«Надводный борт и верхняя палуба корабля»

Формула изобретения

Надводный борт и верхняя палуба корабля, традиционного удлиненного и хорошо обтекаемого водоизмещающего корпуса, с осадкой до половины ширины действующей ватерлинии, и отличающиеся тем, что:

– относительно малая высота надводного борта по всему периметру оптимизируется из условия равномерной заливаемости верхней палубы для компенсации дифферентующих и кренящих воздействий гребней штормовых волн;

– прилегающий к борту участок верхней палубы удерживает потоки воды с помощью волнолома на низкой и покатой палубе бака; вдолькорпусных рубок и фальшбортов с портиками в средней части корпуса; узкой крейсерской кормой и бортовыми уступами вблизи транца для исключения брочинга;

– малая ширина и площадь прилегающей верхней палубы устраивается завалом борта; продольным разделением рубками и тамбучинами, с возможностью размещения объемных надстроек и широких палуб выше зауженной верхней палубы.

Реферат описания изобретения

Надводный борт и верхняя палуба корабля.

Изобретение относится к кораблестроению и ориентировано на достижение эффективности мореходства и ведения морских работ в сложных, штормовых и ледовых условиях Дальнего Востоке России. Объектом изобретения является построение надводного борта и верхней палубы корабля, с проектным обоснованием необходимости завала и снижения высоты борта, с одновременным уменьшением ширины и площади прилегающих фрагментов верхней палубы, которые в штормовом плавании должны равномерно нагружаться потоками воды из гребней особо крупных волн. Технический результат изобретения служит достижению частичной компенсации внешнего кренящего и дифферентующего воздействия на корпус корабля под ударами гребней штормовых волн, что способствует поддержанию ходкости и маневренности корабля при сниженной интенсивности килевой и бортовой качки корабля в целом.

2 ил.

Описание изобретения

Надводный борт и верхняя палуба корабля

Изобретение относится к областям наук о кораблестроении и судовождении в сложных, штормовых и ледовых условиях мореплавания, и представляется результатом математических и экспериментальных исследований в области целевого непротиворечивого проектирования корабля для штормовых и ледовых условий мореходства на Дальнем востоке России, в полярных акваториях Арктики и Антарктики.

Назначение

Проектно-технические решения ориентированы на достижение эффективности мореходства и ведения морских работ, в полной мере востребующих практическое согласование мореходных качеств корабля для конкретных условий эксплуатации, регулируемых судовыми расписаниями и распоряжениями командного состава в обеспечение судовых работ в особых и штормовых условиях плавания. Специализированный океанский флот повышенной мореходности для каботажных линий Сахалина и Курильских островов должен создаваться по особым проектам, согласованным с региональными мореплавателями, разрабатывающими практические наставления по судоходству и отвечающим за всесезонное и всепогодное обеспечение морских работ и транспортных коммуникаций. Важным фактором достижения повышенной мореходности является удаленность или отсутствие портов-убежишь для своевременного укрытия дальневосточного флота, который при поступлении штормовых предупреждений уходит из гаваней на глубокую воду в открытое море.

Уровень техники

Непротиворечивое проектирование в кораблестроении оперирует инженерными подходами к оптимизации обводов и общекорабельной архитектуры всепогодного судна, способного к активному использованию палубных устройств и высокотехнологичного бортового оборудования в условиях штормовой качки и холодных ветров северных морей [1,2].

В качестве концепции проектирования обводов и формы корпуса корабля используются инженерно-технические принципы [3] непротивления силовому воздействию гребней волн и штормового ветра, что способствует гидродинамической взаимокомпенсации всех видов качки, обеспечению комфортности обитания экипажа и безусловной безопасности крепления грузов и судового оборудования.

Прототипом первого инженерного решения (фиг. 1.) следует полагать изобретение RU-2384456 – «Корабль гидрографической и патрульной службы» [4], в котором определяется назначение и эксплуатационные особенности корабля повышенной штормовой мореходности. Аналогом для варианта низкобортного рыболовного судна (фиг. 2) представляется изобретение RU-2535382 – «Рыболовное судно северных морей» [5], отличающееся существенным уменьшением высоты борта и увеличением площадей верхних палуб, что важно для дополнительного задействования разнообразных рыболовных снастей, сетевых неводов и других орудий лова в течение одной рыбопромысловой экспедиции.

Историческими аналогами настоящих проектно-технических решений можно определить построения добротных кораблей и судов конца XIX – начала XX веков, отличавшихся занижением и завалом надводного борта и штевней, что также создавало условия для достижения ходкости и управляемости в условиях штормовых ветров и интенсивного волнения открытого моря.

Осуществление изобретения

Надводный борт и верхняя палуба корабля представляются главными проектными компонентами обеспечения эксплуатационных и мореходных качеств в условиях мореплавания на интенсивном волнении, геометрические построения которых должны особо тщательно согласовываться по навигационным условиям и эксплуатационным требованиям к кораблю в различных гидрометеорологических или штормовых регламентах ведения морских работ.

Настоящее изобретение опирается на традиционную архитектуру однокорпусного водоизмещающего корабля, строящегося на хорошо обтекаемых обводах с относительной осадкой порядка половины ширины корпуса на уровне конструктивной ватерлинии.

Предметом новых разработок являются надводный борт и прилегающие фрагменты верхней палубы, оптимизируемые по требованиям эффективного ведения палубных работ в различных условиях эксплуатации корабля, с учетом необходимости минимизации качки и достижения наилучшей ходкости и маневренности в условиях интенсивного штормового волнения, отражающихся в инженерных заключениях при назначении высоты надводного борта и распределении площадей прилегающих к борту фрагментов верхней палубы:

• – высота надводного борта по всему периметру корпуса корабля оптимизируется из условия равнообъемной заливаемости верхней палубы на ходу корабля в условиях интенсивного волнения, при которой основная масса воды на верхней палубе частично компенсирует дифферентующее и кренящее действие наиболее крупных и опасных гребней штормовых волн;
• – при интенсивной заливаемости верхней палубы основная масса воды временно удерживается на прилегающем участке открытой верхней палубы, при этом:
  1. непрерывные вдолькорпусные рубки и громоздкие палубные устройства не позволяют потокам воды свободно перетекать на противоположный борт, в то время как фальшборты со штормовыми портиками удерживают значимый уровень воды на палубе в течение полупериода бортовой качки;
  2. при заливании на палубу бака крупного гребня встречной волны, быстрый поток воды подламывается и в значительной мере сбрасывается за борт с помощью относительно высокого носового волнолома;
  3. активная площадь палубы низкобортного юта уменьшается устройством узкой крейсерской кормы, бортовых уступов, или установкой палубных рубок и громоздких судовых устройств, не допускающих удержание на верхней палубе вихревого водоворота из попутных гребней штормовых волн, предотвращая тем самым риск гидродинамического захвата корпуса с возникновением опасного брочинга;
• – по всему корпусу корабля, для снижения внешнего силового воздействия штормовых волн, устраивается предельно малая высота борта с относительно малой шириной и площадью прилегающей верхней палубы, либо с ощутимым завалом борта для уменьшения общей ширины палубы. По необходимости, объемные надстройки и широкие палубы устраиваются выше над открытой верхней палубой.

Заключение

Настоящее изобретение востребуется в проектно-технических решениях для достижения умеренной качки при повышенной ходкости и маневренности корабля в условиях интенсивного волнения, что крайне актуально для всепогодного мореходство в дальневосточных морях России.

Перечисленные инженерные решения наиболее эффективны в случае комплексного применения, с оптимизацией их геометрических размерений и инерционных характеристик для конкретных географических регионов и навигационных условий эксплуатации проектируемых кораблей и судов.

Чертежи

Фиг.1. Вариант инженерного построения и геометрической оптимизации корпуса корабля с относительно высоким и заваленным внутрь надводным бортом, со значительно зауженной шириной верхней палубы. Форштевень предельно малой высоты и сильно завален, что служит обеспечению штормовой ходкости в режиме прорезания гребней особо крупных волн. Длинная вдолькорпусная рубка предотвращает перехлест гребней штормовых волн через всю палубу корабля в средней части корпуса.

Фиг. 2. Формирование общекорабельной архитектуры рыболовного судна с предельно низким надводным бортом для обеспечения эффективной и безопасной работы траловой команды в условиях штормовых ветров и интенсивного волнения на море. Необходимый запас плавучести обеспечивается включением в герметичный контур корпуса носовой надстройки и палубных тамбучин.

Краткое описание чертежей

На двух чертежах приведены варианты формирования надводного борта и верхней палубы корабля. В первом варианте корабль пгостроен с относительно высоким надводным бортом с завалом, что также способствует заметному уменьшению ширины верхней палубы (фиг. 1). Вариант рыболовного судна (фиг. 2) с предельно низким надводным бортом и максимально широкой рабочей палубой. Проектными решениями достигается возможность всесезонного и всепогодного выполнения палубных и забортных работ в особых навигационных и гидрометеорологических условиях, под штормовым ветром и на интенсивном волнении открытого моря.

На чертежах размечены характерные участки верхней палубы, подвергающиеся особым гидродинамическим воздействиям штормового ветра и крупных гребней штормовых волн, по которым разрабатываются специальные проектно-технические решения при возможности последующего согласования особых навигационных правил и наставлений мореплавателям для обеспечения организации всепогодных морских работ в соответствии с функциональным предназначением корабля:

1. Повышенная заливаемость бака ограничивает доступ команды для обслуживания палубных устройств, что востребует задействование дистанционного управления якорно-швартовными устройствами, так же как и использовании систем постановки – выборки забортных устройств специального назначения.

2. На носовой палубе корабля (фиг. 1), за волноломом, располагаются горловины трюмов и барбеты вооружений, у рыболовного судна (фиг. 2) этот участок носовой палубы укрывается герметичной надстройкой;

3. В средней части корпуса высокобортного корабля (фиг. 1) располагается протяженная рубка, препятствующая перетоку воды по верхней палубе на подветренный борт. На широкой промысловой палубе рыболовного судна (фиг. 2) за фальшбортами укрываются громоздкие траловые и кабельные лебедки, которые разделяются удлиненной тамбучиной в диаметральной плоскости траулера. Общая площадь портиков и шпигатов под фальшбортом обеспечивает слив воды за время полупериода штормовой волны, тогда как заливание или зачерпывание нового потока происходит практически мгновенно во второй полуфазе под воздействием крупного гребня последующей штормовой волны.

4. Кормовая секция на ходу корабля менее всего подвержена вертикальной качке, и потому здесь целесообразно размещать сложное палубное оборудование или устраивать вертолетные площадки (фиг. 1). На рыболовном судне (фиг. 2) в укрытом бортовыми тамбучинами секторе траловой палубы выполняются наиболее ответственные операции с переключениями кабелей и ваеров, с параллельной подготовкой поднимаемого трала к выливке рыбы и дублирующей постановкой нового трала по противоположному борту.

5. Ют является наиболее комфортным участком верхней палубы корабля, где в случае транспортных или пассажирских судов целесообразно устраивать прогулочные палубы. На ходу корабля ют весьма спокойное место, однако при потере хода, что происходит, например, при выборке трала, широкая корма подвергается интенсивному воздействию штормовых волн с высокой заливаемостью верхней палубы. По первому варианту (фиг. 1) на корабле располагается ангар и аппарель спускаемых аппаратов, что весьма важно ввиду особой сложности и опасности спуско-подъемных работ в штормовом море, на рыболовной судне (фиг. 2) – слип кормового трала, зона повышенного внимания экипажа и траловой команды, особенно в моменты подъема трала, когда судно становится на курс по волне.

Список использованных источников

1. Храмушин В. Н. Штормовые мореходные изыскания в проектировании дальневосточного флота // Доклады научно-технической конференции «Проблемы мореходных качеств судов и корабельной гидромеханики» (XLIV Крыловские чтения 2013 г.). 22-23 сентября 2013. г. Санкт-Петербург. С. 98-101.
2. Vasily Khramushin. Features architecture of mean ship to navigation in heavy, stormy and ice conditions on the northern seas // Proceedings of the 14^th International Ship Stability Workshop / Session 2: Naval Ship Stability, 29^th September – 1^st October 2014, Kuala Lumpur, Malaysia. P. 47-57. (ISSW-APHydro-2014-eng) + russian
3. Храмушин В. Н. Исследования по оптимизации формы корпуса корабля. Вестник ДВО РАН. 2003, № 1(107). С. 50-65. (shipdesign.ru/Ocean/DVO-03-01.html)
4. Храмушин В. Н. Корабль гидрографической и патрульной службы. Патент № 2384456 от 2010.03.20. (shipdesign.ru/Invent/05.html)
5. Храмушин В. Н. Рыболовное судно северных морей. Патент № 2535382 от 2014.07.28. (shipdesign.ru/Invent/07.html)