Способ обеспечения бесшумного движения подводного судна и устройство для его осуществления в виде бесшумного судового движителя

 

Изобретение предназначено для обеспечения бесшумного движения подводного судна. Способ указанного движения осуществляется с применением бесшумного судового движителя, который содержит профилированную трубу в виде водовода, совмещенного с нагревательным устройством, осуществляющим нагревание воды в водоводе. Водовод является свободно проточным, размещен по бортам судна в пространстве между легким и прочным корпусами судна и направлен снизу вверх с возможностью забора холодной и плотной воды у нижней части корпуса судна и выброса более теплой и менее плотной воды у верхней части корпуса судна в направлении, противоположном направлению движения судна. Движение воды осуществляется за счет разницы в ее плотности в зависимости от степени нагрева. На выходе из водовода в струе выходящей из него воды установлены вертикальный и горизонтальный рули. В результате истечения воды из водовода возникает реактивная сила, которая приводит в движение подводное судно. Достигается скрытное перемещение подводного судна. 2 с. и 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к подводным судам, преимущественно к атомным подводным лодкам, и способам их бесшумного движения с использованием бесшумного судового двигателя. Изобретение может быть использовано для бесшумного передвижения подводного судна с малой скоростью.

Известен способ движения судна с применением гребного винта, с помощью которого сообщают ускорение массе воды в направлении, противоположном направлению движения судна, и при этом обеспечивают движение судна за счет реакции отбрасываемой струи (см. "Элементарный учебник физики" под ред. Г.С. Ландсберга, изд. "Наука", M. -1971, стр. 398).

Наиболее близким к заявленному по совокупности признаков является способ обеспечения движения судна с использованием водометного движителя, у которого силу, движущую судно, создают выталкиваемой из него струей воды. При этом применяют профилированную трубу в виде водовода, в котором водяной поток ускоряют лопастным механизмом и таким образом обеспечивают направленный выброс струи (см. "Политехнический словарь" под ред. А.Ю.Ишлинского, изд. "Советская энциклопедия", -1980, стр. 85).

Применяемый лопастной механизм в водометном движителе при указанном способе обеспечения движения судна создает шум, что не обеспечивает возможность скрытного движения судна.

Известен судовой движитель в виде гребного винта, который имеет насаженную на гребной вал ступицу с лопастями, расположенными под некоторым углом к продольной оси вала (см. указанный выше "Политехнический словарь", стр. 132).

Наиболее близким по совокупности признаков техническим решением к заявленному изобретению является водометный судовой движитель, который представляет собой профилированную трубу в виде водовода, в которой установлен лопастной механизм, например гребной винт (см. указанный выше "Политехнический словарь", стр. 85).

Недостатком этого водометного судового движителя является создаваемый им шум при работе лопастного механизма, что не позволяет обеспечить бесшумное движение судна.

Предлагаемое изобретение по способу обеспечения бесшумного движения подводного судна и устройству по его осуществлению в виде бесшумного судового движителя обеспечивает достижение технического результата, который заключается в возможности бесшумного перемещения подводного судна с малой скоростью, что позволяет скрытно передвигаться подводному судну при отрыве от преследующих подводных лодок и надводных кораблей, а также обеспечивает возможность незаметного приближения к защищенным объектам противника.

Указанный технический результат по способу обеспечения бесшумного движения подводного судна достигается тем, что силу, движущую судно, создают выталкиваемой из него струей воды, при этом используют профилированную трубу в виде водовода, в котором водяной поток ускоряют и таким образом обеспечивают направленный выброс струи. Согласно изобретению вход в водовод располагают в нижней части судна, а выход из него - в верхней части судна и направляют этот выход из водовода в сторону, противоположную направлению движения судна, производят нагрев воды в пределах водовода, при этом уменьшают плотность воды, за счет этого осуществляют ее подъем в водоводе с ускорением и последующим направленным выбросом созданной струи воды.

Бесшумный судовой движитель, осуществляющий указанный выше способ обеспечения бесшумного движения подводного судна, содержит сужающуюся от входа к выходу профилированную трубу в виде водовода, который совмещен с источником энергии, воздействующим на находящуюся в водоводе воду и обеспечивающим ее ускорение с последующим направленным выбросом. Согласно изобретению в качестве упомянутого источника энергии применяется совмещенное с водоводом нагревательное устройство, а водовод выполнен свободно проточным и размещен по бортам судна с направленностью снизу вверх с возможностью забора холодной и плотной воды у нижней части корпуса судна и выброса более теплой и менее плотной воды у верхней части корпуса судна в направлении, противоположном направлению движения судна.

Плотность воды в пределах водовода уменьшают путем ее индукционного нагрева.

Плотность воды в пределах водовода уменьшают путем ее нагрева с применением теплопередачи через стенки водовода.

Водовод размещен в пространстве между легким и прочным корпусами подводного судна.

На выходе из водовода в струе выходящей из него воды установлены вертикальный и горизонтальный рули.

На прилагаемом чертеже показано в общем виде устройство бесшумного судового движителя, который обеспечивает возможность осуществления способа бесшумного движения подводного судна. Приведена только кормовая часть корпуса судна. Изображение дано с частичным вырезом в легком корпусе подводного судна в месте размещения водовода бесшумного судового движителя. Стрелками показано направление движения воды по водоводу и после выхода из него в месте размещения дополнительных вертикального и горизонтального рулей.

Описание способа обеспечения бесшумного движения подводного судна приведено ниже на примере устройства и работы бесшумного судового движителя, осуществляющего этот способ.

Бесшумный судовой движитель (см. схему) содержит профилированную трубу в виде водовода 1, который суживается в направлении от входа в нижней его части к выходу в верхней его части. Водовод 1 совмещен с источником энергии в виде нагревательного устройства 2, которое обеспечивает нагрев воды, находящейся в пределах водовода. Водовод выполнен свободно проточным и размещен по бортам судна с направленностью движения воды снизу вверх и с возможностью забора более холодной и плотной воды у нижней части корпуса 3, 4 и выброса нагретой и менее плотной воды у верхней части корпуса судна в направлении, противоположном направлению движения судна.

Конкретное выполнение нагревательного устройства 2 может быть различным. Как варианты устройства оно выполнено в виде индуктора, осуществляющего индукционный нагрев воды, или в виде тепловых элементов, нагревающих воду с применением теплопередачи через стенки водовода, или с совмещением обоих этих устройств и способов нагрева воды.

Водовод 1 размещен в пространстве между легким 3 и прочным 4 корпусами подводного судна.

На выходе из водовода 1 в верхней части корпуса подводного судна установлены вертикальный 5 и горизонтальный 6 рули в виде обтекаемых поворачивающихся соответственно на вертикальных и горизонтальных осях пластин.

Приведенное устройство в виде бесшумного судового движителя осуществляет предложенный способ обеспечения бесшумного движения подводного судна следующим образом.

Водовод 1 бесшумного судового движителя открыт с обеих сторон для беспрепятственного движения воды. Находящуюся в водоводе воду нагревают при помощи нагревательного устройства 2 и при этом уменьшают ее плотность. В окружении более холодной и плотной воды менее плотная нагретая вода в профилированной трубе водовода поднимается и при этом обеспечивается движение воды с ускорением от входа в водовод в нижней его части к выходу из водовода, размещенного в верхней части подводного судна и направленного в сторону кормы. В результате истечения воды из водовода возникает реактивная сила, которая приводит в движение подводное судно. Благодаря отсутствию в описываемом судовом движителе подвижных частей, механически взаимодействующих с водой, создание указанной реактивной силы происходит бесшумно.

Установленные на выходе из водовода 1 вертикальный 5 и горизонтальный 6 рули размещены в потоке воды, истекающей из водовода, а отклонение этого потока при помощи указанных рулей обеспечивает управление подводным судном при малой скорости его движения.

Известно, что на глубинах более 100 - 200 м температура океанической воды постоянна и составляет около 2^oC, тогда как в поверхностных слоях она может достигать 30^oC (см. "Советский энциклопедический словарь", М. , "Советская энциклопедия", 1987, стр. 920-921). Во избежание обнаружения подводного судна при помощи средств тепловидения (см. там же, стр. 1322) описываемый бесшумный судовой движитель в основам следует применять при нахождении подводного судна на большой глубине, что позволяет выравнивать температуру выходящей из водовода 1 нагретой воды с температурой поверхностной воды за счет ее перемешивания при подъеме вверх с холодной водой в глубинных слоях.

Описываемый бесшумный судовой движитель может служить только как вспомогательный в связи с низкой эффективностью использования им мощности основной силовой установки. По этой причине его применение целесообразно лишь при особых обстоятельствах, когда бесшумность подводного судна даже при незначительной скорости движения имеет решающее значение. Вместе с тем, бесшумность движения при возможности управления обеспечивает возможность скрытно находиться подводному судну на определенной глубине в заданном районе.

Формула изобретения

1. Способ обеспечения бесшумного движения подводного судна, при котором силу, движущую судно, создают выталкиваемой из него струей воды, при этом используют профилированную трубу в виде водовода, в котором водяной поток ускоряют и таким образом обеспечивают направленный выброс струи, отличающийся тем, что вход в водовод располагают в нижней части судна, а выход из него - в верхней части судна и направляют этот выход из водовода в сторону, противоположную направлению движения судна, производят нагрев воды в пределах водовода, при этом уменьшают плотность воды, за счет этого осуществляют ее подъем в водоводе с ускорением и последующим направленным выбросом созданной струи воды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что плотность воды в пределах водовода уменьшают путем ее индукционного нагрева.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что плотность воды в пределах водовода уменьшают путем ее нагрева с применением теплопередачи через стенки водовода.

4. Бесшумный судовой движитель для подводных судов, содержащий сужающуюся от входа к выходу профилированную трубу в виде водовода, который совмещен с источником энергии, воздействующим на находящуюся в водоводе воду и обеспечивающим ее ускорение с последующим направленным выбросом, отличающийся тем, что в качестве упомянутого источника энергии применяется совмещенное с водоводом нагревательное устройство, а водовод выполнен свободно проточным и размещен по бортам судна с направленностью снизу вверх с возможностью забора холодной и плотной воды у нижней части корпуса судна и выброса более теплой и менее плотной воды у верхней части корпуса судна в направлении, противоположном движению судна.

5. Судовой движитель по п.2, отличающийся тем, что водовод размещен в пространстве между легким и прочным корпусами подводного судна.

6. Судовой движитель по п.2, отличающийся тем, что на выходе из водовода в струе выходящей из него воды установлены вертикальные и горизонтальные рули.

РИСУНКИ

Рисунок 1