Рулевое устройство
Использование: управление судами на воздушной подушке. Сущность изобретения: рулевое устройство выполнено в виде неповоротного стабилизатора, имеющего полость, разделенную переборкой на две части для обеспечения возможности регулирования давления воздуха, причем поверхность полой части выполнена перфорированной . Дополнительными средствами регулирования величины боковой силы являются выдвижная пластина и управляемый закрылок. С целью стабилизации судна по крену путем создания боковых сил разных знаков полая кормовая часть по высоте разделена на секции . 4 з.п, ф-лы, 8 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИС1ИЧЕСКИХ
РГГПУЫ1ИК
<5 1 В 63 Н 25/00
ГОСУДАРСГВЕННЫЙ KOMNTFT
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4873516/11 (22) 29.08.90 (46) 07,11.92, Бюл. N. 41 (71) Центральное морское конструкторское бюро "Алмаз" и Ленинградский кораблестроительный институт (72) В.B.Æèíêèí, А,А.Лузянин и А.Н,Багно (56) Макливи Р. Суда на подводных крыльях и воздушной подушке, Л.. Судостроение, 1981, с.114-115, Заявка EПВ N-. 0055638, кл. В 63 Н 9/00, опублик. 1982, Изобретение относится к судостроению. а именно к рулевым устройствам быстроходных судов с динамическими принципами поддержанил, преимущественно для амфибийных судов на воздушной подушKB.
Известны рулевые устройства судна на воздушной подушке, представляющие собой вертикальные воздушные рули, устанавливаемые за стабилизаторами или отдельно от них.
Известны также поворотные вертикальные пилоны, на которых расположены воздушные винты.
Указанные органы управленил имеются, например, на английском судне SR!Ф 4 (см. книгу Макливи Р, Суда на подводных крыльях и возду ыной подушке, Судостроение, 1981, с. 114 — 115).
Все эти рулевые устройства работают по принципу несущего крыла — боковая сила (54) РУЛЕВОЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: управление судами на воздушной подушке, Сущность изобретения: рулевое устройство выполнено в виде неповоротного стабилизатора, имеющего полость, разделенную переборкой н» две части для обеспеченил возможности регулирования давления воздуха, причем поверхность полой части выполнена перфорированной. Дополнительными средствами регулирования величины боковой силы лвляютсл выдвижная пластина и управляемый закрылок, С целью стабилизации судна по крену путем создания боковых сил разных знаков полая кормовая часть по высоте разделена на секции, 4 з.п, ф-лы. 8 ил. на них создается за счет отклоненил рабочего элемента оТ нейтрального положения, Эта сила пропорциональна углу отклонения элемента — углу атаки а и определяется известной зависимость1о
> /2
Y= Cy — S, 2
Cv= Cy а
Максимальное значение коэффициента подъемной силы симметричного крыла при удлинениях, характерных длл воздушных рулей, стабилизаторов и пилонов, составляет С 1 кс — 1,0+ 1,2 и достигается при критических углах атаки, акр 20 300.
Общие недостатки всех перечисленных выше рулевых устройств:
1, Обесгечение необходимой вел чины боковой силы Y при фиксированных плотности воздуха р и скорости потока V, a также ограниченных значениях Су акс может быть
1773802
Кроме того, в продольной переборке выполнена ниша, в которой установлена г ластина с возможностью г1аремещения вдоль продольной оси стабилизатора. 55
Кроме того, упомянутые полости стабилизатора разделены на части горизонтальными перегородками, а на его кормовой кромке закреплен поворотный закрылок. достигнуто только за счет значительного
УВЕЛИЧЕНИЯ ПЛОЩаДИ ЭЛЕМЕНта S РУЛЕВОГО устройства.
2, Регулирование величины боковой силы Y возможно за счет изменения угла а либо за счет поворота вектора тяги движителей (поворотные пилоны), Однако B последнем случае уменьшается проекция тяги движителей н с7 H8 ll pB Bл 8н ив дви>кения, а следовательно, падает скорость судна, 3. Максимальное значение боковой силы Yдостигается при критическом значении угла атаки и«,, при отклонении От которого и гу или IIIIylo сторону сила (интенсивно снижав- ся за счет уменьшения коэффициента подьемной силы Су.
4. Обеспечение максимального значения боковой силы в процессе МBHBBpllpoîàния требует непрерь,вного управления углом перекладки рабочего элемента (воздушного руля, стабилизатора) для компенсации изменяющихся углов дрейфа, Извсстно устройство, развивающее очень большую подьемную силу, для ветряного движителя, используемого для судов и других случаев (см. заявку ЕПВ N. 00555>38, . В бз Н 9/00). ,Данное устройство позволяет получить
Высоки8 значения коэффициента подьем" ной силы, а следовательно, и величины подьемной силы при умеренной гглощади нес> ùèó. элема IToB.
H8QocTBTK0M T<1ких устройстВ яВляются сложность конструкции, необходимость вы° полнения выходяще ï кромки несугцего элемента B виде полуцилиндра, сло>кность упрЗвления В8ли IIIHÎI пОдьамнои (илы и 88
O тзQР ИРOBаг t1Ч
Цег.ь изобретения — повышение маневренных качеств судна путем увели IBHJ lsl hoковой силы HB рулевом устройстве, указанная цель достигается тем, что рулевое устройство выполнена B виде >l ПОВОротными заслонками, ! 50 1 аким образом, разделение стабилизатора на две полости, давление в которых может регулироваться независимо, обеспечивает отсос воздуха и (или) подачу его в ОкРУ>!<с710Щий поток Длл созДаниЯ боковой силы, изменение ее по величине и ее реверсирование. Зти признаки отличаютданное техническое решение от прототипа и обусловливают соответствие его критери о "новизна". У предлагаемоготехнического решения появились свойства, не совпада ощие со свойствами известных решений, поэгому можно сделать вывод, что это изобретение обладает критерием "существенные отли I ИЯ Поло>кигельный эффект от приM8íåíèë предлагаемого гехнического решения состоит в повышении эффективности работы устройства и упрощении конструкции, а именно: 1) за счет высоких значений коэффициента подьемной силы Су =10 — 12 предлагасмое рулевое устройство обеспечивает получение необходимой боковой силы при существенно меньшей площади рабочих элементов, а также эффективное управление этой боковой силой как по Величина, так и по направлени10; 2) исключается необходимость использования рулевой машины, а также устройства поворота руля, что существенно упрощает конструкци о и повышает а» надежность; 3) при использовании предлагаемого рулевого устройства на судах на воздушной подушке системы подачи и отсоса воздуха МОгУт ВКЛЮЧатЬСЯ В СИСТЕМУ ПОДЪВМНОГО комплекса, что искл очит необходимость применения специального нагнстателя; 4) предлагаемое устройство может использоваться так>ке в качестве противокренового. На фиг,1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг,2 — то >ке, с поворотными заслонками; на фиг.3 — то >ке, с выдви,кной пластинои; на фиг,4 — то же, с поворотным "-акрылком; на фиг.5 — то же, с разделенной на секции полой кормовой частью; íà <>èã.á — сечение "А — А" на фиг,5; на фиг.7 — сечение "Б-Б" на фиг.5; на фиг.B — принцип упр;вления судном по крену при помощи предлагаемого устройства, Предлагаемое рулевое устройство содержит симметричное тело крылообразного профиля постоянного или переменного по высота поперечного сечения. Поперечное сечение рулевого устройства (фиг.1) выполнено в виде крыльевого профиля боль "Ой относительной толщины. Поперечная вер! 7738г«2 50 55 тикальная переборка 1, расположенная в районе максимальной толщины профиля, делит его на две части, каждая из которых в общем случае имеет форму полуэллипса. Г1оследние сопрягаются в месте их общей малой оси, где установлена переборка 1. Варианты форл<ы профиля: эллипс, полуэллипс. сопряженнь«й с полуакру>кностью, окружность. Передняя (носовая) часть 2 профиля имеет ««епроницаему«о Обшивку, задняя (кормовая) часть профиля продольной вертикальной переборкой 3 разделена на две полости 4 и 5, давление в которых может регулироваться ««езависимо, а обшивка (поверхность) б этой части выполнена проницаемой (перфорирова««ной), что позволя ет осуществлять обл<е« I воздухом (отсос либо подачу) с окру>«<а«ощим потакал<. Г!лощадь проход««ого сечения проницаемой поверхности может регулироваться с помощью поворотных заслонок 7, имеющих два фиксированных положения "открыто" и "закрыто". Кроме того, дополнительно предлагается: — выдвижная пластина 8, располагаемая в нише 9, которая находится в месте установки переборки 4 (фиг,б); — секциониро«зание рулевого устройства путем установки горизонтальной переборки 12, разделя«о«цей задн«ою (кормовую) часть профиля на отдельные секции 13 и 14; — управляемый закрылок 10, поворачивающийся от«<оситель««о оси 11, располо>ке«<ной за выход>«щей (задней) кромкой профиля (фиг.4), Устройство действует следующим образом. За счет обеспечения в полости 4 пониженного давления через проницае."«ую обшивку б в нее из окружающей среды поступает оздух, который затем отсасывается специаль«<ыл1 ««асосам; за счет повышенного давления в полости 5 из нее осуществляется непрерыьч<ая подача воздуха в поток, обтека«ощий профиль вдоль его оси симметрии со скоростью V, При этом «<а поверхности профиля, с которой производится отсос, давление падает, на паверхности. где производи ся подача воздуха, давление повышается. На профиле возникает подьемная сила I, величина которой возрастает с ростом отсоса в полости 4, подачи (вдува) из полости 5 и достигает максимума при од«<оврел1ен«<ол1 отсосе !1 подаче воздуха в окру>кающий поток, Получаемый в результате коэффициент подъемной силы MO>I Регул««рова««ие величины подьемной силы может осуществляться 33 счет изменения количества отсасываемого воздуха 0 «. подаваемого Qg, изме«<ения и/1Ощади Отсосз (подач«1), а так>ке расположения этой площади относительно выходной кромки. Площадь проницаемой поверхности может регулироваться, в частности. с помощью поворотных заслонок 7 (фиг.2). Реверс подьемной силы — изменение ее направления на противоположное — осуществляется изменением давления в полостях 5 и 4 лйбо в обеих одновременно. Ограниченная по величине боковая сила создается на предлагаел<юм рулевом устройстве и без хода (т.е. при отсутствии внешнего потока), за счет реакции струй отсасываемого и выдуваемого воздуха, Дополнительными средствами регулирования величины подъемной силы Y являются выдвижная пластина 8 и управляемый закрылок 9. Вариант рулевого устройства, выпол««енный секционированным по высоте, позволяет на отдельных секциях — верхней 13 и нижней 14 — при необходимости создавать подьемные (боковые) силы разных знаков У> и1«(фиг,5), что обеспечивает появление кре«<ящего (восстанавлива«ощего) момента, т.е. такое рулевое устройство мо>кет выполнять дополнительную функцию — служить средствам уп ра вле н ия и о крену. Когда рулевое устройство содержиг два стабилизатора, расположенных побортно, симметрично диаметральной плоскости судна, егг эффективность соответственно повышается. Если элементы к тому жс секционированы по высоте, на одном из них может создаваться требуемая боковая сила 1 р, а на другом — восстанавливающий момент Мо, компенсиру«оший кренящий момент Мф, сопровождающий боковую силу на первом элел1енте. На фиг,б приводится схема, илл острирующая это положение: «а левом элементе рулевого устройства 1 на обеих секциях, верхней и нижней, созда«отся равные по величине подьемные(боковые) силы одного знака 1» = la Формула изобретения 1. Рулевое устройство преимущественно судна на воздушной подушке, включающее стабилизатор, жестко закрепленный на корпусе судна. о т л и ч а ю щ е е с я тем, 5 что, с целью улучшения маневренности судна, стабилизатор в кормовой части выполнен пустотелым и разделен продольной переборкой на две полости, причем оболочка пустотелой части стабилизатора выпол- 10 нена перфорированной. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю ще ес я тем, что упомянутая перфорированная оболочка снабжена поворотными заслонка.3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в продольной переборке выполнена ниша, в которой установлена пластина с возможностью перемещения вдоль продольной оси стабилизатора, 4. Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е ес я тем, что упомянутые полости разделены на части горизонтальными перегородками, 5. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что на кормовой кромке стабилизатора закреплен поворотный закрылок. 1773802 Составитель A.Áàãíî Редактор Б,Федотов Техред M.Moðãåèòàë Корректор Н,Бучок Заказ 3901 Тираж Подписное ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
