RU2150402C1

RU2150402C1 - Method of reduction of hydrodynamic resistance of ship's hull

Info

Publication number: RU2150402C1
Application number: RU99121618/28A
Authority: RU
Inventors: Б.П. Таланов
Original assignee: Таланов Борис Петрович
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2000-06-10

Abstract

FIELD: shipbuilding; reduction of hydrodynamic resistance of ship's hulls. SUBSTANCE: method consists in forming rated bulbous shape in underwater fore portion of ship. This shape is formed from cylinders in recess of fore portion; generatrix of these cylinders corresponds to rated shape over edges of cylinders. It is good practice to make recess narrowing from fore portion and to connect its channel with surface of ship's hull. EFFECT: improved service characteristics of ship. 2 cl

Description

Изобретение относится к снижению волнового сопротивления корпуса скоростного судна, преимущественно военного назначения, а также снижению трения боковых поверхностей корпуса судна о водную среду. Техническое решение может быть использовано для надводных судов и подводных лодок. The invention relates to reducing wave resistance of a hull of a high-speed vessel, mainly for military purposes, as well as reducing friction of the side surfaces of the hull of the vessel against the aquatic environment. The technical solution can be used for surface ships and submarines.

Известно, что судно при любой скорости движения создает волны, на образование которых уходит до 75% мощности судна ("Элементарный учебник физики" под редакцией Ландсберга, том 1, стр. 409-410). It is known that a vessel at any speed creates waves that take up to 75% of the vessel’s power to produce (Elementary Physics Textbook, edited by Landsberg, Volume 1, pp. 409-410).

Волны обусловлены формой корпуса и для снижения волнообразования используют бульбообразную форму подводной части у передней оконечности судна. Кроме этого, относительная скорость поверхности корпуса (боковой и передней части) имеет разность скоростей относительного перемещения, которая равна скорости судна, если поверхность соосна направлению движения. Относительная скорость резко возрастает, когда поверхность корпуса расположена перпендикулярно движению или под углом к направлению движения, что и имеет место при бульбообразной форме носовой части. Поверхность корпуса судна образована металлическими листами, которые при любой обработке будут иметь повышенный коэффициент трения с водной массой при максимальной относительной скорости, равной скорости судна. The waves are due to the shape of the hull and, to reduce wave formation, use the bulbous shape of the underwater part at the front end of the vessel. In addition, the relative speed of the hull surface (side and front) has a difference in the relative displacement speeds, which is equal to the speed of the vessel if the surface is aligned with the direction of movement. The relative speed increases sharply when the surface of the body is perpendicular to the movement or at an angle to the direction of movement, which is the case with the bulbous shape of the bow. The surface of the hull is formed by metal sheets, which during any treatment will have an increased coefficient of friction with water mass at a maximum relative speed equal to the speed of the vessel.

Целью технического решения является устранение или, по крайней мере, снижения гидродинамического сопротивления. The purpose of the technical solution is to eliminate or at least reduce the hydrodynamic drag.

Технический результат достигается тем, что бульбообразную форму подводной части судна образуют из цилиндров в выеме передней носовой части судна, а передние кромки цилиндров образуют расчетную форму по образующей, при этом выем выполняют сужающимся по мере удаления от носовой части и соединяют сужающуюся часть выема каналами с поверхностью корпуса. The technical result is achieved by the fact that the bulbous shape of the underwater part of the vessel is formed from cylinders in the recess of the front bow of the vessel, and the front edges of the cylinders form the calculated shape along the generatrix, while the hollow is tapering as it moves away from the bow and the tapering part of the hollow is connected to the surface corps.

Пояснения к техническому решению:
1. Цилиндрами можно образовать любую расчетную форму по образующей, которая наиболее приемлема для данной скорости и среде перемещения; средой перемещения может быть и воздушная среда, и различные жидкие среды приборов, например расходомеров.Explanations for the technical solution:
1. Cylinders can form any design form along the generatrix, which is most acceptable for a given speed and moving environment; The moving medium can be both an air medium and various liquid media of devices, for example flowmeters.

2. Будут наблюдаться следующие физические процессы при взаимодействии набегающего водного потока (далее рассматривается только относительно водной среды, но выводы и сами процессы будут полностью соответствовать перемещению и в воздушной среде). 2. The following physical processes will be observed during the interaction of the incoming water flow (hereinafter, it will be considered only with respect to the water environment, but the conclusions and the processes themselves will fully correspond to the movement in the air).

Будет наблюдаться перетек водной среды с кромки с более высоким уровнем на более низкий уровень по направлению действия набегающего потока водной массы. Образующая при движении будет "гладкой", т.е. не иметь ступенек, т.к. процесс перетекания будет непрерывным. Тогда трение набегающего потока водной массы будет взаимодействовать с водной поверхностью. Это резко снизит трение и, следовательно, гидродинамическое сопротивление движению судна. There will be an overflow of the aquatic environment from the edge with a higher level to a lower level in the direction of the incident flow of the water mass. The generatrix during the motion will be "smooth", i.e. not have steps, because the overflow process will be continuous. Then the friction of the oncoming flow of the water mass will interact with the water surface. This will sharply reduce friction and, therefore, hydrodynamic resistance to the movement of the vessel.

Причем скорость стекающего водного потока будет близка к скорости набегающего водного потока, что также приведет к снижению гидродинамического сопротивления. Эта скорость будет наблюдаться и даже на поверхности, которая перпендикулярна движению судна. Moreover, the speed of the flowing water stream will be close to the speed of the incident water stream, which will also lead to a decrease in hydrodynamic resistance. This speed will be observed even on a surface that is perpendicular to the movement of the vessel.

3. Выем, в котором размещены цилиндры, образует гидроусилитель и давление на входе каждого канала будет больше, чем на входе в выем. Это обстоятельство позволит получить на выходе из каждого канала скорость большую, чем на входе в выем (цилиндр). Это придаст и реактивную составляющую движению судна и снизит трение, т.к. будет осуществляться взаимодействие между слоями водной среды: неподвижная - окружающая водная среда, подвижная от перетекания водного потока из цилиндров и водного потока из каналов после выема, причем водные потоки будут близки по своей скорости и противоположно направлены, что также приведет к резкому снижению трения и, следовательно, гидродинамического сопротивления. Каналы можно вывести на поверхность корпуса по всей поверхности его, а боковые поверхности можно образовать параллельными плоскостями, т. к. цилиндры полностью компенсируют кромками цилиндров любую наперед заданную форму носовой части судна. 3. The recess in which the cylinders are placed forms a hydraulic booster and the pressure at the inlet of each channel will be greater than at the inlet to the recess. This circumstance will make it possible to obtain a higher velocity at the exit from each channel than at the entrance to the recess (cylinder). This will give a reactive component to the movement of the vessel and reduce friction, because the interaction between the layers of the aquatic environment will be carried out: motionless - the surrounding aquatic environment, mobile from the flow of water from the cylinders and the water stream from the channels after removal, and the water flows will be close in speed and oppositely directed, which will also lead to a sharp decrease in friction and, hence hydrodynamic drag. The channels can be brought to the surface of the hull over its entire surface, and the lateral surfaces can be formed in parallel planes, since the cylinders completely compensate with the edges of the cylinders any forward shape of the bow of the vessel.

Таким образом, достигаются все поставленные цели, а именно:
- образование любой расчетной поверхности носовой части объекта,
- снижение трения самой носовой части объекта о среду перемещения,
- снижение трения боковых поверхностей объекта за счет вывода среды перемещения на поверхность объекта,
- получение дополнительной реактивной силы от среды, которая выходит из каналов.Thus, all the goals are achieved, namely:
- the formation of any calculated surface of the bow of the object,
- reduced friction of the bow of the object on the environment of movement,
- reduction of friction of the side surfaces of the object due to the output of the moving medium to the surface of the object,
- obtaining additional reactive force from the medium that exits the channels.

Claims

1. A method of reducing the hydrodynamic resistance of the hull, including the formation in the underwater bow of the vessel of a calculated shape, for example a bulb-like shape, characterized in that the design shape is formed from cylinders in the front opening, the generatrix of which corresponds to the calculated shape along the edges of the cylinders.

2. The method according to claim 1, characterized in that the recess is made tapering as it moves away from the bow and connect its channel to the surface of the hull.