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Die ultraschnelle und höchst wirtschaftliche Verschiebung COURT
NEUBAU mit nasaler PLATZIERUNG PROPELLER

Tcherniakov Öler

Die Entwicklung von Fahrzeugen wird durch eine stetige Erhöhung ihrer Raten aus. Rapide steigende Flugzeuggeschwindigkeit kam es zu einer deutlichen Verschiebung in Raten in den letzten Jahrzehnten in den Schienenverkehr, beschleunigen das Tempo Autos. Und nur Geschwindigkeit Transportschiffe, trotz der längsten Zeit ihrer Entwicklung im Vergleich zu anderen Verkehrsträgern, bleiben weit unter den Preisen von anderen Fahrzeugen. Der Grund für die relativ niedrigen Geschwindigkeitsfahrzeuge liegt in der Tatsache, dass das Schiff am Rande von zwei Medien (Luft und Wasser) bewegt, komplexe Störungen der großen Massen von schweren und viskosen Flüssigkeit zu erzeugen gezwungen, erfordern erheblichen Aufwand an Energie, um eine signifikante Geschwindigkeit zu erreichen. Daher übersteigt die tatsächliche Geschwindigkeit Transportschiffe mehr oder weniger anständige Verschiebung in der Regel nicht 15 bis 20 Knoten.

Entwicklung von Prinzipien des Schiffsverkehrs und Tragflügelluftkissen in den 60er Jahren erlaubt unter Verwendung von Passagierschiffen von Hub zu schaffen beschleunigt zwei- bis dreimal die Geschwindigkeit der Gerichte der traditionellen Art. Die Flotte von Hochgeschwindigkeitsschiffe begann schnell zu wachsen. In den 80 Jahren Hydrofoil (SEC) und das Luftkissen (SVP) verbunden High-Speed - Katamarane zu beschleunigen. Die Verstärkung der Wasserbeständigkeit Bewegung in Katamarane gegenüber herkömmlichen Schiffen ist von großen langgestreckten Körper und eine große Relativgeschwindigkeit (Froude - Zahl größer als 0,5) erreicht. Und in den letzten Jahren allmählich SEC Katamarane und Luftkissenfahrzeug von der Geschwindigkeit der Weltflotte ersetzt, wobei der Anteil davon sinkt stetig. Solche in ihnen ein Rückgang der Zinsen ist mit sehr hohen Energiekosten und höhere Kosten für den Betrieb dieser Schiffe in erster Linie verbunden. Darüber hinaus ist die Verschiebung der meisten der SEC und der SVP begrenzt auf die oben in der Größenordnung von 400-500 m, die den Umfang ihrer Verwendung sehr eng ist.

Seit vielen Jahrzehnten in der globalen Schiffbauindustrie ist keine wesentlichen Fortschritte bei der Beschleunigung des Wagens, so dass man von einer systemweiten Krise der globalen Schiffbauindustrie und die Notwendigkeit, sich zu bewegen, um neue technische Lösungen und neue Designs von Schiffen sprechen kann, so dass eine quantitative und qualitative Sprung in ihrer Leistung zu liefern. Leider ist die SEC, SVP, Katamaran und Multihull - Schiffe, WIG- und andere exotische entscheiden oder kleine, private oder Schiffbau Probleme. Daher wird die künftige Entwicklung der evolutionären Modernisierung von Schiffen aus traditionellem Design absichtlich zu verlieren, und sogar eine Sackgasse, weil gibt es keine Möglichkeit, eine deutliche Verbesserung der technischen, betrieblichen und seetüchtigen Schiffen Eigenschaften. Und der einzige Weg, die schnell und otnositelnomalymi finanzielle zatratamivyvesti nationale und weltweite Schiffbau aus yavlyaetsyarazrabotka Krise und den Bau von Schiffen können, anhand von neuem die Prinzipien, die abrupt würde - von zehn Prozent oder mehrmals -Verbesserte Leistung dieser Schiffe im Vergleich zu den bestehenden .

PROBLEME ANALYSE

Bis heute hat die überwältigende Mehrheit der Oberfläche Flotte Schiffe der Welt bilden einen Verdrängungs mit Propeller achtern. Aber, wie bereits erwähnt, seit vielen Jahrzehnten seines Bestehens hat sich die Geschwindigkeit der Schiffe dieses Typs nicht wesentlich verändert und liegt nun bei mehreren zehn Kilometern pro Stunde, trotz der Verbesserung der Körperform und Antriebssysteme in Hunderttausenden von PS.

Aber diese Unterkunft Propeller am Heck schafft die Voraussetzungen für die Entstehung von Widerstandsbewegung Kräfte. Somit wird, wenn die Propeller im Heck des Vorhofs erzeugt einen Unterdruck-Bereich und auf seinem Nasenabschnitt sind entsprechende Kraft Staudruck. Überwindung und viel Wasser drückt, erzeugt der Rumpf ein System von Wellen, auf die Erscheinung der Wellenwiderstand führt, im wesentlichen die Geschwindigkeit der Bewegung des Schiffes bekannten Beziehung Froude begrenzen. Bei der Bewegung des Schiffes auf seinem Körper, Reibungskräfte und die Bewegung entgegenwirkt. Die Summe dieser fundamentalen Kräfte und einen mächtigen Widerstand gegen die Bewegung von Schiffen erstellen.

Logisch deshalb sah es Versuche, den Bug des antreibe Schiff aufzunehmen. "Forward - Laufwerk" war frontal Druck zu reduzieren und in der Bewegungsrichtung wirkenden Kräfte Förderdruck verursachen. die positive Wirkung der bekannten Strukturen von Schiffen mit "Frontantrieb" fast jedoch vollständig die Zunahme der Reibungskräfte aufgrund von "Kleben" Schubdüsen für den Körper und die Umverteilung der Druckkräfte auf dem Rumpf eliminiert.

Wie bekannt ist, bestimmt Vortrieb des Schiffes nicht nur durch den Widerstand des Körpers und der Motorwirkungsgrad, aber viel hängt von dem Wert des Koeffizienten t und die Ansaugleistung assoziierter W. Bei herkömmlichen Konturen der Rumpf und Propeller Anordnung achtern t = 0,06-0,08, W = 0,02-0,05, und Body - Effekt Koeffizient nk = (1-t) / (1-W) = 0,94 0,98, dh ausreichend nahe an der Grenze.

In nasal gleichen Stelle in bekannten Konstruktionen Treib Schiffe t 0,2, B = 0, während der Körper Effekt Koeffizient nk = = 0,8, das heißt Schiffsantrieb Qualität verschlechtert sich in diesem Fall etwa 20%. Dies ist einer der Gründe , warum die "Frontantrieb" hat bisher nicht die praktische Anwendung im Schiffbau gefunden.

Wenn wir den Faktor nk Formel in Bezug auf konventionelle Strömungsmechanik zu analysieren, wird ersichtlich , dass die Oberflächenschiffe der traditionellen Art sind praktisch sehr klein (ein paar Prozent) Reserve ihre technischen und wirtschaftlichen Indikatoren zu verbessern. Aus dieser Situation ist es möglich , nur durch einen Übergang zu einem qualitativ anderen technischen Systems, das die Idee ist , und vor T.F.Savelev M.Ya.Maslenkov einigen Jahren angeboten.

PROBLEM

Gleiche Formel nk kann , dass es einen signifikanten Anstieg kann nur Faktor verbundenen Stream W. liefern zu sehen Eine Erhöhung auf einen nk Koeffizienten gegen unendlich. Es sollte beachtet werden , dass die Gleichstrom Schiffbau den offensichtlichen Mangel an Aufmerksamkeit geschenkt, obwohl seine Wirkung auf die Bewegung des Schiffes bekannt ist und passiv (siehe zum Beispiel als ein modernes Schiff Design Gilmer L., Schiffbau, 1984, S.153 ...; H. Baader. Für Firmen, Touristik- und Sportboote. L., Schiffbau, 1977, s.274). Die letzte dieser Bücher sagt. "Propeller immer versuchen , so viel wie möglich zu platzieren profitabel in den zugehörigen Strömungsfeld, deren Wirkung erhöht Stress Schrauben, ohne dass eine Leistungssteigerung stärker verbundenen Stream, desto weniger Energie von dem Läufer erforderlich ist."

Doch bis jetzt einen flüchtigen Strom zu erzeugen könnte einen erheblichen Einfluss auf die Qualität der Schiffe Antrieb haben, konnte nicht, obwohl ausdrücklich dieses Problem in der Literatur über den Schiffbau nicht erfüllt sind. Zur gleichen Zeit in der natürlichen Umgebung solche Strömungen werden ziemlich oft gesehen kann zum Beispiel Vorsprünge oder scharfe Biegungen der Flussufer. Es ist sehr mächtig und umfangreiche Ströme gegen die Strömung des Flusses. In der Literatur über Navigations werden sie anomale Ströme und sehr unangenehm für kleine Boote genannt. Auf den sibirischen Flüsse fallen sie und von ihnen nicht einmal Jahrhunderte alten Bäumen erhalten kann. Wenn also eine Wiederholung ist ein natürliches Phänomen und die technischen Mittel entlang dem Schiffsrumpf zu schaffen, ist stark genug, um einen Strom vorbei, dann wird es möglich sein, um deutlich den Energieverbrauch des Schiffes zu verringern oder seine Geschwindigkeit bei gleicher Leistung des Antriebssystems zu verbessern.

Möglich, die Verbesserung der Vortriebs Qualitäten dieser technischen Lösung Gefäß zu quantifizieren. Unter der Annahme für die nasale Lage Mover t = 0,2 betrieben wir vorher, und da in diesem Fall der Gleichstrom nahezu das gesamte Unterwasserteil des Gehäuses für den Mittelteil bedeckt werden kann, das heißt, W = 0,8-0,9, erhalten wir: nk = (1-0,2) / ( 1- 0,8-0,9) = 4-8 !!!

Daher ist es klar, dass diese Lösung mehrere Male den Antrieb des Schiffes zu erhöhen, und nicht um ein paar Prozent, die in den Gerichten der traditionellen Bauweise noch in Reserve sind. Bewegungsgeschwindigkeiten in der Größenordnung von hundert oder mehr Kilometer pro Stunde, wenn es ganz real werden kann, wird es das Wasserfahrzeug auf eine qualitativ andere Ebene bringen. In diesem Tätigkeitsfeld ist nahezu unbegrenzt - von High-Speed-Sport und Crew Boote bis hin zu riesigen Frachtschiffe und Tanker.

ZUSAMMENFASSUNG DER vorgeschlagene Entwicklung

Die positive Wirkung der vorgeschlagenen technischen Lösung wird durch eine integrierte Verwendung einer Vielzahl von physikalischen Effekten versehen, die gebildet werden, oder sind gezielt technische Einrichtungen im neuen Schiff Design. In diesem komplexen physikalischen Effekte und technische Maßnahmen umfassen:

• Staudruckreduzierung und die Formationsdruck Vorschubkräfte in Fahrtrichtung wirkt;
• Beseitigung der Welle und ließ sie eine grundlegende Geschwindigkeitsbegrenzung Bewegung des Schiffes;
• die Schaffung zugehörigen Strömungs entlang dem Rumpf des Schiffes und dem Auftreten der Reibungskräfte in Fahrtrichtung und einen Beitrag dazu, und einige andere.

Die Gültigkeit der ursprünglichen Annahmen und Performance Ideen wurden von den Autoren auf kleine Modelle mit Propeller getestet. Strukturell Triebwerke im Bug des Rumpfes in einem spitzen Winkel zur Hauptebene und dem Schiff befand sich etwas verändert und die traditionelle Form des Gehäuses.

Modellversuche zeigten, dass:

• vor dem Bug des Schiffes erzeugt eine Rinne von der Wasseroberfläche und einer Niederdruckzone, die in der Bewegungsrichtung gerichtete Kraft kpoyavleniyu Zuführdruck führt;
• Jet-Schub der Propeller sind nicht gegen den Körper gedrückt, und nach ihnen vorbei Strom gebildet; aufgrund der Ausstoßdruckstrahlstrom Gang größerer Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit des Schiffes übernimmt, was zu Reibungskräften führt aber in der Bewegungsrichtung und einen Beitrag zu ihm gerichtet ist;
• Wasseraufnahme im Bug und die damit verbundene Strömung entlang des Körpers in Richtung des Schiffes und beseitigen die Wellenbildung im ruhigen Wasser bewegt, mit der Grundgeschwindigkeitsbegrenzung entfernt wird, aufgrund der Wellenwiderstand;
• Schiffe erwirbt eine hohe Stabilität und eine hohe Wendigkeit, während Umkehrungen praktisch durchgeführt an Ort und Stelle werden kann;
• mit Propellern unter externen Störungen dreht Schiff seine Nase an den Wellen und bewegen, sie zu treffen, damit ihre Vitalität und Auftrieb zu erhöhen.

So wird in der vorliegenden technischen Lösung, Propeller, schaffen sie persistent Jet Rumpf und als Ganzes in Wechselwirkung treten, deutlich die Kräfte des Widerstands gegen die Bewegung zu schwächen oder sogar ihre Richtung ändert und die Bewegung helfen. Rumpf, im Gegensatz zu der traditionellen Art von Schiffen, wo der Läufer die Widerstandskraft von selbst erzeugt zu überwinden und den Schiffsrumpf - in diesem Fall können wir über einen einzigen komplexen Propeller sprechen.

Doch nach Ansicht von Experten, die Durchführung einer rein theoretischen Untersuchung physikalischer Effekte ist sehr schwierig, wie oben beschrieben. Es ist notwendig, richtig von Experimenten in der Full-Scale-Modelle und / oder Feldtests kleines Boot zu führen, die entweder die Gültigkeit der Ideen bestätigen oben dargelegt und sie wird, einen neuen Trend in der Schiffbauindustrie geben, oder zeigen ihre Unbeständigkeit.

Vergleich der Eigenschaften von Schiffen bekannten Konstruktionen mit der Platzierung Propeller im Heck und Bug und Gerichte in der vorgeschlagenen technischen Lösung wird in der Tabelle dargestellt.

Wie die Tabelle zeigt, können die Gerichte der technischen Lösung erheblich fast alle Spezifikationen verbessert werden. Und sie wissen, Profis in der traditionellen Bau von Schiffen bestimmte Eigenschaften zu verbessern, notwendig, einen Kompromiss Verschlechterung der anderen zu erreichen. Und das ist vielleicht der größte Vorteil dieser technischen Lösung.

Die vorgeschlagene Lösung kann in der Entwicklung und Konstruktion von High-Speed-Verschiebung Schiffe von praktisch allen bestehenden Typen verwendet werden - von geringer Größe Boote bis hin zu riesigen Frachtschiffe und Tanker, wie gut und Kriegsschiffe verschiedener Klassen. Unerreichbar die früheren Spezifikationen erlauben es dem Gericht einen neuen Termin zu erstellen.

Gericht vorgeschlagene technische Lösung wird einen Wettbewerbsvorteil haben, und solche wie:

1. Vereinfachung der Konturen des Unterwasserschiffes, die Herstellbarkeit zu verbessern und die Komplexität ihrer Herstellung zu reduzieren.

2. Eine deutliche Erhöhung des Innenvolumens des Gehäuses, Layout Ausdehnungsgefäße Möglichkeiten, die Möglichkeit , zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen.

3. Eine erhebliche Steigerung Platz an Deck, die im Prinzip für Schiffe aller Art wichtig ist, und vor allem für die Kriegsschiffe.

4. Vollständigkeitsnasenkonturen deutlich Seakeeping verschlechtern, dass ermöglicht eine Hochgeschwindigkeits - Großraum -Fracht- und Passagierschiffe und Schiffe , von einem neuen Design und Zweck zu bauen, das Militär mit.

5. Deutliche Verbesserung der Handhabung und Wendigkeit, um die Sicherheit der Navigation zu verbessern.

6. Verschmutzung nicht den Lauf des Schiffes beeinflussen, was die Betriebskosten erheblich reduzieren.

7. Erhöhen Sie die Geschwindigkeit mehrmals deutlich die Rolle der Wassertransport in der Welt Transportsystem erhöhen soll und wird zu einer Verringerung der Preise und einem deutlichen Anstieg der Transport von Wassertransport führen.

8. Die Folgen für die Umwelt wird am günstigsten sein. Verbessern Sie die Zuverlässigkeit und Manövrierbarkeit der Schiffe, wodurch viele mögliche Unfälle zu vermeiden und deutlich die ökologischen Folgen des Schiffes nih.Menshaya Kapazität von Kraftwerken zu reduzieren weniger Kraftstoff benötigen und schädliche Emissionen in Luft und Wasser zu reduzieren. Weitere nützliche interne Volumen wird mehr Platz für die Sammlung gefährlicher Abfälle innerhalb des Schiffes erlauben und für deren Recycling oder Regeneration sie nicht ins Wasser werfen oder zusätzliche Ausrüstung zu platzieren.

9. viele Vorteile und wird eine neue Design - Kriegsschiffe haben. Dies ist deutlich mehr Geschwindigkeit und Wendigkeit, hohe Effizienz. Hervorragende Fahreigenschaften Eigenschaften, eine große Fläche des Decks, die Fähigkeit, "verschmieren" das Schiff auf der Oberfläche ihre Sichtbarkeit zu reduzieren und einen hohen Status liefern. Große interne obemypozvolyat mehr Waffen, Personal und Ausrüstung unterbringen, zusätzliche Maßnahmen zu ergreifen, um die Sicherheit des Schiffes zu verbessern, die Erhöhung der Autonomie plavaniyai andere.

Wir können nur sicher sein, dass die oben genannten technischen resheniene nur Licht buduscheeotechestvennomu und Weltschiffbau verspricht, sondern auch praktisch durchführbar und ausreichend klein und zeitaufwendig.

Da die vorgeschlagene technische Lösung ist sehr ernst, die Grundlagen der traditionellen Schiffbau und Strömungsmechanik beeinflussen, deren Umsetzung erfordern regelmäßig enorme intellektuelle, Material- und Zeitkosten, sondern auch die konservativen wissenschaftlichen und bürokratische Hürden zu überwinden. Daher besser geeignet zu den Empfehlungen der Autoren eines experimentellen Modell der kleinen Größe Boote zu bauen und seine Seeversuche verbringen.

Versuchsprobe Testergebnisse sind für die Richtigkeit der in der vorgeschlagenen technischen Lösung integriert Ideen bestätigen. Dieses Vertrauen basiert auf der Tatsache, dass die vorgeschlagene technische Lösung auf spekulativen Annahmen der Autoren basiert, und tatsächlich vorhandenen in der Natur und zum Teil in der wissenschaftlichen Literatur physikalischer Effekte beschrieben, die umfassend und konsequent die technischen Mittel angeboten zu wiederholen. Nach den Aussagen einiger Spezialisten in der Strömungsmechanik, die diese Lösung diskutiert , wenn es schnelle Schiffe nicht ein paar Mal zu verbessern, aber zumindest um 30-50%, dann wird es ein großer Sprung nach vorn im Schiffbau sein.

Nach dem Feldtest der technischen Lösungen vorgeschlagen und die darin beschriebenen Effekte bestätigen möglich sein wird , eine Reihe von Full-Scale - Forschung über die verschiedenen Arten der beliebtesten Schiffe einzusetzen. Ihre erfolgreiche Umsetzung wird über die Möglichkeit der russischen Besatzung einen würdigen Platz auf dem Markt schwierig und höchst wissenschaftlichen Schiffbau, Transport, Passagier- und Marineschiffbau sprechen. In dieser Studie ist die vorliegende technische Lösung wird mehrfach höhere Performance Fahrwerk weisen eine einfachere Struktur, weniger Bedarf an spezialisierten und komplexen technologischen Ausrüstung, große Vielseitigkeit und andere.

Diese Lösung wurde auf eine Reihe von Investmentfonds angelegt und nahm an mehreren Wettbewerben. Im Jahr 2004 wurde sie durch die Konkurrenz der russischen Innovationen gelobt - erreichte das Finale, aber leider ist die Finanzierung noch nicht erhalten haben . Kann noch nicht Investoren finden, die Herstellung und Prüfung der Versuchsprobe zu finanzieren. Nicht prihoditsyarasschityvat und staatliche Unterstützung, die, wie die Praxis zeigt, in der Regel mit leeren Gespräch endet über die Notwendigkeit einer innovativen Weg der Entwicklung von Russland, oder die Entwicklung eines anderen Programms oder Entwicklungskonzept (einschließlich der inländischen Schiffbau), oft nicht durch finanzielle Mittel gesichert.

So befassen sich mit der praktischen Umsetzung der Idee auf ihre eigenen Konten auf Kosten der kleinen RfB Autoren. Dieser Kurs wirkt sich erheblich auf die zeitliche Planung der Arbeiten und deren Qualität. Und da die beiden Prototypen sind so hergestellten gezeigt, ist die Tatsache, dass es möglich ist, sie zu erhalten oder das Geld ist nicht immer genug, um das gewünschte Endergebnis zu liefern. Aber die Arbeit, wenn auch langsam, gehen dort, und einige positive Ergebnisse. Erscheinen und interessierte Laien und vodnomotorniki-und es ist zu hoffen , dass die "richtige" Probe wird in den nächsten 1-2 Jahren getroffen werden, die Tests , die die physikalischen Effekte oben beschriebenen bestätigen und wird die Geburt eines neuen Trends in der Schiffbauindustrie geben.

Druckversion
Autor: M.Ya.Maslenkov Erfinder
PS Material geschützt.
Erscheinungsdatum 25.02.2005gg

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