Волновой движитель судна
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "
К ПАТЕНТУ
Кемитет Рессийскей Федерации не патентам н теварнъиа знакам (21) 4946363/11 (22) 18.06.91 (46) 30.1193 Бюп. Na 43-44 (75) Васильев ВЗЮ„Сенькин Ю.Ф. Савицкий АИ. (73) Васильев Валентин Юрьевич (54) ВОЛНОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ СУДНА (57) Использование: в судостроении. Сущность изобретения: рабочее крыло 1 свободно насажено (в) ЩД (n) 2003593 Cl (51) 5 ВбЗН 19 03 на цапфу 2, которая снабжена горизонтальной консолью 6. на последней шарнирно закреплены соединенные друг с другом внешний рычаг 9 с управляющим щыюм 10 и внутренний рычаг 11 с роликом 12 на конце, находящимся в контакте с кулачком 5. раатоложенным в полости рабочего крыла 1 зпф-лы, 4 ил.
bk
4Ф
ЬЭ
CO
Ж О
ЬЭ
2003593
Изобретение относится к судостроению, а именно к движителям судов, использующим энергию морских волн, Известен волновый движитель (авт,св.
М 1504161, кл. В 63 Н 19/02, 1985), крыло которого подвижно закреплено на оси вращения и удерживается B нейтральном(горизонтальном) положении упругими элементами — пружинами. Крыло с подпружиненным поперечным рычагом закреплено на стойке, которая подвижно закреплена на кронштейне, размещенном на подводной части корпуса судна вблизи его оконечности, Под действием вертикальной составляющей потока крыло поворачивается (перекладывается) на некоторый угол д, преодолевая сопротивление пруин, Недостатком этого движителя является его малая эффективность, обусловленная отклонением угла атаки от оптимального значения, поскольку угол д перекладки крыла, определяемый равенством возмущающего момента, создаваемого набегающим потоком, и противоположно направленного восстанавливающего момента, создаваемого упругими элементами с постоянной жесткостью, зависит не только от направления потока, но и от его скорости, которая может меняться в широких пределах при различных сочетаниях скорости хода судна и параметров его качки. Кроме того, этот движитель обладает большим гидродинамическим сопротивлением (в потоке находятся крыло, рычаг с пружинами, стойка и кронштейн), большим количеством и массой подвижных элементов, т.е. большей инерционностью, что также снижает эффективность движителя. Сложность конструкции обуславливает ее большую материалоемкость и стоимость и низкую надежность, а также усложняет размещение движителя на судне, например, в килевой части носовой оконечности, где амплитуда килевой качки максимальна, а опасность возникновения слемминга относительно невелика.
Целью изобретения является повышение эффективности волнового движителя путем обеспечения оптимальной зависимости угла перекладки крыла от угла скоса набегающего потока в широком диапазоне
его изменения.
Укаэанная цель достигается тем, что у волнового движителя, содержащего крыло, подвижно закрепленное на валу, и механизм автоматической перекладки крыла, крыло выполнено с внутренней полостью, в которой размещен механизм автоматической перекладки, выполненный в виде закрепленной на валу горизонтальной, обращенной вперед по ходу судна консоли, на которой шарнирно закреплены соединенные между собой горизонтальные рычаги, один из которых, расположенный снаружи основного крана, снабжен на конце управляющим крылом, расположенным за задней кромкой основного крыла при его горизонтальной ориентации, а другой, расположенный в полости основного крыла, снабжен на конце роли10 ком, находящимся в контакте с кулачком, закрепленным в полости основного крыла, На фиг.1 представлен волновой движитель с крылом большого удлинения, в плане: . на фиг,2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3—
15 механизм автоматической перекладки движителя с крылом малого удлинения; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.3.
Рабочее крыло 1 симметричного профиля насажено с возможностью поворота на
20 валу 2, прикрепленном к борту 3 судна. В крыле 1 выполнена полость 4 с фигурным кулачком 5, симметричным относительно хорды крыла 1, На валу 2 жестко закреплена горизонтальная консоль 6 с втулкай 7 и ва25 поМ 8, на концах, которого закреплены наружный рычаг 9 с управляющим крылом 10 и внутренний рычаг 11 с роликом 12, находящимся в контакте с кулачком 5, Крыло 1 имеет большое удлинение или
30 снабжено гидродинамическими шайбами и постоянное положение центра давления.
Расстояние между осью цапфы и центром давления выбрано минимальным, что позволяет скомпенсировать возмущающий мо35 мент восстанавливающим моментом, создаваемым управляющим крылом 10 с площадью, составляющей 4 — 6 от площади основного крыла, при длине рычага 9, не превышающей длину хорды крыла 1. Рас40 стояние меду осью цапфы и центром давления. смещенным к заднику крыла, составляет 0,003 — 0,004 длины хорды.
При отсутствии скоса набегающего потока (P= О) крылья 1 и 10 расположены гори45 зонтально, ролик 12 расположен в цетральной впадине кулачка 5. При воздействии скошенного набегающего потока, например восходящего, крыло 10 и рычаг 9 поднимаются, ролик 12 нажимает на кула50 чок 5 сверху вниз и поворачивает крыло 1 против часовой стрелки на угол д- -P. При повороте крыла на угол д=-а к направ1 ление вращение крыла 1 изменяется. Теперь крыло 1 вращается в ту же сторону, что и крыло 10, отставая от него на угол амакс, т е д=/3-а акс (фиг 2)
Таким образом, зависимость угла перекладки дф) оптимальна в течение всего пе- °
2003593 риода качки, что обеспечивает высокую эффективность движителя в том числе при малых значениях угла скоса набегающего потока, что характерно для скоростного крупнотоннажного судна, В то же время конструкция механизма автоматической перекладки допускает перекладку рабочего крыла на угол до 40О, т.е, движитель эффективен также для тихоходных судов на большом волнении.
Применение движителя с крылом большого удлинения или снабженным гидродинамическими шайбами на конкретном судне может быть затруднено необходимостью его уборки {подъема, поворота) в нерабочее положение. У крыльев с малым удлинением при возрастании угла атаки . центр давления смещается к заднику крыла, при этом резко возрастает возмущающий момент, что требует для его компенсации существенно увеличить площадь управляющего крыла либо длину его. рычага, т.е. увеличить габариты движителя.
Для сохранения габаритов движитель с крылом малого удлинения дополнительно снабжен стопором, выполненным в виде подвижного подпружиненного штыря 13, установленного на втулке 7 консоли 6, гнезда 14 в передней стенке внутренней полости 4 крыла 1 и кулачка 15 на конце внутреннего рычага 11, Центр давления крыла 1 при
Формула изобретения
1, ВОЛНОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ СУДНА, содержащий основное крыло, подвижно закрепленное на валу, и механизм автоматической перекладки основнбго крыла, отличающийся тем, что основное крыло выполнено с внутренней полостью, в которой размещен указанный механизм перекладки основного крыла, при этом механизм перекладки основного крыла выполнен с осью, расположенной ва втулке, связанной посредством кОнсОли с упомянутым валом, причем указанная ось одним концом шарнирно связана с рычагом, расположенным снаружи основного крыла и й=ямзкс смещен оТ оси вала 2 к за дни кч крыла на расстояние, равное 0,003 — 0.004 длины хорды крыла.
При отсутствии скоса набегающего по5 тока крылья 1 и 10 р" ñïîëîæåíû горизонтально, ролик 12 не касается кулачка 5, кулачок 15 удерживает штырь 13 в гнезде 14, крыло 1 горизонтально. При достижении угла скоса потока,8 величины, равной (a 20 д= 0 при /3< а»..с. 4=/-Qvaxc при / а„.„. При Щ,„- = 30 перекладка крыла по этому закону позволяет получить тягу, составляющую 92 — 95 Д от тяги, достигаемой при оптимальном законе перекладки, (56) Авторское свидетельство СССР 30 N. 1504161, кл, В 63 M 19/02, 1985. снабженным управляющим крылом, распо35 ложенным за задней кромкой основного крыла, а другим концом ось шарнирно связана с рычагом, расположенным внутри полости основного крыла и кинематически взаимодействующим с кулачком, закреп40 ленным в упомянутой полости крыла. 2. Движитель судна по п.1, отличающийся тем, чта он снабжен стопором, выполненным в виде горизонтального, подвижно закрепленного на конце упомя45 нутой втулки подпружиненного фиксатора и кулачка, выполненного на соответствующем конце внутреннего рычага, а стопорящее гнездо для фиксатора выполнена в чередней стенке полости основного крыла. 2003593 2003593 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Заказ 3304 Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Составитель A. Логачев Редактор М. Стрельникова Твхред М.Моргентал Корректор А. Козориз
