Результат интеллектуальной деятельности: ЭКРАНОХОД

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при проектировании, строительстве, эксплуатации судов с воздушной подушкой.

Известны однокорпусные водоизмещающие суда с острыми корпусами, для которых характерна плохая поперечная остойчивость. Для обеспечения остойчивости судна при дальнейшем повышении отношения длины корпуса к ширине с целью повышения скорости и мореходности приходится переходить к многокорпусной схеме (Дэг Пайк. Журнал «Катера и яхты» №2/1990, с.44-49).

Известно судно по патенту RU 2254250 от 22.07.2002. Экраноплан имеет центроплан, выполненный с аэродинамическими профилями в продольных сечениях. Сигарообразный фюзеляж экраноплана установлен на центроплане. Кабина экипажа и грузопассажирский салон расположены в фюзеляже. Полые герметичные продольные балки установлены на периферии центроплана по его концам. Надувные амортизирующие баллоны смонтированы под продольными балками. Два киля с рулями направления установлены на законцовках продольных балок. Горизонтальное оперение расположено на килях и включает в себя на участке между килями руль высоты, а на участках периферийных консолей - элероны. Толкающий винтовой движитель горизонтальной тяги заключен в кольцеобразный наружный обтекатель. Двигатель винтового движителя установлен внутри обтекателя хвостовой части фюзеляжа. Комплекс взлетно-посадочных устройств экраноплана включает в себя средства создания статической воздушной подушки под центропланом. Указанному судну свойственны сложность и высокая себестоимость изготовления, низкая по сравнению с судами прочность корпуса, связанная с наличием крыла, малая грузоподъемность, высокая шумность воздушных двигателей и движителей, большой радиус поворота на крейсерской скорости, низкая мореходность, высокая степень риска судовождения.

В качестве ближайшего аналога принят глиссирующий катер "Си Рейдер". Катер с воздушной разгрузкой был построен в Японии (Н.И. Белавин. Экранопланы.- Л.,: Судостроение, 1977, с. 131). Корпус катера представляет собой глиссирующую моторную лодку длиной 4,7 м, шириной 0,9 м. В кормовой части на уровне палубы установлены два воздушных крыла V-образной формы и размахом 3,2 м. На концах крыльев установлены небольшие надводные поплавки, которые могут входить в воду только в случае большого крена и только поочередно. Кроме того, крыло снабжено управляемым закрылком, угол атаки которого позволяет поддерживать дифферент в зависимости от нагрузки катера, скорости и состояния моря. Недостатки этого катера - плохая поперечная остойчивость на плаву, ограниченная мореходность, сложность в изготовлении, недостаточная прочность, высокая степень риска судовождения.

Целью предлагаемого изобретения является создание конструкции экранохода, обеспечивающей низкую себестоимость и простоту в изготовлении, необходимую остойчивость судна при его высокой скорости и повышенную мореходность.

Указанная цель достигается тем, что корпус экранохода выполнен водоизмещающим с днищем V-образной формы, при этом днище корпуса дополнительно оборудовано приливами, установленными от бортов к середине на расстоянии от носовой части. По диаметральной плоскости судна установлена лыжа с поперечными реданами, которые до 30% уменьшают соприкосновение лыжи с поверхностью воды. В носовой части установлены продольные реданы, которые выполнены полыми и сквозными.

Исполнение корпуса экранохода с приливами обеспечивает создание динамической воздушной подушки за счет изменения давления в тоннеле, образованного между килем прилива и центральной лыжей, при этом наибольшее значение давления создается в кормовой части. Кроме того, наличие приливов создает сопротивление образованию дифферента на корму при выходе на глиссирование. Изготовление продольных реданов полыми и сквозными обеспечивает экраноходу воздушную смазку в глиссирующем режиме.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид сбоку, на фиг. 2 изображен вид сверху и снизу, на фиг. 3 - вид с носа.

Предлагаемый экраноход включает в себя следующие элементы: корпус 1, внутри которого установлен главный двигатель 2, приводящий во вращение гребной винт 3 выполняющий функции руля, приливы 4, тоннели 5, лыжа 6 с поперечными реданами 9, продольные реданы 7, помещение для экипажа, грузопассажирский отсек или отсек для вооружений размещены в надстройке 8.

Устройство работает следующим образом:

В начале разгона, как у всех глиссирующих судов, когда начинает действовать упор винта, нос экранохода поднимается, что вызывает соответствующее погружение кормовых, более приполненных частей, резкое увеличение водоизмещения кормовой части экранохода останавливает увеличение дифферента. Дифферент экранохода во время выхода на глиссирование не велик. Носовая часть продольных полых сквозных реданов всегда находится над поверхностью воды. При движении экранохода, за продольными реданами образовывается разрежение, которое всасывает воздух и подает его под днище. Корпус, набегая на воздух, получает воздушную смазку, которая уменьшает сопротивление трения корпуса, что значительно увеличивает скорость. Минимальный дифферент и воздушная смазка позволяют экраноходу, практически, с началом движения выходить на глиссирование. При достижении определенной скорости на глиссировании в тоннелях начинают действовать воздушные динамические силы, равнодействующая которых направлена вверх и приложена к диаметральной плоскости. Что приводит к полному выравниванию корпуса по отношению к горизонтальной плоскости и выходу приливов из воды, после чего экраноход движется только на центральной лыже, на которую действуют гидродинамическая и гидростатическая силы направленные вверх и выталкивающие лыжу из воды. Остойчивость экранохода при движении обеспечивается наличием динамической воздушной подушки в тоннелях и гидродинамических сил на корпусе. При незначительных наклонениях происходит усиление экранного эффекта в тоннели приближающейся к поверхности воды и снижение эффекта под поднимающимся тоннелем. Таким образом, возникает восстанавливающий момент. При дальнейшем наклонении экранохода прилив касается воды и под действием гидродинамических и гидростатических сил дает дополнительный восстанавливающий импульс.

Экраноход благодаря малому общему сопротивлению способен двигаться со скоростью 80-110 км/час. Главные составляющие сопротивления движению для традиционных водоизмещающих судов волновое сопротивление, сопротивление трения и сопротивление формы сведены до минимума. Воздушное сопротивление при обтекаемых корпусе и надстройке невелико. Волновое сопротивление пренебрежительно мало, так как экраноход имеет острую ватерлинию. Сопротивление трения подводой части корпуса уменьшено снижением смоченной поверхности за счет наличия воздушной смазки, динамической воздушной подушки, поперечных реданов на центральной лыже.

Высокая скорость экранохода на волнении обеспечивается острыми формообразованиями носовых оконечностей корпуса, а также обтекаемой конструкцией надстройки. При движении на высокой скорости судно острым носом прорезает волну, не успевая, вследствие инертности, реагировать на циклические изменения сил поддержания, что обеспечивает пассажирам и экипажу комфортность при движении с высокой скоростью по волнам. Предлагаемое техническое решение может быть использовано при создании быстроходных судов различных размеров и водоизмещения от небольшого катера до лайнера.