PL209192B1

PL209192B1 - Sposób uzyskiwania ślizgów łodzi motorowej na wodzie nie tworzących na zostawionym torze wodnym fali rozdzielczej oraz kadłub łodzi motorowej do uzyskiwania ślizgów na wodzie nie tworzący na zostawionym torze wodnym fali rozdzielczej

Info

Publication number: PL209192B1
Application number: PL379826A
Authority: PL
Inventors: Bohdan Ruszkowski; Adam Orych
Original assignee: Adam Orych; Bohdan Ruszkowski
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2011-08-31
Also published as: PL379826A1

Description

Opis wynalazku

Sposób uzyskiwania ślizgów łodzi motorowej na wodzie nietworzących na zostawionym torze wodnym fali rozdzielczej oraz kadłub łodzi motorowej do uzyskiwania ślizgów na wodzie nie tworzący na zostawionym torze wodnym fali rozdzielczej.

Opisywany sposób może być stosowany w budowie łodzi motorowych wykorzystywanych na akwenach wodnych, gdzie płynąca z dużą prędkością łódź nie wytwarza za rufą fali rozdzielczej i nie wywołuje zakłóceń mających wpływ na sposób i efekt pływania innych jednostek pływających np. wiosłowych na zawodach sportowych.

Znane są ze stanu techniki różnego typu łodzie motorowe poruszające się po wodzie w ślizgu. Większość tego typu łodzi posiada kadłub o przekroju poprzecznym w kształcie litery V. Taka budowa kadłuba powoduje, że przy większych prędkościach znacznie maleje jego zanurzenie, jednocześnie poprawia się stateczność porzeczna i właściwości manewrowe, wzrasta jednak opór wody. Ponadto przy takim kształcie powierzchnia nośna na rufie jest większa niż na dziobie, powoduje to wzrost oporu, gdyż zwiększa się wysokość fali dziobowej. Z tego powodu ślizgacz wykazuje tendencję do podskakiwania i kołysania wzdłużnego. Nie nadaje się też do pływania po płytkich rzekach z szybkim i silnym prądem oraz przy wysokiej fali.

W amerykań skim opisie patentowym nr 2938490 opisano kadł ub, którego przekrój poprzeczny dna zawiera naprzemiennie występy i zagłębienia w formie tuneli rozciągających się od dziobu do rufy i o szerokoś ci i wysokości maleją cej w kierunku rufy.

Polski opis patentowy nr 185609 ujawnia ślizgacz, którego kadłub z przodu ma kształt trójkąta równoramiennego z przodu i prostokąta z tyłu, a kadłub zaopatrzony jest w jedną lub więcej prowadnic fali ciągnących się wzdłuż dna, równolegle do linii centralnej dna. Ponadto przekrój prowadnic jest wyższy z przodu i niższy z tyłu.

W brytyjskim opisie patentowym nr 1106441 opisany jest kadłub ze stępką środkową i dwiema odsuniętymi stępkami obłymi, pomiędzy którymi powstają dwa łukowate tunele, przy czym szczyt tunelu w części dziobowej znajduje się wyżej niż w okolicach rufy.

Z opisu amerykań skiego patentowego nr 4922844 znana jest budowa kadł uba ł odzi ż aglowej charakteryzującego się tym, że dno kadłuba jest wykonane ze sterczącą stępką, uformowaną w kształ cie litery U o przekroju rozszerzają cym się znacznie na całą długość kadł uba ze zwężanymi jego końcami połączonymi kolejno z rufą i przodem kadłuba i połączonych odpowiednio do przeciwległych burt za pomocą dwu wzdłużnych kanałów zaokrąglonych sekcji połączonych ze stępką i rozszerzających się od rufowego obszaru do w przybliżeniu dwu trzecich długości kadłuba przed przejściem w zaokrąglony łuk tak jak definiowane dwie wzdłużne boczne cz ęści dna, które mają zaokrąglone sekcje i które są umieszczone na wyższym poziomie, niż stępka i rozszerzają się od rufy dla określonej długości dna.

W mię dzynarodowym zgłoszeniu patentowym nr WO 00/17041 opisana jest budowa kadłuba posiadającego obłą stępkę oraz dwa przelotowe kanały ograniczone od zewnątrz bocznymi skrzydłami w taki sposób, że łuk powstającej fali jest kierowany na skrzydła kanałów, których zadaniem jest zmniejszenie skutku takiej fali mającej wpływ na inne łodzie i linię brzegową.

Znany jest ze zgłoszenia nr P 350814 sposób zmniejszania oporów wytwarzania fali przez rufę pawężową statku charakteryzującą się tym, że rufa pawężowa statku ma kształt profilu spodu rufy, gdzie punkt przegięcia jest przewidziany w określonej odległości przed rufą utworzony jest obszar powolnego przepływu, a za punktem przegięcia utworzony jest obszar przyspieszonego przepływu wody, aby pola przepływu przed i za punktem przegięcia różniły się od siebie. Ponieważ powolny przepływ jest przyspieszany do tyłu od punktu przegięcia w kierunku do końca rufy statku, powierzchnia fali rufowej jest wygładzana. Ponadto, ponieważ przyspieszany przepływ do dołu płynie od dolnego końca rufy, fala rufowa jest również zmniejszana.

Celem wynalazku było w porównaniu z innymi znanymi kadłubami łodzi ślizgowych, wynalezienie sposobu oraz konstrukcji kadłuba łodzi motorowej, które pozwalają na uzyskanie efektu wygaszania fali rozdzielczej powstającej w wyniku szybkiego poruszania się łodzi po wodzie.

Istotą sposobu uzyskiwania ślizgów łodzi motorowej na wodzie nietworzących na zostawionym torze wodnym fali rozdzielczej jest to, że przepływającej przez kanały strugom wody, nadawany jest ruch wirowy w kierunku do osi wzdłużnej kadłuba łodzi dzięki odpowiedniej krzywiźnie kanałów w taki sposób, że na odległości „A, pomiędzy stępką a burtą zewnętrzną kadłuba łodzi, na wyliczonej długości linii wodnej wyznacza się punkty przegięcia wirujących strug, przy założonej optymalnej prędkości

PL 209 192 B1 kadłuba łodzi, ponadto ustala się środki promieni profili łuków kanałów powodujących ruch wirowy strug wody w ten sposób, że kanały oddalone są od siebie zmiennie na całej długości kadłuba łodzi, jak również od jego osi symetrii, przy czym kąt β wirujących strug wody w kanałach względem osi wzdłużnej kadłuba jest zależny od kąta „α osi profilu łuku Rn i dobiera się go każdorazowo w zależności od odległości „A pomiędzy stępką a burtą zewnętrzną kadłuba łodzi.

Kadłub łodzi motorowej do uzyskiwania ślizgów na wodzie nie tworzący na zostawionym torze wodnym fali rozdzielczej charakteryzuje się tym, że środki promieni profili łuków Rn kanałów oddalone są od siebie zmiennie na całej długości kadłuba łodzi, jak również od jego wzdłużnej osi symetrii. Ponadto długość linii wodnej kadłuba łodzi jest funkcją zmiennej odległości „A pomiędzy stępką a burtą zewnętrzną kadłuba łodzi.

Lw = f(A) oraz założonej jego optymalnej prędkości.

Korzystnym jest, gdy kanały posiadają dodatkowo, co podziałkę „t uskok o wysokości „h prostopadły do osi promieni profili łuków Rn.

Wynalazek w przykładzie wykonania uwidoczniony jest na rysunku, na którym Fig. 1a przedstawia przebieg i kierunek wirowania toru strumienia wody w kanałach kadłuba, natomiast Fig. 1b pokazuje wykres wygaszania fal, Fig. 2 przedstawia widok kadłuba z boku, Fig. 3a pokazuje widok kadłuba od przodu, Fig. 3b przedstawia promienie profili łuków kanałów w kadłubie, Fig. 4 pokazuje kąt osi profilu łuku kanału, a Fig. 5 przedstawia obrys kształtu dna kadłuba.

Jak pokazano na fig. 1a wpadającym pod kątem „β strugom wody L i P do wykonanych w kadłubie 5 pomiędzy stępką 3 a burtami zewnętrznymi 4 kanałów 1 i 2, podczas przemieszczania się kadłuba 5 po wodzie, nadawany jest dodatkowo ruch wirowy w kierunku do wzdłużnej osi. Odpowiednia konstrukcja kanałów 1 i 2 powoduje, że utworzone za rufą 6 fale w postaci dwóch strug L i P o przeciwnych amplitudach, nachodzą na siebie i wzajemnie się wygaszają, co pokazane jest na wykresie, jako fig. 1b. Na wykresie w określonej odległości na linii wodnej L_w kadłuba 5 łodzi zawirowana struga uzyskuje punkt przegięcia, czyli maksymalną amplitudę wznoszenia H_max, osiągając wartość „H na końcu rufy 6 łodzi.

Na fig. 2 przedstawiony jest kadłub 5 łodzi z oznaczeniem poprzecznych przekrojów prostopadłych do osi wzdłużnej kadłuba 5 z widoczną stępką 3 i burtą zewnętrzną 4, oraz zaznaczoną linią wodną L_w. Fig. 3a pokazuje budowę kadłuba 5 łodzi w widoku od czoła z uwidocznieniem zmiennych promieni kanałów 1 i 2 między stępką a burtą zewnętrzną w stosunku do osi wzdłużnej kadłuba 5 łodzi, a także oznaczoną wielkości „A stanowiącą odległość między osią wzdłużną kadłuba 5 łodzi a jego zewnętrznymi burtami 4. Od przyjętej przy projektowaniu kadłuba 5 łodzi wartości „A zależy maksymalna amplituda Hmax fali, stanowiąca jednocześnie jej punkt przegięcia, oraz długość wygaszanej fali za rufą 6. Amplituda fali zależna jest także od wyliczonej długości linii wodnej L_w kadłuba 5 łodzi oraz założonej optymalnej jego prędkości na wodzie. Odpowiedni rozkład środków promieni profili łuków kanałów 1 i 2, które oddalone są zmiennie od siebie zarówno na długości kadłuba 5, jak również od wzdłużnej osi symetrii kadłuba 5 uwidoczniony jest na fig. 3b. Taki zmienny na całej długości kształt kanałów 1 i 2 powoduje skręcanie strug wodnych wzajemnie się niwelujących, co w rezultacie pozostawia powierzchnię wody za rufą 6 kadłuba 5 łodzi bez fal. Kąt „β wirujących strug L i P wody w kanałach 1 i 2 względem osi wzdłużnej kadłuba 5 jest zależny od kąta „a osi profilu łuku R_n i dobierany jest każdorazowo w zależności od odległości „A pomiędzy stępką 3 a burtą zewnętrzną 4 kadłuba 5 łodzi, co pokazano na fig. 4. W celu zmniejszenia oporów przepływu wody w kanałach 1 i 2 korzystnym jest wywołanie dodatkowej turbulencji strug wody L i P, w tym celu w kanałach 1 i 2 wykonane są, co podziałkę „t uskoki 7 o wysokości „h prostopadłe do osi promieni profili łuków R_n. W ten sposób zakłócona zostaje struktura zewnętrzna powierzchni strug. Tworzy się tzw. „pulpa, czyli mieszanina wody i powietrza, która zmniejsza dodatkowo tarcie powierzchniowe a tym samym zmniejsza opór wody.

Obrys kształtu kadłuba 5 łodzi pokazany na fig. 5. Kadłub 5 posiada stępkę 3 połączoną kolejno z rufą 6 i przodem kadłuba 5 oraz odpowiednio z przeciwległymi burtami 4 za pomocą dwu wzdłużnych kanałów 1 i 2 składających się z zaokrąglonych sekcji o zmiennym środku promieni profili łuków i umieszczonych na wyższym poziomie niż stępka 3. Cechą charakterystyczną kadłuba 5 jest to, że promienie profili łuków R_n kanałów 1 i 2 oddalone są od siebie zmiennie na całej długości kadłuba 5 łodzi, jak również od jego osi symetrii.

W porównaniu ze znanymi kadłubami łodzi motorowych i ślizgaczy, sposób oraz konstrukcja kadłuba według wynalazku zmniejsza znacznie opór wody, a tym samym zwiększa jej własną prędkość. Powierzchnia nośna oraz ukształtowanie kadłuba ślizgacza pozwala na wyeliminowanie wad

PL 209 192 B1 innych konstrukcji łodzi wynikających z ich powierzchni nośnych. Szczególną zaletą wynalazku jest wyeliminowanie fali za rufą łodzi przez jej wygaszanie i nie wywoływanie zakłóceń mających wpływ na sposób i efekt pływania innych jednostek pływających. Wygaszanie fali za rufą łodzi wpływa pozytywnie na komfort pływania innych małych jednostek turystycznych i spacerowych, a także nie wpływa negatywnie na linię brzegową, która na płytkich akwenach może podlegać znacznemu podmywaniu. Łódź może być także wykorzystywana na wszelkiego rodzaju zawodach sportowych takich jak regaty czy zawody wioślarskie, jako jednostka towarzysząca. Dzięki płytkiemu zanurzeniu łódź według wynalazku może nie tylko żeglować po dużych akwenach wodnych, lecz na bazie jej kadłuba można konstruować małe łodzie turystyczne, które będą mogły żeglować po rzekach śródlądowych z szybkim i silnym prądem, po wodach z rafami podwodnymi oraz po wodach p łytkich.

Wykorzystując kadłub o podanych cechach można na jego bazie stosować różne rodzaje napędów, a także wykonać różne rodzaje zabudowy zależnie od potrzeb i przeznaczenia łodzi.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób uzyskiwania ślizgów łodzi motorowej na wodzie nietworzących na zostawionym torze wodnym fali rozdzielczej polegający na wytworzeniu za rufą łodzi obszaru przyspieszonego przepływu wody z jednoczesnym wygładzeniem i wygaszeniem fali rufowej z wykorzystaniem dwu wzdłużnych kanałów o postaci zaokrąglonych sekcji połączonych z burtami zewnętrznymi łodzi i przedzielonych stępką o określonych wartościach promieni profili łuków, znamienny tym, że przepływającej przez kanały (1) i (2) strugom (L) i (P) wody, nadawany jest ruch wirowy w kierunku do osi wzdłużnej kadłuba (5) łodzi dzięki odpowiedniej krzywiźnie kanałów (1) i (2) w taki sposób, że na odległości „A, pomiędzy stępką (3) a burtą zewnętrzną (4) kadłuba (5) łodzi, na wyliczonej długości linii wodnej L_w wyznacza się punkty przegięcia wirujących strug (L) i (P), przy założonej optymalnej prędkości kadłuba (5) łodzi, ponadto ustala się środki promieni profili łuków R_n kanałów (1) i (2) powodujących ruch wirowy strug (L) i (P) wody w ten sposób, że kanały (1) i (2) oddalone są od siebie zmiennie na całej długości kadłuba (5) łodzi, jak również od jego osi symetrii, przy czym kąt β wirujących strug (L) i (P) wody w kanałach (1) i (2) względem osi wzdłużnej kadłuba (5) jest zależny od kąta „a osi profilu łuku R_ni dobiera się go każdorazowo w zależności od odległości „A pomiędzy stępką (3) a burtą zewnętrzną (4) kadłuba (5) łodzi.
2. Kadłub łodzi motorowej do uzyskiwania ślizgów na wodzie nie tworzący na zostawionym torze wodnym fali rozdzielczej, posiadającego stępkę połączoną kolejno z rufą i przodem kadłuba oraz odpowiednio z przeciwległymi burtami za pomocą dwu wzdłużnych kanałów składających się z zaokrąglonych sekcji o zmiennym promieniu profili łuków i zmieniających się od przodu kadłuba do rufowego obszaru i umieszczonych na wyższym poziomie niż stępka, znamienny tym, że środki promieni profili łuków R_n kanałów (1) i (2) oddalone są od siebie zmiennie na całej długości kadłuba (5) łodzi, jak również od jego wzdłużnej osi symetrii.
3. Kadłub według zastrz. 2, znamienny tym, że długość linii wodnej L_w kadłuba (5) łodzi jest funkcją odległości „A pomiędzy stępką (3) a burtą zewnętrzną (4) kadłuba (5) łodzi

Lw = f(A) oraz założonej jego optymalnej prędkości.
4. Kadłub według zastrz. 2, znamienny tym, że kanały (1) i (2) posiadają dodatkowo, co podziałkę „t uskok (7) o wysokości „h prostopadły do osi promieni profili łuków R_n.