FR2644747A1

FR2644747A1 - Accessories intended to increase the speed of ships, and to decrease their pitching

Info

Publication number: FR2644747A1
Application number: FR8903937A
Authority: FR
Inventors: Michel Ebersolt
Original assignee: GENIMAR SARL
Current assignee: GENIMAR SARL
Priority date: 1989-03-24
Filing date: 1989-03-24
Publication date: 1990-09-28
Anticipated expiration: 2009-03-24
Also published as: FR2644747B1

Abstract

The invention relates to an accessory 2 extending the stem 1 below the water line, which can be used as a central support for two wings 14 situated on either side of the said accessory.

Description

On sait que la résistance à l'avancement d'une carène de navire dit à déplacement augmente très rapidement si l'on dépasse une certaine vitesse fonction de la racine carrée de la longueur à la flottaison.We know that the resistance to the advancement of a so-called displacement hull increases very quickly if we exceed a certain speed as a function of the square root of the length at the waterline.

Pour une telle vitesse, il se crée au voisinage de l'étrave une vague d'accompagnement qui est à l'origine d'une partie importante de la résistance à l'avancement.For such a speed, a wave of accompaniment is created in the vicinity of the stem which is the source of a significant part of the resistance to advancement.

On sait aussi qu'un objet fuselé, immergé et remorqué dans un fluide provoque un soulèvement de ce fluide au droit de l'extré- mité frappée par le fluide. Par contre, à une distance directement proportionnelle à la longueur d'onde de la vague d'accompagnement et en arrière, il se produit un enfoncement de la surface libre.We also know that a tapered object, immersed and towed in a fluid causes an uplift of this fluid at the end struck by the fluid. On the other hand, at a distance directly proportional to the wavelength of the accompanying wave and behind, there is a sinking of the free surface.

De la sorte, si au droit de la vague d'étrave se trouve le creux provoqué par le corps fuselé, la vague d'étrave se trouve neutralisée.In this way, if at the right of the bow wave is the hollow caused by the tapered body, the bow wave is neutralized.

On sait également qu'un profil porteur immergé dont l'envergure est parallèle au plan de l'eau et perpendiculaire à la vitesse du courant qui le frappe, provoque un soulèvement au droit de celui-ci, puis un creux en arrière de celui-ci directement proportionnel à la longueur d'onde de la vague d'accompagnement. Le creux provoqué par le profil porteur installé à l'avant d'une carène peut diminuer les oscillations de tangage et diminuer la résistance du navire lorsqu'il navigue en mer agitée.We also know that a submerged bearing profile whose span is parallel to the plane of the water and perpendicular to the speed of the current hitting it, causes an uprising to the right of it, then a hollow behind it. ci directly proportional to the wavelength of the accompanying wave. The dip caused by the bearing profile installed at the front of a hull can reduce pitch oscillations and reduce the resistance of the ship when it is sailing in rough seas.

D'après l'invention une diminution notable de la résistance à l'avancement est obtenue par ces deux dispositifs.According to the invention, a notable reduction in the resistance to advancement is obtained by these two devices.

Le bulbe proposé est cylindrique ayant une longueur telle que son extrémité avant se trouve à au moins cinq pour cent de la longueur à la flottaison du navire. Cette longueur peut atteindre quinze pour cent de la longueur à la flottaison si l'on veut atteindre un degré de vitesse voisin de la limite.The proposed bulb is cylindrical with a length such that its forward end is at least five percent of the length at the waterline of the vessel. This length can reach fifteen percent of the length at the waterline if one wants to reach a degree of speed close to the limit.

Cette longueur étant considérable, les effets dynamiques au tangage peuvent être nuisibles, aussi, la partie inférieure est-elle constituée d'un dièdre d'angle au sommet faible. La partie supérieure est constituée d'un arc de cercle.This length being considerable, the dynamic effects on pitching can be harmful, so the lower part is made up of a dihedral of angle with a weak top. The upper part consists of an arc.

Le profil porteur est constitué de deux ailerons symétriques dont l'envergure est perpendiculaire à la vitesse, les deux ailerons pouvant être dans le même plan ou constituer un dièdre. The bearing profile consists of two symmetrical fins whose wingspan is perpendicular to the speed, the two fins can be in the same plane or constitute a dihedral.

'D'autre part, pour créer une dépression non pas transversale, mais adaptée aux lignes d'eau du navire, lesquelles ne sont pas transversales mais en V, les deux ailerons peuvent être mis en flèche dans le même plan ou en dièdre. 'On the other hand, to create a depression not transverse, but adapted to the water lines of the ship, which are not transverse but in V, the two fins can be jettisoned in the same plane or dihedral.

Ce profil porteur peut être supporté par un bulbe tel que décrit ci-dessus, ou encore un prolongement de l'étrave en dessous de la ligne de flottaison, plus étroit que le bulbe.This bearing profile can be supported by a bulb as described above, or an extension of the bow below the waterline, narrower than the bulb.

Enfin, pour améliorer le contrôle du tangage, les ailerons peuvent être montés oscillants autour dtun axe, dont 1' incidence peut être imposée par un vérin hydraulique commandé par un servomécanisme.Finally, to improve pitch control, the ailerons can be mounted oscillating around an axis, the incidence of which can be imposed by a hydraulic cylinder controlled by a servomechanism.

Tout au partie de ce mécanisme peut être logé dans le bulbe ou le prolongement de l'étrave.All part of this mechanism can be housed in the bulb or the extension of the bow.

La figure 1 représente en perspective le bulbe de grand allongement, les figures la et lb représentant des vues de profil et une coupe dudit bulbe.Figure 1 shows in perspective the bulb of great elongation, Figures la and lb showing side views and a section of said bulb.

La figure 2 représente en perspective le bulbe muni de ses ailerons droits. Les figures Za et 2b montrent des dispositions horizontales ou en dièdre des ailerons, La figure 2c montre une vue de profil.Figure 2 shows in perspective the bulb with its straight fins. Figures Za and 2b show horizontal or dihedral arrangements of the fins, Figure 2c shows a side view.

Les figures 3a et 3b représentent le même ensemble mais avec des ailerons en flèche.Figures 3a and 3b show the same assembly but with arrowed fins.

Les figures 4a, 4b, 4c, 4d représentent un appendice aminci servant de support central aux ailerons.Figures 4a, 4b, 4c, 4d show a thinned appendage serving as a central support for the fins.

Les figures 5a et Sb montrent le système de contrôle du calage des ailerons pour diminuer le tangage.Figures 5a and Sb show the aileron timing control system to reduce pitch.

La figure 1 représente en perspective l'étrave (l) du navire sur lequel on a rapporté l'appendice. La figure la représente une coupe transversable de l'appendice, la figure lb représente une vue de profil dudit appendice.Figure 1 shows in perspective the bow (l) of the ship on which the appendage has been attached. Figure la represents a transverse section of the appendix, figure lb represents a side view of said appendage.

L'appendice (2) est constitué d'un cylindre dont la directrice (3) est visible sur la figure la, ayant la forme d'une goutte d'eau renversée soit deux portions de cercle (4) prolongées par deux droites (5) se raccordant par un petit cercle (6). Les génératrices (7) de ce cylindre sont horizontales et parallèles au plan vertical de symétrie du navire. L'avant du bulbe est constitué d!une portion de sphère (8) de même rayon que le cercle (4), raccordé à une petite sphère (9) de même rayon que le petit cercle (6) par un tronc de cône (10) dont les génératrices ont la même longueur que les droites (5). Deux arcs de coubres joignent les cercles (3) au point F. Le cercle (4) peut avoir un diamètre supérieur à la moitié du tirant d'eau.The appendix (2) consists of a cylinder whose director (3) is visible in Figure la, having the shape of an inverted drop of water or two portions of a circle (4) extended by two straight lines (5 ) connecting with a small circle (6). The generators (7) of this cylinder are horizontal and parallel to the vertical plane of symmetry of the ship. The front of the bulb consists of a portion of sphere (8) of the same radius as the circle (4), connected to a small sphere (9) of the same radius as the small circle (6) by a truncated cone ( 10) whose generators have the same length as the straight lines (5). Two arcs of couplings join the circles (3) at point F. The circle (4) may have a diameter greater than half of the draft.

Le bulbe ainsi constitué se raccorde à la surface de la coque à tribord suivant la courbe CD laquelle représente l'intersec tion du cylindre et de la coque, et par la surface ABC. La
/constituant le sommet d'une nervure dont ABC est une face latérale ligne AB se trouve dans le plan vertical de symétrie du navire et relie le point A où l'étrave perce la flottaison F à un point B situé en avant du point A. Si l'on coupe la surface ABC par un plan horizontal H situé à une cote intermédiaire entre
A et B, on obtient une courbe (11) qui fait un angle ct avec l'axe du navire, plus petit que l'angle d'entrée de la ligne d'eau (12).Cette ligne (11) coupe la courbe de raccordement AC en un point E où elle se raccorde suivant la tàngente à la ligne d'eau (12) de la coque correspondant au plan horizontal H.The bulb thus formed is connected to the surface of the hull to starboard along the curve CD which represents the intersection of the cylinder and the hull, and by the surface ABC. The
/ constituting the top of a rib of which ABC is a lateral face, line AB lies in the vertical plane of symmetry of the ship and connects point A where the stem pierces the waterline F to a point B located in front of point A. If we cut the surface ABC by a horizontal plane H located at an intermediate dimension between
A and B, we obtain a curve (11) which makes an angle ct with the axis of the ship, smaller than the angle of entry of the water line (12). This line (11) intersects the curve AC connection at a point E where it connects along the tangent to the water line (12) of the hull corresponding to the horizontal plane H.

Si l'on coupe la surface ABC par un plan vertical perpendiculaire à l'axe du navire, compris entre A et B, on obtient les segments (13) tangents au cercle (4),et aboutissant au point F.If we cut the surface ABC by a vertical plane perpendicular to the axis of the ship, between A and B, we obtain the segments (13) tangent to the circle (4), and ending at point F.

La figure 2 représente une vue en perspective de l'appendice (2) sur lequel ont été implantés les deux ailerons (14). Les figures 2a et 2b représentent deux manières d'implanter les ailerons.FIG. 2 represents a perspective view of the appendix (2) on which the two fins (14) have been installed. Figures 2a and 2b show two ways of installing the fins.

La figure 2c représente une vue de profil de l'ensemble suivant la disposition de la figure 2b.Figure 2c shows a profile view of the assembly according to the arrangement of Figure 2b.

La forme de l'aileron (14) est définie par une directrice rectiligne (15) sur laquelle se déplace le profil en aile d'avion (16) qui peut aller en diminuant vers l'extrémité. La distance séparant les extrémités des deux ailerons est voisine de la largeur du navire.The shape of the fin (14) is defined by a rectilinear director (15) on which the profile in the plane wing (16) moves which can decrease towards the end. The distance between the ends of the two fins is close to the width of the ship.

L'aileron (14) est implanté à une distance variable suivant les données du projet, à l'arrière du nez du bulbe (2). I1 est calé par rapport aux génératrices (7) suivant un angle W qui le rend porteur quand le navire avance.The fin (14) is installed at a variable distance according to the project data, behind the nose of the bulb (2). I1 is set relative to the generators (7) at an angle W which makes it load-bearing when the ship is advancing.

Les deux ailerons sont implantés symétriquement par rapport au plan vertical S de symétrie longitudinale du navire. Les directrices (15) sont situées dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe de symétrie du navire.The two fins are located symmetrically with respect to the vertical plane S of longitudinal symmetry of the ship. The directors (15) are located in a vertical plane perpendicular to the axis of symmetry of the ship.

Sur la figure 2a les ailerons sont figurés avec des directrices (15) horizontales.In Figure 2a the fins are shown with horizontal guidelines (15).

Sur la figure 2b, les ailerons sont figurés avec des directrices inclinées suivant un angle 2 sur l'horizontale, de manière à constituer un dièdre. In FIG. 2b, the fins are shown with guidelines inclined at an angle 2 on the horizontal, so as to constitute a dihedral.

La figure 2c représente l'ensemble du dispositif vu de profil lorsque les ailerons sont disposés en dièdre comme sur la figure 2b.FIG. 2c represents the whole of the device seen in profile when the fins are arranged in a dihedral as in FIG. 2b.

La figure 3a représente une vue en plan du dispositif lorsque la directrice (15) des ailes (14) au lieu d'être située dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe du navire, se trouve orientée vers l'arrière. Cette configuration est dite "en flèche".FIG. 3a represents a plan view of the device when the director (15) of the wings (14) instead of being located in a vertical plane perpendicular to the axis of the ship, is oriented towards the rear. This configuration is known as "in arrow".

En vue en plan, la directrice (15)se projette suivant une droite qui fait l'angle i avec la droite (17), perpendiculaire à l'axe de symétrie du navire. La coque du navire est limitée au plan horizontal de la flottaison F, qui définit la ligne de flottaison (18).In plan view, the director (15) projects along a straight line which makes the angle i with the straight line (17), perpendicular to the axis of symmetry of the ship. The hull of the ship is limited to the horizontal plane of waterline F, which defines the waterline (18).

La figure 3b fait apparaître L'angle t qui représente le calage du profil (16) par rapport à la génératrice horizontale (7). Cet angle d rend le profil porteur lorsque le navire avance.FIG. 3b shows the angle t which represents the setting of the profile (16) relative to the horizontal generator (7). This angle d makes the bearing profile when the ship is advancing.

Les directrices (15) peuvent être dans un plan horizontal auquel cas la figure 2a représente la vue de face de cette configuration. Les directrices (15) peuvent également se trouver dans deux plans inclinés sur l'horizontale suivant l'angle f . Dans ce cas, la figure Zb représente la vue de face de cette configuration, représentée en plan et de profil par les figures 3a et 3b.The guidelines (15) may be in a horizontal plane in which case FIG. 2a represents the front view of this configuration. The directors (15) can also be in two planes inclined to the horizontal at the angle f. In this case, FIG. Zb represents the front view of this configuration, represented in plan and in profile by FIGS. 3a and 3b.

La figure 4a représente la vue de profil d'un éperon (19) qui remplace le bulbe (2) comme support central des ailerons (14).Figure 4a shows the side view of a spur (19) which replaces the bulb (2) as the central support of the fins (14).

Comme précédemment, les ailerons sont calés suivant l'angle g par rapport à I'horizontale, rendant les ailerons porteurs lorsque le navire avance. L'éperon se trouve dans le prolongement de étrave (1). Les sections par des plans horizontaux Fo, F1, F2,
F3 et par des plans verticaux VO, V1, V2, V3 sont tracées sur les figures 4b et 4c.As before, the ailerons are wedged at the angle g with respect to the horizontal, making the ailerons load-bearing when the ship is advancing. The spur is located in the extension of the bow (1). The sections by horizontal planes Fo, F1, F2,
F3 and by vertical planes VO, V1, V2, V3 are plotted in FIGS. 4b and 4c.

La figure 4b représénte une vue en plan de l'ensemble ailerons (14) et éperon (19). Les ailerons 14) peuvent avoir leurs directrices perpendiculaires au plan de symetrie-du navire, ou inclinées en flèche suivant l'angle 6 . Les courbes F1, F2, F3,
F4 donnent l'idée de la forme étroite et effilée de L'éperon (19). La ligne (18) est la ligne de flottaison de la carène du navire. Les courbes F1, F2, F3, F4 se prolongent par des droites parallèles au plan vertical de symétrie jusqu'à couper la crène.Figure 4b shows a plan view of the fin (14) and spur (19) assembly. The fins 14) may have their guidelines perpendicular to the plane of symmetry of the ship, or inclined in an arrow at an angle 6. The curves F1, F2, F3,
F4 give the idea of the narrow and tapered shape of The spur (19). Line (18) is the waterline of the ship's hull. The curves F1, F2, F3, F4 are extended by lines parallel to the vertical plane of symmetry until cutting the crenum.

La figure 4c représente une coupe de l'ensemble aileron (14) et éperon (19) par le plan vertical V2. Les directrices (15) des ailerons (14) peuvent etre soit dans le même plan comme dans la partie gauche de la figure, ou dans un dièdre défini par l'angle C comme précédemment.FIG. 4c represents a section of the fin (14) and spur (19) assembly by the vertical plane V2. The directors (15) of the fins (14) can be either in the same plane as in the left part of the figure, or in a dihedral defined by the angle C as previously.

La figure 4d représente des coupes de l'éperon (19) par des plans VO, V1, V2, V3 pour compléter la description de l'éperon (19). Celui-ci est très aminci par rapport au bulbe (2).Figure 4d shows sections of the spur (19) by planes VO, V1, V2, V3 to complete the description of the spur (19). It is very thinner compared to the bulb (2).

La figure Sa représente une coupe du dispositif par le plan vertical de symétrie du navire. L'aileron (14) peut osciller autour de l'axe (20). L'axe (20)est solidaire d'une manivelle (21) entraînée par un vérin (22) relié à la charpente (23) du navire par la platine (24). Le vérin (22) reçoit de l'huile sous pression de manière à modifier l'angle g
Le débit d'huile est pulsé par une pompe hydraulique (25).Figure Sa represents a section of the device by the vertical plane of symmetry of the ship. The fin (14) can oscillate around the axis (20). The axis (20) is integral with a crank (21) driven by a jack (22) connected to the frame (23) of the ship by the plate (24). The jack (22) receives oil under pressure so as to modify the angle g
The oil flow is pulsed by a hydraulic pump (25).

Ledit débit est contrôlé par un tiroir (26) actionné par un solénoïde (27) excité par un pilote (28). Ce pilote est programmé de telle sorte que l'angle g permette au profil (14) de développer une action verticale tendant à neutraliser le tangage.Said flow rate is controlled by a slide (26) actuated by a solenoid (27) excited by a pilot (28). This pilot is programmed so that the angle g allows the profile (14) to develop a vertical action tending to neutralize the pitch.

La figure 5b représente le même dispositif vu en plan. L'axe (20) supportant l'aileron (14) traverse la paroi de l'appendice (2) ou (19). Une portée (29) protégée par le joint d'étanchéité (30) supporte l'axe (20), solidaire de la manivelle (21) et du vérin (22). Ce dit vérin est relié à la charpente (23) du navire par le support (24).FIG. 5b represents the same device seen in plan. The axis (20) supporting the fin (14) passes through the wall of the appendage (2) or (19). A bearing surface (29) protected by the seal (30) supports the axis (20), integral with the crank (21) and the jack (22). Said cylinder is connected to the frame (23) of the ship by the support (24).

Le dispositif proposé permet aux navires d'augmenter leur vitesse et d'améliorer leur tenue à la mer. The proposed device allows ships to increase their speed and improve their handling at sea.

Claims

1. Device making it possible to reduce the resistance to the advancement of a ship, capable in particular of allowing an increase in its speed, characterized in that it comprises an oblong ovoid appendage (2) extending over a length of between five percent and fifteen percent of the length at the waterline and in front of the front perpendicular (perpendicular passing through A), the section.

cross section of this appendage up to fifteen percent of the cross section of the master couple.

2. Device according to claim 1, characterized in that said appendage comprises a circular upper cylindrical part (4) and a lower part. in the form of a dihedral (5).

3. Device according to any one of claims 1 and 2, characterized that this gu '+ 1 further comprises a longitudinal rib

whose apex (ABC) / AB connects the point (A) where the stem (1) pierces the waterline (F) at a point (B) located on the vertical plane of symmetry and in front of said point (A) .

4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cylindrical part (4) is immersed.

5. Device according to any one of claims 1 to 4r characterized in that it further comprises a set of two fins (14) symmetrical with respect to the longitudinal vertical plane of symmetry (S) which can be arranged in the same plane ( Figure 2a) or dihedral (Figure 2b).

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a set of two fins (14) symmetrical relative to the longitudinal vertical plane of symmetry (S), which can be arranged transversely or in an arrow

7. Device according to any one of claims 5 and 6, characterized in that the assembly of the two fins (14) is supported by said appendage (2).

8. Device according to any one of claims 5 and 6, characterized in that the assembly of the two fins (14) is supported by a thinned submerged appendage (19), serving as central support.

9. Device according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the wedge angle (γ) of the two spurs can be controlled by a hydraulic servomechanism (21-22-25-28) intended to reduce the pitch.