Судно с кормовым крылом, имеющим специальную ориентацию для создания направленной по ходу движения составляющей подъемной силы - RU2017104441A
Код документа: RU2017104441A
Формула
1. Судно (1) для эксплуатации на водном пространстве (2), содержащее:
корпус (3) с неплоским днищем, имеющий ватерлинию (4) и продольное направление (5), с носовой частью (6), кормовой частью (8) и центральной частью (7), причем корпус имеет кормовую часть с меньшим водоизмещением по сравнению с водоизмещением центральной части; и
кормовое крыло (9), прикрепленное к кормовой части корпуса с помощью одного или нескольких соединительных элементов (13), расположенное ниже поверхности воды на некотором расстоянии от корпуса, причем кормовое крыло имеет размах (ba), хорду (са), переднюю кромку (10) и заднюю кромку (11) относительно прямого направления (12),
причем переднюю кромку кормового крыла выравнивают по горизонтали или располагают под углом (α) вверх или вниз относительно горизонтали,
причем кормовое крыло имеет хорду и профиль в продольном поперечном сечении с конструкцией, предназначенной для создания подъемной силы (La), при этом угол наклона хорды кормового крыла измеряют относительно горизонтали,
и причем кормовое крыло ориентировано таким образом, чтобы создавать постоянную поднимающую, направленную по ходу движения составляющую (La12) подъемной силы (La),
причем в процессе эксплуатации центральная часть корпуса в продольном направлении представляет собой область (18) перехода давления, причем сила давления на корпус изменяется по мере перехода от передней части этой области с возрастающим сопротивлением к задней части этой области с уменьшающимся сопротивлением, отличающееся тем, что
носовое крыло (19) расположено перед областью перехода давления, а кормовое крыло расположено в задней части области перехода давления, при этом носовое крыло установлено на расстоянии не более одной длины хорды от корпуса, за счет чего на верхней стороне носового крыла поддерживается низкое давление на корпус, направленное вверх,
причем кормовое и носовое крылья выполнены с возможностью поддерживать погружение по меньшей мере от 50 до 70% от объема судна ниже ватерлинии в стационарном состоянии, при этом носовое крыло препятствует нарушению условий балансировки судна.
2. Судно (1) по п. 1, отличающееся тем, что кормовое крыло соединено с кормовой частью корпуса посредством пары соединительных элементов (13), при этом кормовое крыло в направлении размаха крыла симметрично относительно вертикальной плоскости симметрии (14), причем каждый из соединительных элементов соединен с кормовым крылом в области соединения (16) на расстоянии (D1) вдоль размаха крыла от плоскости симметрии, составляющем от 25 до 50%, предпочтительно от 30 до 50% и, что более предпочтительно, от 40 до 50% от размаха кормового крыла.
3. Судно (1) по п. 2, отличающееся тем, что кормовое крыло имеет концы (15), и каждый из соединительных элементов расположен на соответствующем конце крыла.
4. Судно (1) по п. 3, отличающееся тем, что соединительные элементы имеют угол стреловидности (β) по передней кромке, составляющий от 0 до 40°, предпочтительно от 20 до 40° и наиболее предпочтительно от 30 до 40° относительно вертикали.
5. Судно (1) по п. 3, отличающееся тем, что каждый из соединительных элементов имеет закругленную форму в поперечной вертикальной плоскости, обеспечивающую плавный переход от кормового крыла к вертикали в области соединения (16).
6. Судно (1) по п. 5, отличающееся тем, что закругленная форма в области соединения имеет максимальный внутренний радиус изгиба (Ri) равный длине хорды кормового крыла и минимальный внутренний радиус изгиба, составляющий 0,5 от длины хорды кормового крыла.
7. Судно (1) по п. 2, отличающееся тем, что угол стреловидности по передней кромке кормового крыла на виде сверху составляет от 15 до 25°, более предпочтительно от 5 до 15° или, что еще более предпочтительно, от 0 до 5°.
8. Судно (1) по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере половина хорды кормового крыла находится за вертикальной линией, проходящей в том месте, где кормовая часть корпуса выходит из воды.
9. Судно (1) по п. 2, отличающееся тем, что соединительные элементы имеют обтекаемую форму сечения (17) относительно прямого направления с длиной хорды, составляющей от 0,8 до 1,2 от длины хорды кормового крыла.
10. Судно (1) по п. 9, отличающееся тем, что длина хорды соединительных элементов уменьшается от длины первой хорды в месте соединения с корпусом до относительно малой длины второй хорды в месте соединения с кормовым крылом, при этом коэффициент сужения составляет от 0,5 до 0,9, предпочтительно от 0,5 до 0,7 и, что более предпочтительно, приблизительно 0,5.
11. Судно (1) по п. 2, отличающееся тем, что длина хорды кормового крыла уменьшается от длины первой хорды в плоскости симметрии до относительно малой длины второй хорды на конце крыла, при этом коэффициент сужения составляет от 0,5 до 1,0, предпочтительно от 0,7 до 0,9 и, что более предпочтительно, приблизительно 0,8.
12. Судно (1) по п. 1, отличающееся тем, что носовое крыло вдоль направления размаха крыла симметрично относительно вертикальной плоскости симметрии, причем носовое крыло имеет двугранный угол (∂), выполненный таким образом, что расстояние (D3) от крыла до корпуса остается практически одинаковым вдоль размаха крыла.
13. Судно (1) по п. 12, отличающееся тем, что двугранный угол составляет от 5 до 50°, предпочтительно от 10 до 30° и более предпочтительно около 20°.
14. Судно (1) по п. 1, отличающееся тем, что относительное удлинение носового крыла составляет по меньшей мере 4,0, а предпочтительно более 5,0.
15. Судно (1) по п. 1, отличающееся тем, что относительное удлинение кормового крыла составляет приблизительно от 4,0 до 7,0, а предпочтительно более 5,0.
16. Судно (1) по п. 1, отличающееся тем, что размах носового и кормового крыльев составляет не более 90% от ширины корпуса судна в продольном положении соответствующего крыла.
17. Судно (1) по п. 1, отличающееся тем, что носовое крыло расположено под углом наклона (ϕ) с передней кромкой, идущей вверх под углом от 0 до 10° относительно горизонтали.
18. Судно (1) по п. 2, отличающееся тем, что соединительные элементы содержат крыло (17) соединительного элемента с хордой (cc), передней кромкой (20) и задней кромкой (21) относительно прямого направления,
причем крыло соединительного элемента имеет хорду и профиль в продольном сечении с конструкцией, предназначенной для создания подъемной силы (Lc),
причем крыло соединительного элемента ориентировано таким образом, чтобы создавать постоянную боковую и направленную по ходу движения составляющую (Lc12) подъемной силы для увеличения направленной по ходу движения составляющей (La12) подъема, создаваемой кормовым крылом.
19. Судно (1) по п. 18, отличающееся тем, что угол (ψ) между хордой крыла соединительного элемента и вертикальной плоскостью симметрии составляет от 0 до 10°, например, около 5°, в случае кормового крыла и от 0 до -10°, например, около -5°, в случае носового крыла.
20. Судно (1) по п. 1, отличающееся тем, что каждый из соединительных элементов (13) соединен с кормовым крылом с помощью пилона (25), предпочтительно в точке соединения, расположенной на определенном расстоянии вдоль размаха крыла от плоскости симметрии, составляющем от 30 до 40% от размаха кормового крыла.
