NO20120447A1

NO20120447A1 - Boat hull with concave or negative V-shaped bottom that increases transverse stability and provides hydrodynamic and aerodynamic lift speed.

Info

Publication number: NO20120447A1
Application number: NO20120447A
Authority: NO
Inventors: Sverre Egil Larsen
Original assignee: Micromouse As
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2013-10-18

Abstract

Båtskrog med konkav eller negativ V-formet bunn som øker tverrskips hydrodynamiske og aerodynamisk løft i fart.stabilitet og gir Båtskrog med konkav eller negativ V-formet bunn som øker tverrskips stabilitet og gir hydrodynamisk og aerodynamisk løft under fart. Skroget med sin bunnform skyver den fortrengte vannmengden inn under båten og gir den et løft, i motsetning til vanlige V- bunnformer som pløyer vannet ut til siden og lager bølger. Når båten kommer opp i planende hastighet med hevet baug vil det også danne seg en luftlomme med overtrykk under det hule skroget som gir et ekstra løft og virker som en støtdemper ved landinger etter luftige hopp i sjøen. Denne type båtskrog får i tillegg en god tverrskips stabilitet fordi bunnen fortrenger mer vann ute i sidene enn i senter. Ved å flate ut bunnprofilen i sidene vil stabiliteten øke ytterligere, i tillegg til at disse flate partiene kan utformes som og fungere som en slags vannski. Skrogets konkave bunn kan strekke seg i hele båtens lengde eller man kan bruke en vanlig skarp baug som gradvis går i konkav form akterover.Boat hull with concave or negative V-shaped bottom that increases transverse hydrodynamic and aerodynamic lift in speed stability and provides Boat hull with concave or negative V-shaped bottom that increases transverse stability and provides hydrodynamic and aerodynamic lift during speed. The hull with its bottom shape pushes the displaced amount of water under the boat and gives it a lift, unlike ordinary V-bottom forms that plow the water out to the side and create waves. When the boat comes up at a planing speed with a raised bow it will also form an air pocket with overpressure under the hollow hull which provides an extra lift and acts as a shock absorber when landing after airy jumps in the sea. This type of boat hull also has good transshipment stability because the bottom displaces more water in the sides than in the center. By flattening the bottom profile in the sides, the stability will increase further, in addition to allowing these flat sections to be designed and function as a kind of water ski. The concave bottom of the hull can extend throughout the length of the boat or you can use an ordinary sharp bow that gradually moves in concave shape aft.

Description

PATENTSØKNAD PATENT APPLICATION

Beskrivelse. Description.

Båtskrog med konkav eller negativ V-formet bunn somøker tverrskips stabilitet og gir hydrodynamisk og aerodynamisk løft under fart. Boat hull with a concave or negative V-shaped bottom which increases transom stability and provides hydrodynamic and aerodynamic lift during speed.

Båtskrog som beveger seg gjennom vannet møter meget liten motstand ved hastigheter i området 0 til 1 knop. Ved slike lave hastigheter betyr skrogets form svært lite fordi friksjonen mellom skroget og vannet, og motstanden som oppstår på grunn av tregheten i vannmassene som flyttes, er tilnærmet 0. Boat hulls moving through the water encounter very little resistance at speeds in the 0 to 1 knot range. At such low speeds, the shape of the hull means very little because the friction between the hull and the water, and the resistance that occurs due to the inertia of the moving water masses, is approximately 0.

Allerede ved hastigheter på ca. 5 - 7 knop begynner skrogets form å få en viss betydning for motstanden det møter i sjøen men selv ved slike hastigheter skyves vannet fortsatt til side med relativt liten motstand fra vannmassenes treghet og friksjons-koeffisienten er fortsatt av liten betydning. Already at speeds of approx. 5 - 7 knots the shape of the hull begins to have a certain importance for the resistance it encounters in the sea, but even at such speeds the water is still pushed aside with relatively little resistance from the inertia of the water masses and the friction coefficient is still of little importance.

Fra 0 til 6 - 7 knop vil forbruket av drivstoff stort sett øke linjert med hastighetsøkningen, men om hastighetenøkes videre vil forbruket etter hvert øke med kvadratet av hastighetsøkningen og mer. Dette gjelder både for små motorsnekker og store tankskip som går i deplasement. From 0 to 6 - 7 knots, the consumption of fuel will mostly increase linearly with the increase in speed, but if the speed is increased further, the consumption will gradually increase with the square of the increase in speed and more. This applies both to small motor ships and large tankers that are moving.

Dette fordi at etter hvert som hastighetenøker vil tregheten i vannmassene forårsake økt motstand og det bygger seg opp en bølge på tvers av fartsretningen, samtidig som skroget pløyer vann til sidene og danner et bølgemønster bak og til side for båten. Denne flyttingen av vannmasser og produksjon av bølger krever energi som tas fra motorens drivstoff. This is because as the speed increases, the inertia of the water masses will cause increased resistance and a wave builds up across the direction of travel, while the hull plows water to the sides and forms a wave pattern behind and to the side of the boat. This movement of water masses and production of waves requires energy taken from the engine's fuel.

For å oppnå høyere hastigheter med akseptabelt drivstoff forbruk må skroget fortrenge mindre vann og skrogets våte flate må reduseres for å redusere friksjonen. Skroget må få et løft for å ligge høyere i sjøen og dette kan oppnås med bruk av ulike tekniske løsninger, som f.eks. luftpute teknologi etc, men i dag bygges de fleste hurtiggående fritidsbåter og nyttefartøy med V- formet bunn. To achieve higher speeds with acceptable fuel consumption, the hull must displace less water and the hull's wet surface must be reduced to reduce friction. The hull must be given a lift to lie higher in the sea and this can be achieved with the use of various technical solutions, such as e.g. air cushion technology etc, but today most fast-moving leisure boats and commercial vessels are built with a V-shaped bottom.

Et V-formet skrog får et hydrodynamisk løft somøker med hastigheten, eller rettere sagt; gjennomsynkningen avtar med båtens økende hastighet fordi vannmolekylenes treghet gjør at vannet ikke rekker å forskyve seg i særlig grad i den korte tiden trykket fra båtens vekt er aktivt. A V-shaped hull gets a hydrodynamic lift that increases with speed, or rather; the penetration decreases with the boat's increasing speed because the inertia of the water molecules means that the water does not have time to displace itself to any great extent during the short time the pressure from the boat's weight is active.

En svakhet med V-formete skrog er imidlertid at en stor del av energien fra motoren går med til å flytte vann sideveis og skape bølgesystemer som forplanter seg rundt båten (Fig.2). Denne svakheten viser seg spesielt i hastigheter mellom ren deplasement-hastighet på ca. 6-7 knop og opp til planende hastighet på ca.20-30 knop, alt avhengig av båttype, skrogform, størrelse, vekt etc. A weakness with V-shaped hulls, however, is that a large part of the energy from the engine is used to move water sideways and create wave systems that propagate around the boat (Fig.2). This weakness is particularly evident at speeds between pure displacement speed of approx. 6-7 knots and up to a planing speed of approx. 20-30 knots, all depending on boat type, hull shape, size, weight etc.

Med oppfinnelsens konkave bunnform vil den horisontale komponenten av With the concave bottom shape of the invention, the horizontal component of

det dynamiske løftet skyve de fortrengte vannmassene inn under skroget (fig. 1) i stedet for ut til sidene (fig. 2). Bølgene som genereres på hver side møtes i midten og hever seg over vannflatens statiske nivå. Dette gir båten et løft hvis kraft er avhengig av variabler som den konkave eller negativt V-formede bunnens detalj-utforming, fartøyets hastighet, vekt, lengde, bredde, tyngdepunkt, sjøens overflatetilstand, vind etc. the dynamic lift pushes the displaced water masses under the hull (fig. 1) instead of out to the sides (fig. 2). The waves generated on each side meet in the middle and rise above the static level of the water surface. This gives the boat a lift whose power depends on variables such as the detailed design of the concave or negatively V-shaped bottom, the vessel's speed, weight, length, width, center of gravity, the state of the sea's surface, wind etc.

Etter hvert som hastighetenøker vil gjennomsynkningen og den våte flaten minske og båten går høyere i vannet. Om båtens lengdeakse har en vinkel mot vannflaten som gjør at tverrsnitts-arealet mellom bunnens profil og vannflaten er større forut enn akterut, vil det bygge seg opp en luftlomme under båten (fig.3 og 4), som har høyere trykk enn atmosfæretrykket, og dette gir et aerodynamisk løft. As the speed increases, the penetration and the wet surface will decrease and the boat will go higher in the water. If the longitudinal axis of the boat has an angle to the surface of the water which means that the cross-sectional area between the profile of the bottom and the surface of the water is larger forward than aft, an air pocket will build up under the boat (fig.3 and 4), which has a higher pressure than the atmospheric pressure, and this gives an aerodynamic boost.

Oppfinnelsens skrog med konkav buet eller negativ V-formet bunn gir også økt stabilitet tverrskips i forhold til vanlig V-bunn fordi skroget fortrenger mere vann i sidene enn på midten. Ved å utforme den ytterste delen av sidene i bunnen med horisontale flater (fig.3 og 4) vil man i tillegg til å øke tverrskips stabilitet ytterligere også få løfteflater som utnytter den hydrodynamiske løftekraften tilnærmet 100 %, på samme måte som et par vannski. Disse flatene kan legges helt eller delvis i plan med båtens tverrskipsakse og utformes helt plane eller med forskjellige typer konvekse eller konkave profiler. The invention's hull with a concave curved or negative V-shaped bottom also provides increased stability across the ship compared to a normal V-bottom because the hull displaces more water at the sides than in the middle. By designing the outermost part of the sides in the bottom with horizontal surfaces (fig. 3 and 4), in addition to further increasing the transom's stability, you will also get lifting surfaces that utilize the hydrodynamic lifting force almost 100%, in the same way as a pair of water skis. These surfaces can be completely or partially laid flat with the boat's transom axis and designed completely flat or with different types of convex or concave profiles.

Oppfinnelsens skrog med konkav buet eller negativ V-formet bunn kan anvendes som basis i skrogkonstruksjoner og detalj-utformes etter båtens type, størrelse og bruksområde. Det kan bygges skrog som har den konkave eller negativt V-formede bunnen i hele skrogets lengde eller man kan bygge skroget med en vanlig, skarp baug som går gradvis over i den konkave bunnen akterover. The hull of the invention with a concave curved or negative V-shaped bottom can be used as a basis in hull constructions and designed in detail according to the boat's type, size and area of use. Hulls can be built that have a concave or negatively V-shaped bottom along the entire length of the hull, or you can build the hull with a normal, sharp bow that gradually transitions into the concave bottom aft.

Claims

Kravl Boat hull with a concave or negative V-shaped bottom which increases transom stability and provides hydrodynamic and aerodynamic lift during speed, characterized by the transom profile of the bottom having a shape that is concavely curved (fig.4) or has a negative V shape (fig.l and 3) or a combination of these or another form that pushes the displaced water masses towards the center of the bottom so that the water level here rises and gives the boat a lift even at relatively low speeds and that the hydrodynamic lifting force increases, that is to say that the sinking decreases, and the wet surface decreases as the speed increases and that at a given speed an air pocket is formed (fig.3 and 4) which gets a higher pressure than the atmospheric pressure when the cross-sectional area between the bottom profile and the water surface is greater under the boat forward than aft and that this air pocket gives an aerodynamic lift in addition to acting as a shock absorber when the boat lands after jumping into the sea. Claim 2. Boat hull with a concave or negative V-shaped bottom which increases transom stability and provides hydrodynamic and aerodynamic lift during speed, according to claim 1, characterized by the fact that a horizontal surface has been inserted into the bottom's cross-sectional profile (fig. 3 and 4 ) in each side which functions as a kind of water ski and that these surfaces can be flat, convex, concave or have any shape that is found appropriate for the hull being constructed. Claim 3. Boat hull with a concave or negative V-shaped bottom which increases transom stability and provides hydrodynamic and aerodynamic lift during speed, according to claims 1 and 2, characterized in that the concave designed bottom can extend the entire length of the boat or the boat can have a normal sharp bow that gradually transitions to the concave bottom shape aft.