити в приміщення 26 ПВВ ППС ГТД. А це можливо, якщо відстань по довжині СПП між кормовим поперечним перебіркам 28 приміщення 26 ПВВ ППС ГТД і місцем прилагання до відповідного проникного бортового подовжнього перебірка 9 УР 6 відповідної бортової плоскої ділянки 11 його кормового непроникного поперечного перебірка 10 дорівнює: А>Аa, тобто, виконується співвідношення: A×tga>2В. Використані джерела 1. Бенуа Ю.Ю., Дьяченко В.К., Колызаев Б.А., Литвиненко В.А., Озимов И.В., Смирнов С.А. Основы теории судов на воздушной подушке. Л., Судостроение, 1970. 2. Злобин Г.П., Смигельский С.П. Суда на подводных крыльях и воздушной подушке. Л., Судостроение, 1976. 3. Авт. св. СССР №1459143, МПК: B60V1/18, опубл. 27.07.1999, БИ №21. 4. Авт. св. СССР №1533198, МПК: B60V1/18, опубл. 27.07.1999, БИ №21. 5. Патент России №2191713, МПК: B60V1/18; B60V3/06, опубл. 27.10.2002, БИ №30. 11 82399 12 13 82399 14 15 Комп’ютерна верстка В. Клюкін 82399 Підписне 16 Тираж 26 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