Быстроходное судно

Изобретение относится к области судостроения, в частности, к конструированиюбыстроходных судов,Цель изобретения - повышение ходовых и мореходных качеств судна, 5На фиг.1 на виде снизу показано расположение внешних и внутренних подсекцийносовых и кормовых интерцепторов на днище быстроходного судна - вариант 1, внутренние подсекции новых интерцепторов "Орасположены перед внешними подсекциями; на фиг.2 - то же, вариант 2, внешниеподсекции носовых интерцепторов расположены перед внутренними подсекциями;на Фиг.З - сечение по А-А на Фиг,1, вариант 15конструктивного исполнения управляемыхносовых интерцепторов, убираемых внутрькорпуса судна в ниши; на фиг.4- сечение поБ-Б на фиг.2, вариант управляемых носовыхинтерцепторов, расположенных снаружи 20корпуса судна и убираемых за накладныереданы; на фиг.5 - сечение по В-В по фиг.1,вариант управляющих кормовых интерцепторов, расположенных на кормовом транце;на фиг.6 - вариант функциональной схемы 25систем автоматического управления движением, органами управления которой являются интерцепторы,Быстроходное судно содержит корпус 1и установленные побортно носовые 2 и кормовые 3 интерцепторы, состоящие соответственно иэ внешних 4, 5, 6, 7 и внутренних8, 9, 10, 11 подсекций. В зависимости отсостояния судна (построенное или проектируемое) и особенностей конструкции его 35днища 12 внешние 4, 5 и внутренние 8, 9подсекции носовых интерцепторов 2 могутрасполагаться либо внутри корпуса 1 (днища 12) в нишах 13 (фиг,1,3), либо снаружикорпуса 1 эа накладными реданами 14 40(фиг.2,4), Если в первом случае(фиг.З) интерцептор 2 для своего размещения требуетйскривления или ослабления продольногосилового набора 15 днища 12 (за счет выреза под интерцептор), то во втором случае 45(фиг.4) этого нет, поскольку интерцептор 2.располагается снаружи корпуса 1, а его рычаги 16 подвески и тяги 17 (как и в первомслучае) - между продольными элементамисилового набора 15. В обоих случаях герметизация днища 12 обеспечивается выгородкой 18, в плоскости. разъема которойустановлена ось (вал) 19 двуплечей качалки20, одно плечо качалки 20 размещено внутри выгородки 18 и шарнирно соединено с 55тягой 17, которая шарнирно закреплена нарычагах 16 с интерцепторами 2, Второе плечо качалки 20 размещено вне выгородки 18и шарнирно соединено со штоком 21 рулевого привода 22, который является исполнительным механизмом следящего привода 23, (фиг.6).На фиг.1 внешние подсекции 4, 5 носовых интерцепторов 2 установлены эа внутренними подсекциями 8, 9, а на фиг.2 - наоборот, Расстояние между подсекциями 4, 5 и 8, 9 может меняться от 0 (подсекции установлены в одну линию) до 0,35 длины судна (т.к, установка носовых интерцепто- ров 2 целесообразна, как показал анализ проектов и результатов модельных испытаний, на расстоянии 0,4-0,75 длины судна от транца),На фиг.1 и 2 размах внешних подсекций 4 и 5 носовых интерцепторов 2 и внешних подсекций 6 и 7 кормовых интерцепторов 3 примерно равен размаху соответствующих внутренних подсекций. По результатам модельных и натурных испытаний выполнение каждого интерцептора в виде двух подсекций целесообразно (с точки зрения повышения их гидродинамической эффективности), если размах внешних подсекций равен не менее 0,5 размаха.Интерцепторы 2 и 3 имеют заостренную нижнюю кромку (для обеспечения устойчивого срыва потока за ними), а также переднюю и заднюю поверхности, сопряженные с минимальным зазором (0,5-2 мм) с соответствующими поверхностями (кромками) ниши 13 (фиг.З), оедана 14 (фиг,4) или транцевой плиты 24 (фиг.2,5), Интерцепторы 3 могут быть установлены либо на транцевой плите 24 (фиг,5) (ось вращения рычагов 25 расположена перед интерцепторами 3), либо непосредственно на транце 26 (на фигурах не показано, с помощью кронштейнов 27, устанавливаемых прямо на транце 26, ось вращения. рычагов 25 выносится эа интерцепторы 3), Как и в случае носовых интерцепторов 2, каждая подсекция кормовых интерцепторов 3 через тяги 28 и двуплечую качалку 29 подсоединена к штоку 21 своего рулевого привода 22, в качестве кОторого можно использовать, например, электрические рулевые машины РД, установленные на самолете ЯКИ. Качалку 29 с выгородкой 30 целесообразно устанавливать выше стояночной ватерлинии 1 - 1 (фиг.5).Все следящие приводы 23 имеют одинаковую конструкцию и включают в себя последовательно соединенные усилитель 31 мощности и рулевой привод 22, а также датчик 32 обратной связи, который установлен на выходном валу привода 22 и выдает электрический сигнал, пропорциональной выдвигу соответствующего интерцептора, например, правой внешней подсекции 4 носового интерцептора 2 (фиг.6). Таким обра+Кэ+К (у-у ) 1 у 1 зад 30 К, К, К - ко1 ч 1 ч 13 13 цивнты пере 5зом, на второй вход усилителя 31 мощности поступает сигнал д 4 пропорциональный действительному положению (выдвигу) внешних подсекций (интерцептсра) 4, а на первый вход - сигнал с восьмого выхода 5 вычислителя ГЗ, пропорциональный заданному выдвигу интерцептора 4 д 4 ззд . Усилитель 31 усиливает по мощности раэнсстный сигнал Ьд 4=д 4 ззд-д 4 и приводит в действие привод 22, который перемещает интер цептор 4 и обнуляет сигнал Ьд 4, т.е. следит за сигналом д 4 ззд.Для каждого следующего привода 23 сигнал дззд ( = 4-11, т.е.соответствует номерам подсекций 4-11 интерцепторов 2,3) вырабатывается вычислителем 33, на входы которого поступают сигналы от блока 34 задатчиков выдвигов подсекций интерцептоРов дзад блока 35 задатчиков Угло вого положения судна и блока 36 параметров движения судна. В общем случае вычислитель 33 для каждого-го следящего привода 23 вырабатывает управляющий сигнал, например, вида 25 О = К ч+К (ч-ч + 1 зад 1 ч 1 ч задгдв-11 (номера позиций интерцепторов на фиг.1, 2, 6);ч, чззд, ч - текущий угол дифферента 35 удна, заданное значение угла дифферента, екущая угловая скорость дифферента;у, уащ, у- текущий угол крена судна, аданное значение угла крена, тянущая уговая скорость крена; 40 ачи судна по соответствующей переменой (ч,ч, у,у), связанные с выдвигом-го 45 нтерцептора, Следует отметить одну из собенностей судна с комплексом автомаически управляемых интерцепторсв. Это о, что заданное угловое положение судна чззд, уззд) можно получить путем подачи в 50 ычислитель 33 соответствующих постояных сигналов с блока 34 звдатчиков выдвисв подсекций интерцепторов дщц и/или оответствующих постоянных сигналов с лока 35 эадатчиков углового положения 55 удна.При установке внешних 4,5 и внутрених 8, 9 подсекций носовых интерцвпторовсо сдвигом друг относительно друга возникает вопрос о вентиляции каверны, котсрая должна появиться эа внутренними подсекциями 8, 9. При. расположении внешних подсекций 4, 5 впереди внутренних подсекций 8, 9 (фиг.2) воздух в каверну эа подсекциями 8, 9 поступает естественным образом из каверны эа внешними подсекциями 4, 5, которая, в свою очередь, заполняется атмосферным воздухом со стороны борта, При обратном расположении подсекций (фиг.1) необходимо предусматривать искусственную вентиляцию каверны за внутренними подсекциями 8. 9. На фиг.З и 4 это сделано путем"соединения внутренней полости выгооодки 18 через воздуховод 37 либо с атмосферой либо с нагнетателем воздуха, Щель эа подсекциями 8, 9 (фиг.5) должна быть увеличена и по площади равняться площади, через которую воздух поступает из атмосферы в воздуховод 37.Если внутренние подсекции 8, 9 носовых интерцепторов 2 располагаются за накладными реданами 14 и в месте их установки днище 12 имеет килеватость, близкую к нулю, то возможно объединение внутренних подсекций в одну центральную подсекцию с целью сокращения числа автономно управляемых интерцепторов. Аналогичное объединение подсекций 10, 11 кормовых интерцепторов в одну центральную секцию также возможно, если килеватость транца 2 или транцевой плиты 24 близка к нулю(не более 2 О).В соответствии с выбранной гидродинамической компоновкой и конструктивными особенностями судна (удлинение, центровка, загрузка, углы килеватости и т.д.) выбирают соотношения между размахами внутренних и внешних подсекций иэ условия, что размах внешних подсекций должен быть не менее 0,5 размаха соответствующих внутренних подсекций), устанавливают места по длине судна, гдедолжны располагаться внешние и внутренние подсекции носовых интерцепторов 2 и определяют гидродинамическую эффективность каждой подсекции носовых 2 и кормовых 3 интерцепторов. Посколькузффективность каждой подсекции интерцепторов 2, 3 по углам дифферента и крена различна, то соответствующие подсекции располагают на максимальном удалении от центра масс судна (исходя из конструктивных особенностей судна). Далее соответственно их эффективности (т.е. возможности изменения с их помощью углового положения судна) устанавливают в САУД (в вычислителе 33) необходимые коэффициенты передачи.На фиг.7 схематично представлены различные варианты расположения носовых и1837522 5 10 15 20 25 30 35 4045 кормовых интерцепторов. Здесь Р угол килеватости судна,В проекте а) носовые интерцепторы расположены в нишах в районе 6 теоретического шпангоута, при этом их внутренние секции расположены перед шпангоутом, а наружные секции за ним Д Рн). Соотношение размахов наружных носовых секций интерцепторов к.внутренним и наружных кормовых секций к внутренним кормовым - 1:2 выбрано из условий выполнения требований по килевой и бортовой качки на заданном волнении и с учетом расположения оборудования внутри корпуса судна. Уменьшение размаха внешних секций интерцепторов приведет к резкому снижению эффективности умерения бортовой качки, поскольку подъемная сила, возникающая на интерцепторе, пропорциональна кубу его ширины.В проекте б) носовые интерцепторы расположены за реданами, а кормовые интерцепторы почти на плоском транце. При этом внутренние секции носовых интерцепторов расположены за наружными секциями(фв Вн) и установлены с перекрытием.Соотношение размахов внутренних и наружных секций выбрано также иэ условиймореходности и составляет 1:1. В проекте в) секции носовых наружных интерцепторов установлены за реданами и впереди внутренних секций (Дв Рн ), которце объединены по конструктивным соображениям в одну секцию. Аналогично в виде трех секций выполнены и кормовые интерцепторы. При этом секции носовых интерцепторов вынесены максимально вперед (установлены на расстоянии 0,75 длины судна от транца) и в зависимости от центровки судна и скорости движения могут частично выходить иэ воды.Необходимо отметить, что установка носовых интерцепторов на расстоянии менее 0,4 и более 0,75 длины судна от транца нецелесообразна, так как анализ конструкций корпусов судов, движущихся со значиФормула изобретения 1, БЫСТРОХОДНОЕ СУДНО, содержащее выдвижные средние и кормовые интерцепторы, установленные поперек днища на транце и разделенные на секции левого и правого борта, опиичающееся тем, что, с целью повышения ходовых и мореходных качеств судна, каждая секция выполнена по крайней тельными скоростями (Р 21) показывает, что интерцепторы, установленные носовые 0,7 - 0,75 длины судна от транца, будут при движении выходить из воды и их эффективность будет близка к нулю. При размещении носового интерцептора близко к транцу(менее 0,4 ) его эффективность резко падает из-за уменьшения восстанавливающего момента и взаимного влияния интерцепто- ров.Предлагаемое быстроходное судно используют следующим образом. При движении судна в условиях волнения на следящие привода 23 внешних подсекций 4-7 интерцепторов 2, 3 от вычислителя 33 поступают управляющие сигналы вида 1), в которых преобладают составляющие, связанные с углом и угловой скоростью крена, а на следящие привода 23 внутренних подсекций 8-11 интерцепторов 2, 3 - сигналы, в которых преобладают составляющие, связанные с угловой скоростью дифферента, Под действием этих сигналов следящие привода 23 всех интерцепторов 2, 3 выдвигаются на . требуемую величину и парируют возмущения, действующие на судно. При этом по сравнению с прототипом степень умерения бортовой и килевой качки повышается, поскольку оптимальным образом используются возможности интерцептора 2, 3 благодаря оптимальному расположению их подсекций по длине судна (внутренние подсекции) и максимальному удалению от диаметральной плоскости судна (внешние подсекции). Если управляющие сигналы, например, на следящие привода 23 внешних подсекций 4 - 7 не выходят на ограничение, а следящие приводы 23 внутренних подсекций 8 - 11 находятся в насыщении, то вычислитель 33 увеличивает коэффициенты передачи по сигналам угла и угловой скорости дифферента и выводит сигналы на выходах на максимальный уровень, т.е. для парирования возмущений по дифференту подключаются и внешние подсекции 4-7, и наоборот,мере из двух подсекций - внешней и 50 внутренней, при этом упомянутые подсекции среднего инерцептора расположены со смещением в нос от центра тяжести судна и относительно одна 55 другой по длине корпуса судна.2. Судно по п,1, отличающееся тем,что внутренние подсекции интерцепторов левого и правого бортов расположены в одной плоскости шпангоута, 18375221837522 ДР Составитель А.ЛапинскийТехред М.Моргентал ректор А.Обручар актор С.Окина Тираж По НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб.,аказ 132 сное оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101