Водометный движитель
Изобретение относится к судостроению, в частности к водометным движителям. Водометный движитель содержит поворотное сопло и реверсивную заслонку с дополнительной передней стенкой, имеющей окно, соответствующее по форме и размерам срезу сопла. В плоских боковых стенках заслонки выполнены вырезы, задняя стенка имеет нормальный к оси сопла и плоский в пределах проекции окна участок, а часть заслонки между ее стенками расположена вне указанной проекции окна. Достигается обеспечение более близких к оптимальным величин скоростей истечения потока и направлений тяги при маневрировании судна с данным водометным движителем. 2 ил.
Изобретение относится к области водного транспорта, в частности к водометным движителям, и может быть использовано на судах, преимущественно скоростных, в качестве главного движителя и средства активного управления.
Известны водометные движители, содержащие поворотное в горизонтальной плоскости сопло и закрепленную поворотно в вертикальной плоскости на неподвижном корпусе движителя реверсивную отклоняющую заслонку с задней, верхней и боковыми стенками ("Water jets by KaMeWa. The ultimate in propulsion" FF-jet 550. Проспект фирмы KaMeWa. 1989 г.). Однако известный водометный движитель имеет недостаточно высокие массогабаритные характеристики и величины тяги на режимах реверса и маневрирования. Криволинейные поверхности стенок заслонки при реверсе отклоняют поток под углами, значительно отличающимися от заданных направлений тяги. При этом не обеспечивается снижение скоростей истечения потока до значений, обеспечивающих оптимальный КПД движителя, и равномерность поля скоростей истекающей струи. Кроме того, значительные габариты реверсивно-рулевого устройства обусловливают его большую массу, что затрудняет статическую и динамическую дифферентовку судна с таким водометным движителем, особенно маломерного. Задачей, решаемой настоящим изобретением, является обеспечение более близких к оптимальным величин скоростей истечения потока и направлений тяги при маневрировании судна с данным водометным движителем. Ожидаемым техническим результатом от использования настоящего изобретения является снижение массы и габаритов реверсивно-рулевого устройства и повышение КПД и тяги на маневренных режимах. Для этого в водометном движителе, содержащем поворотное в горизонтальной плоскости сопло и закрепленную поворотно в вертикальной плоскости на неподвижном корпусе движителя реверсивную отклоняющуюся заслонку с задней, верхней и боковыми стенками, заслонка выполнена с плоскими вертикальными боковыми стенками, имеющими вырезы, и снабжена передней отклоняющей стенкой с окном, кромки которого расположены вне пределов проекции среза сопла в среднем положении последнего, а задняя стенка выполнена с нормальным к оси сопла в положении реверса участком, плоским в пределах по меньшей мере проекции указанного окна на нее, при этом часть объема между указанными стенками расположена вне упомянутой проекции окна. Сущность изобретения заключается в замене процесса плавного отклонения истекающей из сопла струи на глубокое преобразование и последующее выравнивание ее параметров (в первую очередь давления и скорости) внутри коробчатого объема реверсивной заслонки с нормально ориентированными по отношению к потоку плоскими поверхностями. На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый водометный движитель в положении реверса тяги, вид сбоку с частичным разрезом; на фиг. 2 - то же, с частичным разрезом по A-A на фиг. 1. Водометный движитель 1 в соответствии с настоящим изобретением закреплен на транцевой доске 2 корпуса судна и содержит поворотное в горизонтальной плоскости сопло 3 с приводами поворота 4, а также закрепленную шарниром 5 на неподвижной части движителя реверсивную отклоняющуюся заслонку 6 с приводом 7 поворота в вертикальной плоскости. Заслонка содержит заднюю 8, верхнюю 9 и плоские боковые 10 стенки. В последних выполнены вырезы 11. Заслонка 6 также имеет предпочтительно плоскую переднюю отклоняющую стенку 12 с окном 13, выполненным, как правило, по форме и размерам среза сопла 3 таким образом, что кромки окна 13 расположены вне пределов проекции среза сопла в его среднем положении. Задняя стенка 8 выполнена с нормальным к оси сопла 3 в положении реверса тяги участком, плоским в пределах по меньшей мере проекции окна 13 на заднюю стенку 8. Последняя вместе с верхней 9, боковыми 10 и передней 12 стенками образует коробчатый объем заслонки 6, часть которого расположена вне вышеупомянутой проекции окна 13 на заднюю стенку 8 во все стороны от окна 13. Нижняя часть задней стенки 8 отогнута вперед для направления истекающего потока под заданным углом при реверсе тяги движителя. При работе водометного движителя на передний ход заслонка 6 находится в поднятом положении вне траектории истекающего из сопла 3 потока и маневрирование судна осуществляется поворотом сопла 3 приводами 4. Реверсирование тяги движителя осуществляется опусканием заслонки 6 приводом 7 в показанное на чертеже положение, при котором плоский участок задней стенки 8 (и передняя стенка 12) устанавливаются в нормальное к оси сопла 3 положение. Проходя беспрепятственно сквозь окно 13, поток воды равномерно распределяется по коробчатому объему заслонки 6, эффективно тормозится до необходимой величины скорости и истекает из нижней, открытой части заслонки под заданным углом к направлению движения судна, обеспечивая тягу заднего хода. При этом поле скоростей и другие параметры потока оказываются в достаточной степени выровненными по ширине заслонки. Маневры заднего хода выполняются (как и на переднем ходу) поворотом сопла 3 приводами 4 относительно окна 13 передней стенки 12. При этом преобразование потока происходит в передней части объема заслонки с выходом потока через вырез 11 соответствующей боковой стенки 10 практически в нормальном к оси движителя направлении, т. е. с максимальной величиной боковой тяги. Верхняя стенка 9 препятствует растеканию потока. Использование в конструкции преимущественно плоских элементов упрощает и удешевляет технологию изготовления заслонки. На всех режимах маневрирования обеспечивается качественное преобразование параметров потока и вектора тяги движителя в минимальных габаритах заслонки и движителя в целом. Тем самым обеспечивается максимально эффективное маневрирование судна и его дифферентовка на ходу и без хода, а также предельно упрощается система управления движением судна.Формула изобретения
Водометный движитель, содержащий поворотное в горизонтальной плоскости сопло и закрепленную поворотно в вертикальной плоскости на неподвижном корпусе движителя реверсивную отклоняющую заслонку с задней, верхней и боковыми стенками, отличающийся тем, что заслонка выполнена с плоскими вертикальными боковыми стенками, имеющими вырезы, и снабжена передней отклоняющей стенкой с окном, кромки которого расположены вне пределов проекции среза сопла в среднем положении последнего, а задняя стенка выполнена с нормальным к оси сопла в положении реверса участком, плоским в пределах по меньшей мере проекции указанного окна на нее, при этом часть объема между указанными стенками расположена вне упомянутой проекции окна.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
Дата, с которой действие патента восстановлено: 27.05.2007
Извещение опубликовано: 27.05.2007 БИ: 15/2007