[go: up one dir, main page]

RU2827118C2 - High-speed boat (gliding vessel) hull with improved running characteristics - Google Patents

High-speed boat (gliding vessel) hull with improved running characteristics Download PDF

Info

Publication number
RU2827118C2
RU2827118C2 RU2022130221A RU2022130221A RU2827118C2 RU 2827118 C2 RU2827118 C2 RU 2827118C2 RU 2022130221 A RU2022130221 A RU 2022130221A RU 2022130221 A RU2022130221 A RU 2022130221A RU 2827118 C2 RU2827118 C2 RU 2827118C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hull
transom
cheekbone
along
keel
Prior art date
Application number
RU2022130221A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2022130221A (en
Inventor
Михаил Владимирович Алешин
Николай Николаевич Комаров
Дмитрий Сергеевич Полищук
Алексей Юрьевич Исаев
Станислав Петрович Павлов
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Publication of RU2022130221A publication Critical patent/RU2022130221A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2827118C2 publication Critical patent/RU2827118C2/en

Links

Abstract

FIELD: shipbuilding.
SUBSTANCE: invention relates to ship building, particularly, to hull of high-speed boats. High-speed boat hull has hard-chine lines with angles of external deadness of at least 14°. In the aft part, the bottom is made with a break at the keel line, which forms a flat section of the bottom adjacent to the transom, perpendicular to the centre plane (CP) and which is an equilateral triangle with a base on the transom, which is symmetrical relative to the CP, equal to 0.05 to 0.15 of the width of the body along the bow on the transom, and apex on the keel line located at distance of 3−4 theoretical spacings from the transom. Controlled interceptors extending across the incident flow are installed along the aft edge of the bottom from the keel to the bows with possibility to change its extension below surface of bottom from 0 to maximum value equal to 0.01 to 0.03 of width of body along bow on transom, in order to change angle of running trim.
EFFECT: maximum reduction of resistance to movement and increase of hydrodynamic quality at optimal for each speed of movement of interceptor extension.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению и касается корпуса высокоскоростных катеров (глиссирующих судов).The invention relates to shipbuilding and concerns the hull of high-speed boats (planing vessels).

Известны скоростные глиссирующие катера и суда различного назначения с обводами с умеренной и повышенной килеватостью и с обводами типа «глубокое V», основной особенностью которых является большая килеватость днища (более 10°), которая сохраняется постоянной от миделя до транца (см. Справочник по малотоннажному судостроению, издательство «Судостроение», Ленинград, 1987 г.). Величина углов килеватости днища от транца до миделя у них лежит в пределах от 10 до 30°. Как правило, такие корпуса имеют на днище продольные реданы. Недостатком таких корпусов является то, что, обеспечивая достаточную мореходность при движении с высокими скоростями, они требуют значительной энерговооруженности вследствие относительно низкого гидродинамического качества таких обводов по сравнению, например, с немореходными обводами с малой килеватостью.High-speed planing boats and vessels of various purposes are known with moderate and increased deadrise hulls and with deep-V hulls, the main feature of which is a large deadrise of the bottom (more than 10°), which remains constant from midship to transom (see Handbook of Small-Tonnage Shipbuilding, Sudostroenie Publishing House, Leningrad, 1987). The deadrise angles of the bottom from transom to midship are in the range from 10 to 30°. As a rule, such hulls have longitudinal slats on the bottom. The disadvantage of such hulls is that, while providing sufficient seaworthiness when moving at high speeds, they require significant power-to-weight ratio due to the relatively low hydrodynamic quality of such hulls compared, for example, with unseaworthy hulls with a small deadrise.

Известно, что гидродинамическое качество глиссирующих корпусов с указанной выше килеватостью более 10° на больших числах Фруда по водоизмещению Fro может быть увеличено введением в конструкцию днища горизонтальных плоских элементов, повышающих несущие свойства корпуса, что проявляется в увеличении подъемной силы и всплытия корпуса на больших скоростях движения, благодаря чему может уменьшаться смоченная поверхность корпуса и связанное с ней сопротивление трения.It is known that the hydrodynamic quality of planing hulls with the above-mentioned deadrise of more than 10° at high Froude numbers for displacement Fro can be increased by introducing horizontal flat elements into the bottom design, which increase the load-bearing properties of the hull, which is manifested in an increase in the lifting force and the floating of the hull at high speeds, due to which the wetted surface of the hull and the frictional resistance associated with it can be reduced.

Известно так же, что гидродинамическое качество глиссирующих корпусов при больших числах Фруда растет при смещении центра масс по направлению от миделя к транцу (в корму), при этом на меньших числах Фруда наблюдается существенное ухудшение гидродинамического качества в районе так называемого "горба сопротивления". В таких случаях для снижения сопротивления движению и повышения гидродинамического качества на скоростях хода в районе "горба сопротивления" распространено управление углом ходового дифферента катера путем использования транцевых плит или транцевых интерцепторов (как неподвижных, так и управляемых).It is also known that the hydrodynamic quality of planing hulls at high Froude numbers increases with the displacement of the center of mass in the direction from the midship to the transom (to the stern), while at lower Froude numbers a significant deterioration in the hydrodynamic quality is observed in the area of the so-called "drag hump". In such cases, to reduce the resistance to movement and increase the hydrodynamic quality at speeds in the area of the "drag hump", it is common to control the boat's running trim angle by using transom plates or transom interceptors (both fixed and controllable).

Целью настоящего изобретения является разработка корпуса высокоскоростного катера (глиссирующего судна), который при сохранении большой (более 14°) килеватости днища от миделя до транца обеспечил бы снижение сопротивления движению и повышение гидродинамического качества как при больших числах Фруда, характерных для максимальных скоростей хода, так и при меньших числах Фруда в районе "горба сопротивления".The purpose of the present invention is to develop a hull for a high-speed boat (planing vessel) which, while maintaining a large (more than 14°) deadrise of the bottom from midship to transom, would provide a reduction in resistance to movement and an increase in hydrodynamic quality both at high Froude numbers, characteristic of maximum speeds, and at lower Froude numbers in the region of the "resistance hump".

Для достижения указанной цели предлагаемый корпус имеет следующую совокупность существенных отличий, поясняемых чертежами на фиг.1 и фиг. 2:To achieve the stated goal, the proposed housing has the following set of significant differences, explained by the drawings in Fig. 1 and Fig. 2:

- в кормовой части корпуса днище сформировано со сломом у килевой линии, который образует примыкающий к транцу плоский участок днища 1, перпендикулярный ДП и представляющий собой симметричный относительно ДП равносторонний треугольник с основанием по линии пресечения с транцем, равным от 0,05 до 0,15 ширины корпуса по скуле на транце Bctr и вершиной на килевой линии, который имеет протяженность в нос от своего основания на 3-4 теоретические шпации (на 0,15-0,20 длины по КВЛLCWL);- in the aft part of the hull the bottom is formed with a break at the keel line, which forms a flat section of the bottom 1 adjacent to the transom, perpendicular to the DP and representing an equilateral triangle symmetrical relative to the DP with a base along the line of intersection with the transom, equal to 0.05 to 0.15 of the width of the hull along the cheekbone on the transom Bctr and the apex on the keel line, which has an extension towards the bow from its base by 3-4 theoretical spaces (by 0.15-0.20 of the length along the KWL CWL );

- на транце по кормовой кромке днища от киля до скул установлены, выдвигающиеся поперек набегающего потока, управляемые интерцепторы 2 с возможностью изменять свой выдвиг ниже поверхности днища от 0 до максимального значения, равного от 0,01 до 0,03 ширины корпуса по скуле на транце BCtr, с целью изменения угла ходового дифферента и достижения максимального снижения сопротивления движению и повышения гидродинамического качества при оптимальном для каждой скорости движения выдвиге интерцепторов.- on the transom along the aft edge of the bottom from the keel to the cheekbones, controlled interceptors 2 are installed, extending across the oncoming flow, with the ability to change their extension below the bottom surface from 0 to a maximum value equal to 0.01 to 0.03 of the hull width along the cheekbone on the transom B Ctr , in order to change the running trim angle and achieve maximum reduction in resistance to movement and increase in hydrodynamic quality with an optimal extension of the interceptors for each speed of movement.

Кроме того, для уменьшения смоченной поверхности корпуса, уменьшения замыва брызговыми струями борта над скулами и повышения гидродинамического качества корпуса за счет увеличения подъемной силы (силы динамического поддержания) на днище между килем и скулой дополнительно могут устанавливаться продольные реданы 3 (две-три ветки с каждого борта), а также формироваться отгиб скулы 4 так, что от внутренней, ближней к ДП, линии слома до скулы ветки шпангоутов перпендикулярны ДП или отклонены вниз по мере удаления от ДП и приближения к скуле. Аналогично отгиб скулы может формироваться в виде идущего вдоль скулы накладного брызгоотбойного бруса на всю свою ширину или частично выходящего за линию скулы наружу. При этом ширина каждого продольного редана и отогнутого участка днища вдоль кромки скулы составляет от 0,02 до 0,03 ширины корпуса по скуле BC.In addition, in order to reduce the wetted surface of the hull, reduce the washout of the side above the chines by spray jets and improve the hydrodynamic quality of the hull due to the increase in the lifting force (dynamic support force), longitudinal chines 3 (two or three branches on each side) can be additionally installed on the bottom between the keel and the chine, and a chine bend 4 can be formed so that from the inner, closest to the DP, break line to the chine, the frame branches are perpendicular to the DP or are deflected downwards as they move away from the DP and approach the chine. Similarly, the chine bend can be formed in the form of an overhead splash guard running along the chine along its entire width or partially extending beyond the chine line outward. In this case, the width of each longitudinal chine and the bent section of the bottom along the edge of the chine is from 0.02 to 0.03 of the hull width along the chine B C .

Результат внедрения предлагаемого изобретения состоит в следующем:The result of the implementation of the proposed invention is as follows:

- примыкающий к транцу треугольный в плане плоский участок днища снижает сопротивление движению и повышает гидродинамическое качество корпуса на высоких числах Фруда (при FrG>3,5 для испытанной модели) за счет уменьшения смоченной поверхности корпуса вследствие увеличения угла ходового дифферента и всплытия, вызывающих рост подъемной силы (силы динамического поддержания);- the triangular flat section of the bottom adjacent to the transom reduces the resistance to movement and increases the hydrodynamic quality of the hull at high Froude numbers (at Fr G >3.5 for the tested model) due to the reduction of the wetted surface of the hull due to the increase in the angle of running trim and ascent, causing an increase in the lifting force (dynamic support force);

- на меньших скоростях движения в районе "горба сопротивления" (при 1,0<FrG<3,0 для испытанной модели) особенно при смещении центра масс катера в корму (выгодном с точки зрения повышения гидродинамического качества на высоких числах Фруда) для снижения сопротивления движению и повышения гидродинамического качества корпуса используются оптимальные для каждой скорости хода выдвиги транцевых интерцепторов;- at lower speeds in the area of the "drag hump" (at 1.0<Fr G <3.0 for the tested model), especially when the boat's center of mass is shifted to the stern (advantageous from the point of view of increasing the hydrodynamic quality at high Froude numbers), the optimal extensions of the transom interceptors for each speed are used to reduce the resistance to movement and increase the hydrodynamic quality of the hull;

- между указанными выше диапазонами скоростей хода (при 3,0<FrG<3,5 для испытанной модели) сопротивление движению и гидродинамическое качество предлагаемого корпуса незначительно отличается от корпуса с повышенной килеватостью без предлагаемых изменений;- between the above speed ranges (at 3.0<Fr G <3.5 for the tested model), the resistance to movement and the hydrodynamic quality of the proposed hull differ slightly from the hull with increased deadrise without the proposed changes;

- дополнительная установка продольных реданов и формирование отгиба скулы (либо установка вдоль скулы накладного брызгоотбойного бруса) также способствуют снижению сопротивления движению и повышению гидродинамического качества в рассмотренных выше диапазонах скоростей движения за счет уменьшения смоченной поверхности корпуса и увеличения подъемной силы (силы динамического поддержания).- additional installation of longitudinal ribs and formation of a chine bend (or installation of an overhead splash guard along the chine) also contribute to reducing resistance to movement and increasing hydrodynamic quality in the above-mentioned ranges of movement speeds due to a reduction in the wetted surface of the hull and an increase in lift (dynamic support force).

Эффект уменьшения сопротивления движению и увеличения гидродинамического качества корпуса высокоскоростного катера (глиссирующего судна), выполненного предложенным образом, был экспериментально подтвержден при буксировочных испытаниях модели с относительной абсциссой центра масс XG/LCWL=0,339 в опытовом бассейне в диапазоне чисел Фруда 0,25<FrG<4,1. На модели в исходном и модифицированном предложенным способом варианте были установлены продольные реданы и был выполнен отгиб скулы, как описано выше. Результаты буксировочных испытаний в виде зависимостей от числа Фруда по водоизмещению FrG относительного сопротивление модели Rm/(ρ⋅(BC)3) в исходном и модифицированном вариантах приведены на фиг.3. Положительный эффект от упомянутого выше примыкающего к транцу треугольного в плане плоского участка днища проявляется на высоких скоростях движения при FrG>3,5 и выражается в уменьшении сопротивления движению по мере дальнейшего роста скорости хода. При этом сопротивление уменьшается на 5% уже при FrG=4,0. Эффект от оптимального выдвига транцевых интерцепторов на меньших скоростях движения в районе "горба сопротивления" присутствует при числах Фруда по водоизмещению 1,0<FrG<3,0. При этом максимальное уменьшение сопротивления движения составляет ~18% при 1,5<FrG<2,0. В промежуточном диапазоне скоростей хода при 3,0<FrG<3,5 сопротивление движению предлагаемого корпуса практически не отличается от исходного.The effect of reducing the resistance to movement and increasing the hydrodynamic quality of the hull of a high-speed boat (planing vessel) made in the proposed manner was experimentally confirmed during towing tests of a model with a relative abscissa of the center of mass X G /L CWL = 0.339 in an experimental tank in the range of Froude numbers 0.25 < Fr G < 4.1. On the model in the original version and the version modified in the proposed manner, longitudinal chines were installed and the cheekbone was bent as described above. The results of the towing tests in the form of dependencies on the Froude number for displacement Fr G of the relative resistance of the model R m / (ρ⋅ (B C ) 3 ) in the original and modified versions are shown in Fig. 3. The positive effect of the above-mentioned triangular flat section of the bottom adjacent to the transom manifests itself at high speeds at Fr G > 3.5 and is expressed in a decrease in resistance to movement as the speed further increases. In this case, the resistance decreases by 5% already at Fr G = 4.0. The effect of the optimal extension of the transom interceptors at lower speeds in the area of the "resistance hump" is present at Froude numbers for displacement 1.0 < Fr G < 3.0. In this case, the maximum reduction in the resistance is ~ 18% at 1.5 < Fr G < 2.0. In the intermediate range of speeds at 3.0 < Fr G < 3.5, the resistance to movement of the proposed hull is practically no different from the original.

Предлагаемый корпус высокоскоростного катера (глиссирующего судна) на примере испытанной модели обладает меньшим сопротивлением движению и более высоким гидродинамическим качеством при движении на высоких скоростях хода при FrG>3,5 и в районе "горба сопротивления" при 1,0<FrG<3,0 при приблизительно равном сопротивлении движению в промежуточном диапазоне скоростей хода при 3,0<FrG<3,5, что выгодно отличает его от обычного корпуса.The proposed hull of a high-speed boat (planing vessel), using the tested model as an example, has lower resistance to movement and higher hydrodynamic quality when moving at high speeds at Fr G >3.5 and in the region of the "resistance hump" at 1.0<Fr G <3.0 with approximately equal resistance to movement in the intermediate range of speeds at 3.0<Fr G <3.5, which distinguishes it favorably from a conventional hull.

Claims (2)

1. Корпус высокоскоростного катера, имеющий остроскулые обводы с углами внешней килеватости, по меньшей мере 14°, характеризующийся тем, что в кормовой части днище выполнено со сломом у килевой линии, который образует примыкающий к транцу плоский участок днища, перпендикулярный диаметральной плоскости (ДП) и представляющий собой симметричный относительно ДП равносторонний треугольник с основанием на транце, равным от 0,05 до 0,15 ширины корпуса по скуле на транце, и вершиной на килевой линии, расположенной на расстоянии 3-4 теоретические шпации от транца, при этом по кормовой кромке днища от киля до скул установлены выдвигающиеся поперек набегающего потока управляемые интерцепторы с возможностью изменять свой выдвиг ниже поверхности днища от 0 до максимального значения, равного от 0,01 до 0,03 ширины корпуса по скуле на транце, с целью изменения угла ходового дифферента и достижения максимального снижения сопротивления движению и повышения гидродинамического качества при оптимальном для каждой скорости движения выдвиге интерцепторов. 1. A hull for a high-speed boat with sharp-chine contours with external deadrise angles of at least 14°, characterized in that in the aft part the bottom is made with a break at the keel line, which forms a flat section of the bottom adjacent to the transom, perpendicular to the centerline plane (CP) and representing an equilateral triangle symmetrical relative to the CP with a base on the transom equal to from 0.05 to 0.15 of the hull width along the chine on the transom, and a apex on the keel line located at a distance of 3-4 theoretical frames spaces from the transom, while along the aft edge of the bottom from the keel to the chines, controllable interceptors are installed that extend transversely to the oncoming flow, with the ability to change their extension below the bottom surface from 0 to a maximum value equal to from 0.01 to 0.03 of the hull width along the chine on the transom, in order to change the running trim and achieving maximum reduction in resistance to movement and increase in hydrodynamic quality with optimal extension of interceptors for each movement speed. 2. Корпус высокоскоростного катера по п.1, характеризующийся тем, что для уменьшения смоченной поверхности корпуса и замыва брызговыми струями борта над скулами, а также для повышения гидродинамического качества корпуса за счет увеличения подъемной силы на днище между килем и скулой дополнительно могут устанавливаться продольные реданы и формироваться отгиб скулы путем отклонения вниз до горизонтали или ниже веток шпангоутов перед кромкой скулы или в виде идущего вдоль скулы накладного брызгоотбойного бруса, выходящего за линию скулы наружу, при этом ширина каждого продольного редана и отгиба днища вдоль кромки скулы составляет от 0,02 до 0,03 ширины корпуса по скуле.2. The hull of a high-speed boat according to paragraph 1, characterized in that in order to reduce the wetted surface of the hull and the washing away of the side above the cheekbones by spray jets, as well as to improve the hydrodynamic quality of the hull by increasing the lifting force on the bottom between the keel and the cheekbone, longitudinal slats can be additionally installed and a cheekbone bend can be formed by deflecting downwards to the horizontal or below the branches of the frames in front of the edge of the cheekbone or in the form of an overhead splash guard running along the cheekbone, extending beyond the line of the cheekbone outward, wherein the width of each longitudinal slat and the bend of the bottom along the edge of the cheekbone is from 0.02 to 0.03 of the width of the hull along the cheekbone.
RU2022130221A 2022-11-21 High-speed boat (gliding vessel) hull with improved running characteristics RU2827118C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2022130221A RU2022130221A (en) 2024-05-21
RU2827118C2 true RU2827118C2 (en) 2024-09-23

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4022143A (en) * 1975-09-24 1977-05-10 Krenzler Leo M Wide-keeled boat hull with multiple, straight line planing surfaces
RU2131822C1 (en) * 1998-07-15 1999-06-20 Закрытое акционерное общество "Отделение морских систем ОКБ им.П.О.Сухого" Planing vessel
RU144285U1 (en) * 2014-04-28 2014-08-20 Илья Георгиевич Мисожников Hull of a Gliding Ship
RU154728U1 (en) * 2014-12-22 2015-09-10 Хаджи-Мурат Магзамович Валеев BODY OF A GLISING VESSEL WITH VALEEV-MOROZOV CIRCUITS
RU169055U1 (en) * 2016-10-26 2017-03-02 Акционерное общество "Катав-Ивановский приборостроительный завод" Hull of a Gliding Ship

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4022143A (en) * 1975-09-24 1977-05-10 Krenzler Leo M Wide-keeled boat hull with multiple, straight line planing surfaces
RU2131822C1 (en) * 1998-07-15 1999-06-20 Закрытое акционерное общество "Отделение морских систем ОКБ им.П.О.Сухого" Planing vessel
RU144285U1 (en) * 2014-04-28 2014-08-20 Илья Георгиевич Мисожников Hull of a Gliding Ship
RU154728U1 (en) * 2014-12-22 2015-09-10 Хаджи-Мурат Магзамович Валеев BODY OF A GLISING VESSEL WITH VALEEV-MOROZOV CIRCUITS
RU169055U1 (en) * 2016-10-26 2017-03-02 Акционерное общество "Катав-Ивановский приборостроительный завод" Hull of a Gliding Ship

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4606291A (en) Catamaran with hydrofoils
US5402743A (en) Deep chine hull design
US4708085A (en) Marine hull
USRE36879E (en) Planing boat hull
US6176196B1 (en) Boat bottom hull design
JPH07215266A (en) Sliding type ship hull
US5425325A (en) High-speed lateral-stability hull construction
RU2514964C2 (en) Bow bulb design
US8701583B2 (en) Hydrofoil-assisted multi-hulled watercraft
EP0033563B1 (en) A v-shaped bottom for speedy motorboats having improved planing supporting skids
RU2827118C2 (en) High-speed boat (gliding vessel) hull with improved running characteristics
JP2015520063A (en) Sliding hull for rough seas
CN102770339B (en) Possess and reduce the hull structure that resistance in waves increases end difference
US4774902A (en) Mid-planing hull
WO2007041809A1 (en) Planning boat hull with keel bounded by recesses
US5002004A (en) Planing boat
CN211617980U (en) Shallow V-shaped boat
JP2836738B2 (en) High speed ship trim tub device
EP0051073A1 (en) Catamaran type boat
JPH03186496A (en) Submerged ship hull for high speed ship
CN216232818U (en) Planing boat type with enhanced transverse stability
RU2025389C1 (en) Catamaran
RU2762447C1 (en) Catamaran
RU2562086C2 (en) High-speed single-hull displacement surface ship stabiliser
RU2022130221A (en) Hull of a high-speed boat (planing vessel) with improved performance