Результат интеллектуальной деятельности: ФАЛЬШБОРТ

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции фальшбортов судов.

Известен фальшборт судна, содержащий наружную стенку с планширем, установленную с контрфорсами на палубном стрингере настила верхней палубы судна (В.А. Лесюков. «Теория и устройство судов внутреннего плавания», М: «Транспорт», 1982 г., с. 160, рис. 66).

Недостатком данного фальшборта судна является то, что он жестко соединен с корпусом и его положение не может быть изменено, что может потребоваться в процессе эксплуатации судна, в частности для предотвращения возникновения явления захвата волной носовой оконечности судна.

Известен откидной фальшборт и система слипа морских судов (Патент США №4274355, МПК В63В 35/18, опубл. 23.06.1981), позволяющий путем перемещения панелей палубы и фальшборта при помощи гидроцилиндров производить конверсию одного типа рыболовного судна в другой или изменять параметры кормовой оконечности судна данного типа в зависимости от стадии лова.

Недостатком данной конструкции является то, что фальшборт складывается лишь в районе слипа, а фальшборт в носовой оконечности судна не изменяет своего положения и, тем самым, ухудшает параметры обтекания корпуса судна при погружении носовой оконечности в воду, что может в штормовых условиях на встречном волнении привести к захвату носа судна волной, падению метацентрической высоты или разрушению корпуса судна [Бураковский Е.П., Бураковский П.Е. Некоторые проблемы обеспечения общей прочности судов в чрезвычайных ситуациях // Труды Крыловского государственного научного центра. - Вып. 82 (366), 2014. - С. 21-30].

В качестве ближайшего аналога принято устройство для создания полезной поверхности в виде платформы посредством фальшборта, установленного на корпусе судна с возможностью поворота в сторону борта судна и фиксации в горизонтальном положении (Европейский патент №1122164, МПК B63B 19/08, B63B 27/14, B63 3/48, опубл. 08.08.2001).

Существенным недостатком данной конструкции является то, что из-за наличия закрепленного фальшборта в носовой оконечности, а также за счет создания дополнительных поверхностей в виде откидных платформ, увеличивается гидродинамическая сила, действующая на корпус судна при его обтекании в условиях штормового моря, что может привести к гибели судна вследствие возникновения явления захвата волной носовой оконечности судна [Бураковский Е.П., Бураковский П.Е. Некоторые проблемы обеспечения общей прочности судов в чрезвычайных ситуациях // Труды Крыловского государственного научного центра. - Вып. 82 (366), 2014. - С. 21-30]. Захват носовой оконечности волной означает, что при сильном заливании палубы она работает в подводном положении как крыло, обтекаемое потоком жидкости, в результате чего на плоских поверхностях возникает равнодействующая сил давления, которая определяется углом атаки и скоростью набегающей жидкости. При этом положение усугубляется дополнительно установленным фальшбортом в носовой оконечности, увеличивающим силу, действующую на палубу судна при ее обтекании, а также наличием откидных платформ, если они находятся в горизонтальном положении, увеличивая площадь обтекаемой конструкции. Процесс обтекания является неустойчивым, в результате чего равнодействующая может в любой момент сместиться в сторону от диаметральной плоскости и вызвать сильный крен или опрокидывание судна, либо вызвать разрушение корпуса в случае отсутствия смещения равнодействующей из диаметральной плоскости.

Изобретение решает задачу повышения безопасности мореплавания, уменьшая вероятность захвата волной носовой оконечности судна, за счет улучшения условий обтекания погруженной в воду носовой оконечности вследствие изменения геометрических характеристик обтекаемых потоком жидкости конструкций, а также дополнительного снижения гидродинамической силы, действующей на носовую оконечность, уменьшения качки судна.

Для получения необходимого технического результата фальшборт, установленный на корпусе судна с возможностью поворота в сторону борта судна и фиксации в заданном положении, предлагается установить на третьей части длины судна в носовой оконечности, выполнить из отдельных секций, включающих наружную стенку и шарнирно закрепленные на палубе контрфорсы. Каждый контрфорс предлагается жестко соединить с ведомым зубчатым колесом, механически связанным с установленным под палубой двигателем для поворота и фиксации контрфорса в вертикальном положении за бортом судна.

В предлагаемом техническом решении в случае возникновения опасности захвата волной носовой оконечности производится поворот секций фальшборта в направлении от палубы к борту до достижения ими вертикального положения, причем верхняя часть секций фальшборта занимает нижнее положение, благодаря чему снижается гидродинамическая сила, действующая на носовую оконечность при ее обтекании, стабилизируется качка судна, вследствие чего уменьшается вероятность захвата носовой оконечности судна волной.

На прилагаемых графических материалах изображено:

на фиг. 1 - вид сверху на палубу судна с фальшбортом в режиме нормальной эксплуатации судна;

на фиг. 2 - вид сбоку на секцию фальшборта.

На графических материалах приняты следующие обозначения:

1 - палуба;

2 - секция фальшборта;

3 - контрфорс;

4 - наружная стенка;

5 - шарнирная опора;

6 -двигатель;

7 - вал;

8 - сальник;

9 - ведущее зубчатое колесо;

10 - ведомое зубчатое колесо.

Конструкция фальшборта состоит из секций фальшборта 2, содержащих наружную стенку 4 и контрфорсы 3, шарнирно закрепленные на палубе 1 при помощи шарнирных опор 5. В районе шарнирного закрепления к палубе контрфорс 3 жестко соединен с ведомым зубчатым колесом 10, которое входит в зацепление с вращаемым двигателем 6 ведущим зубчатым колесом 9. Крутящий момент от двигателя 6 передается посредством вала 7, на котором установлен сальник 8.

Фальшборт работает следующим образом. Если при движении судна в условиях сильного встречного волнения появляется опасность захвата волной носовой оконечности судна, то по команде судоводителя происходит поворот секций фальшборта 2 в направлении от палубы к борту до достижения верхними частями секций фальшборта 2 нижнего положения. Секции фальшборта 2 вращаются относительно шарнирных опор 5, при этом оси вращения проходят через центр ведомых зубчатых колес 10. Поворот секции фальшборта 2 осуществляется с помощью двигателя 6, установленного под палубой 1. Двигатель вращает вал 7, на котором установлено ведущее зубчатое колесо 9, в результате чего секция фальшборта 2 поворачивается и принимает вертикальное положение. В этом положении вал 7 фиксируется, предотвращая дальнейшее перемещение секции фальшборта 2 при действии потока воды на носовую оконечность судна. В результате установки секций фальшборта 2 в вертикальное положение при их повороте в направлении от палубы 1 к борту до перевода верхних частей секций фальшборта 2 в нижнее положение улучшаются условия обтекания палубы 1 судна в носовой оконечности, вследствие чего снижается гидродинамическая сила, действующая на палубу 1. Кроме того, секции фальшборта 2 выполняют роль успокоителя качки, так как при движении носовой оконечности вниз будет создаваться дополнительное сопротивление вследствие попадания воды между вертикально установленными секциями фальшборта 2 и бортом судна. Это, в свою очередь, будет способствовать уменьшению погруженной поверхности палубы 1 судна и приводить к дополнительному снижению гидродинамической силы, действующей на носовую оконечность.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет снизить гидродинамическую силу, действующую на носовую оконечность корпуса судна при ее обтекании, а также уменьшить качку судна, что позволяет избежать захвата судна волной и его гибели, а следовательно, повысить безопасность мореплавания.