Морской паром

Изобретение относится к морским паромам для транспортировки речных судов. Морской паром выполнен в виде судна катамаранного типа с изменяемой осадкой и имеющего ходовые гребные винты, которые связаны валами с электродвигателями, запитываемыми от электрогенераторов, соединенных с тепловыми двигателями. Корпуса парома соединены между собой осями подводных крыльев с изменяемым углом атаки для выравнивания крена и дифферента и двухъярусным мостом. На первом ярусе этого моста установлены поворотные стойки, на которых закреплены электрогенераторы с установленными на осях их роторов пропеллерами. На втором ярусе моста в носовой и кормовой частях парома установлены поворотные платформы с установленными на них свернутыми в рулоны парусами и подъемными кранами для разворачивания и удержания парусов на ветру. В средней части парома на втором ярусе моста расположены шахты, внутри каждой из которых установлена телескопическая мачта, каждое звено которой имеет механизмы подъема и поворота. На боковой поверхности каждого звена, симметрично относительно центральной оси мачты, закреплены две пары рей, каждая из которых имеет механизмы поворота в вертикальное и горизонтальное положение. Первая рея из каждой пары имеет механизмы разворота парусов, свернутых в рулоны, а вторая рея имеет механизм свертывания ликтросов, которыми обшиты края соответствующего паруса. Такое выполнение парома позволяет использовать перемещения воздушных масс для транспортировки речных судов по морю. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Изобретение относится к области водного транспорта, точнее к судам и другим плавучим средствам специальною назначения, предназначенным для транспортировки судов.

Известен способ морской транспортировки речных судов, реализуемый при работе устройства по а.с. СССР №655288, В 63 В 35/42, 1979 г. и заключающийся в перемещении речных судов закрепленными к судну с изменяемой осадкой и повышенной мореходности, имеющим ходовые винты.

Технический результат от использования изобретения заключается в обеспечении использования перемещения воздушных масс для транспортировки речных судов по морю.

Данный технический результат достигается тем, что в способе экономичной морской транспортировки речных судов закрепленными к судну с изменяемой осадкой и повышенной мореходности, имеющим ходовые винты, речные суда закрепляют к судну типа катамарана, между его корпусами, при этом его ходовые винты имеют на валах электроприводы, которые записываются от электрогенераторов, вращающихся от тепловых двигателей, а указанные корпуса соединены между собой осями подводных крыльев с изменяемым углом атаки для выравнивания крена и дифферента и двухъярусным мостом, на первом ярусе которого установлены поворотные стойки, на которых закреплены электрогенераторы с установленными на осях их роторов пропеллерами, причем электроэнергия, вырабатываемая этими электрогенераторами, используется для разгрузки электрогенераторов, вращающихся от тепловых двигателей, а на втором ярусе установлены поворотные платформы, разворачиваемые в зависимости от направления ветра, при этом на поворотных платформах установлены свернутые в рулоны паруса и подъемные краны для разворачивания и удерживания парусов на ветру.

В другом варианте на уровне второго яруса двухъярусного моста могут быть размещены оголовки шахт, в которых находятся телескопические мачты, каждое звено которой, аналогично как в парусном флоте, имеет свое название: стеньга, брам-стеньга, бом-брам-стеньга, трюм-стеньга, и у каждого звена имеется свой механизм подъема и поворота и свои механизмы откидывания и вращения двух пар рей, на одной из которых установлен парус, свернутый в рулон, а на другой - пара лебедок, на барабан которых намотан ликтрос, которым обшиты правый и левый край паруса.

В подводной части морского парома, на осях подводных крыльев, установлены дополнительные ходовые виты с электроприводом, устройство которых описано в патенте РФ за №2092379, 1993 г. МПК В 63 Н 23/34 и в заявках за №99118484 от 25.08.99 г. МПК В 63 В 35/00, под названием "Автоэлектроход", и за №2002100027 от 04.01.02 г. МПК В 60 К 1/00, под названием "Автомобиль с дополнительным электроприводом", а на стороне наружных бортов крайних корпусов катамарана проделаны вертикальные шахты, внутри которых установлены гребные винты вертикального потока с электроприводом, конструкция которых аналогична дополнительным ходовым винтам, установленным на основаниях осей подводных крыльев.

Для управления морским паромом целесообразно использовать способ и устройство управления, применяемое на воздушном транспорте, которое содержит вертикальную колонку для управления дифферентом судна, на которой установлен штурвал управления креном судна, а также горизонтальный рычаг поворота судна, на краях которого закреплены педали.

Для управления парусным вооружением морского парома с использованием современной вычислительной техники целесообразно в соответствующих и удобных местах на борту судна установить датчики ветра типа М-127, данные от которого должны поступать в электронную память вычислительной машины и на пульт оператора парусного вооружения, который содержит 4 концентрические окружности (кольца), где внутренняя окружность является картушкой-репитером гирокомпаса, вокруг которой установлена рукоятка, которая жестко связана с окружностью галсов, которая служит для определения курса судна относительно ветра, информация о котором поступает на кольцо следующей окружности в виде треугольных стрелок, обозначающих направление ветра по корабельному азимуту, который окружает круг информации о ветре, на котором рядом со стрелкой направления ветра размещен индикатор скорости этого ветра.

На приведенных чертежах на фигуре 1 показана схема морского парома в поперечном вертикальном разрезе, на фигурах 2 и 3 дано устройство парусной мачты в развернутом и сложенном виде, на фигуре 4 изображено в поперечном вертикальном разрезе устройство подводной части морского парома-катамарана, на фигуре 5 показан пульт управления морским паромом, на фигуре 6 показана схема пульта оператора управления и контроля парусным вооружением, а на фигуре 7 показана структурная схема корабельной энергетической установки морского парома.

Способ морской транспортировки речных судов реализуется при работе морского парома, состоящего из центрального корпуса 1 и боковых 2 и 3, которые жестко соединены между собой подводными крыльями с изменяемым углом атаки 4 и двухъярусными мостами 5, на первом ярусе которых установлены поворотные стойки 6, на которых закреплены электрогенераторы 7, на осях роторов которых закреплены пропеллеры 8, а на втором ярусе установлены поворотные платформы 9, на которых установлены свернутые в рулоны паруса 10 и подъемные краны со стрелой 11 и кабиной 12, а на обоих бортах центрального корпуса 1 и боковых корпусов 2, 3 закреплены откидные кронштейны 13, на которых установлены перевозимые речные суда 14, 15.

Во втором варианте технического решения задачи на уровне второго яруса двухъярусного моста 5 установлены оголовки шахт 16, в которые на их внутренней стороне установлены механизмы подъема и поворота 17 мачты 18, на внешней стороне которой закреплены механизмы 19, 20 откидывания и вращения реи 21 с парусом 22, свернутым в рулон, и реи 23 с ликтросами 24, которыми обшиты края паруса 22 с обеих, левой и правой, вертикальных сторон и которые свернуты с помощью механизма сворачивания ликтросов соответственно на барабан левой лебедки 25 и барабан правой лебедки 26.

Оснастка мачты 18, в позициях 17, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, аналогична для стеньги 28, в позициях 27, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, аналогична для брам-стеньги 38, в позициях 37, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, аналогична для бом-брам-стеньги 48, в позициях 47, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, аналогична для трюм-стеньги 58, в позициях 57, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66.

В подводной части морского парома-катамарана, где центральный корпус 1 соединен с левым корпусом 2 и правым корпусом 3 осями подводных крыльев 4 с изменяемым углом атаки для выравнивания крена и дифферента, а также для динамического изменения осадки, на крайних бортах корпусов 2 и 3 проделаны вертикальные водопоточные шахты 67 и 68, в которых установлены гребные винты с электроприводом 69, 70. На правом борту корпуса 2 и на левом борту корпуса 1 установлены ходовые винты с электроприводами-генераторами 71, а на левом борту корпуса 3 и правом борту корпуса 1 установлены ходовые винты с электроприводами-генераторами 72.

Для управления морским паромом установлен машинный телеграф 73, который служит для задавания числа оборотов ходовым винтам с электроприводами-генераторами 71, 72, и регулятор динамической осадки 74, который служит для задавания числа оборотов гребным винтам с электроприводом 69, 70. А также установлен ножной рычаг поворота 75 с педалями 76 для изменения соотношения оборотов между ходовыми винтами с электроприводами-генераторами 71 и 72, рулевая колонка 77 для управления дифферентом судна путем изменения угла атаки на подводных крыльях 4 и соотношения числа оборотов между гребными винтами с электроприводами 69 и 70, установленных в вертикальных водопоточных шахтах 67 и 68, находящихся в носовой и кормовой частях судна. На рулевой колонке 77 установлен штурвал крена 78, который служит для изменения соотношения числа оборотов между гребными винтами с электроприводами левого 69 и правого 70 бортов судна с одновременным изменением угла атаки на подводных крыльях 4 правого и левого бортов судна.

Для управления парусным вооружением морского парома установлен пульт оператора, который содержит в центре картушку репитера гирокомпаса 79, вокруг которой установлена кольцевая рукоятка 80, которая служит для поворота галсового круга 81 с целью выбора курса судна относительно ветра, направление и скорость которого определяется датчиками ветра, которые установлены в различных определенных точках на борту судна и информация от которых стекается на ветровой круг 82, который установлен вокруг галсового круга 81 и имеет светящиеся треугольники 83, указывающие направление ветра, и круги 84, где высвечивается скорость ветра по каждому направлению, относительно азимутального круга 85 корабельных координат правого и левого бортов морского парома.

Структурная схема корабельной энергетической установки морского парома содержит аппаратуру управления, контроля и коммутации 86, к которой с помощью кабельной сети подключены потребители, к которым относятся электроприводы ходовых 71, 72 и гребных 69, 70 винтов, механизмы подъема и поворота мачт 17, 27, 37, 47, 57 и их звеньев, механизмы откидывания вращения рей 21, 31, 41, 51, 61 с парусами, свернутыми в рулоны, и рей 23, 33, 43, 53, 63 с ликтросами, намотанными на барабаны лебедок, схема автоматического запуска тепловых двигателей 87, усилители мощности 88, счетно-решающий блок 89 с компьютером 90 и датчики ветра, а также подключены генераторы электроэнергии, к которым относятся ветрогенераторы 7, осевые генераторы 91, генераторы-глушители 92 тепловых двигателей 87 и генераторы ходовых винтов 71 и 72, а также химические аккумуляторы 93 и конденсаторные аккумуляторы 94 правого и левого бортов морского парома.

Работа морского парома по транспортировки речных судов производится следующим образом. Во время погрузки морской паром, благодаря наличию затопляемых отсеков в корпусах 1, 2, 3, изменяет свою осадку до совпадения швартовых стоек (кнехтов) парома и перевозимых судов 14, 15, которые затем заходят между центральным 1 и боковыми 2, 3 корпусами и пришвартовываются к его бортам. После этого под днище перевозимых судов 14, 15 подводятся откидные кронштейны 13, и производится откачка воды из затопленных отсеков корпусов 1, 2, 3, и морской паром изменяет свою осадку до нужного для морской транспортировки уровня.

Во время плавания по морской акватории на морском пароме при наличии ветра вращаются пропеллеры 8, плоскость которых располагается с помощью поворотных стоек 6 перпендикулярно потоку ветра, при этом электрогенераторы 7 дают ток, который используется для вращения ходовых винтов и для работы других судовых потребителей. Кроме этого, с помощью стрел подъемных кранов 11 разворачивается парус 10 и устанавливается в нужное положение в зависимости от направления ветра с помощью поворотных платформ 9. В безветренную погоду электроэнергия на морском пароме вырабатывается с помощью дизель-генераторов.

Наличие подводных крыльев 4 с изменяемым углом атаки позволяет морскому парому выравнивать крен и дифферент, который возникает при давлении ветра на паруса, а также при благоприятной погоде идти с максимально возможной скоростью. Установленные на двухъярусном мосту 5 подъемные краны со стрелой 11 и кабиной 12, кроме удержания и развертывания парусов 10, могут быть использованы для разгрузки и погрузки речных судов, перегрузки на другие подходящие к парому суда (т.е. выполнение функции плавучего морского порта), забрасывания швартового каната на береговые тумбы, разбивания льда с помощью прикрепленных к их гаку гирь и других работ.

Свернутые в рулоны паруса 10 можно заменять на различных типов запасные паруса, которые можно эффективно использовать в зависимости от направления ветра и курса судна, так, например, при попутном ветре наиболее эффективен прямоугольный парус, при боковом ветре - треугольный парус, а при встречном ветре паруса не устанавливаются, а используется электроэнергия, вырабатываемая от генераторов 7, для вращения ходовых винтов, так как при этом к скорости ветра, воздействующего на пропеллеры 8, прибавляется скорость судна.

Управление парусами и электрогенераторами 7 может производится из кабины 12 посредством воздействия на стрелу 11, на поворотные платформы 9, на механизмы свертывания и развертывания парусов 10 в рулоны и на поворотные стойки 6.

При выгрузке речных судов 14, 15 морской паром погружается до уровня ватерлинии судов 14, 15, затем речные суда отшвартовываются от бортов 1, 2, 3, откидные кронштейны 13 устанавливаются в исходное положение, и речные суда 14, 15 переходят в автономное плавание.

В другом варианте подъемные краны со стрелой 11 и кабиной 12, с поворотными платформами 9, на которых установлены свернутые в рулоны паруса 10, целесообразно установить на носовой части судна (полубаке) и на кормовой (полуюте), а на средней части судна (спардеке), целесообразно установить шахты 16, в которых в сложенном виде, на механизмах подъема и поворота 17, находятся телескопические мачты 18, при этом оголовки шахт 19 закрываются крышками, верхняя часть которых образует вместе с платформой второго яруса двухъярусного моста 5 ровную площадку.

При переходе морского парома на ход под парусами с помощью стрел 11 подъемных кранов крышки с шахт 16 снимаются, а по команде оператора парусного вооружения механизм 17 поднимает мачту 18, механизм 27 поднимает стеньгу 28, механизм 37 поднимает брам-стеньгу 38, механизм 47 поднимает бом-брам-стеньгу 48, механизм 57 поднимает трюм-стеньгу 58, далее механизмы 19, 20 откидывают на прямой угол реи 21, 23, механизмы 29, 30 откидывают на прямой угол реи 31, 33, механизмы 39, 40 откидывают на прямой угол реи 41, 43, механизмы 49, 50 откидывают на прямой угол реи 51, 53, механизмы 59, 60 откидывают на прямой угол реи 61, 63, затем механизм 19 вращает рею 21, разворачивая парус 22, а механизм 20 вращает рею 23 и заставляет лебедки 25, 26 сворачивать ликтросы 24 паруса 22, механизм 29 вращает рею 31, разворачивая парус 32 до частичного или полного разворота, в зависимости от силы ветра, а механизм 30 вращает рею 33 и заставляет лебедки 35, 36 сворачивать ликтросы 34 паруса 32, механизм 39, при необходимости разворачивания паруса 42 в зависимости от силы ветра, может вращать рею 41, а механизм 40 может с помощью лебедок 45, 46 сматывать ликтрос 44, механизм 49 вращает рею 51, разворачивая парус 52, а механизм 50 вращает рею 53 и заставляет лебедки 55, 56 сворачивать ликтросы 54 паруса 52, механизм 59 вращает рею 61, разворачивая парус 62, а механизм 60 вращает рею 63 и заставляет лебедки 65, 66 сматывать ликтросы 64 паруса 62.

Информация с датчиков ветра по корабельной кабельной сети приходит в счетно-решающий блок 89 и на пульт оператора парусного вооружения, где на ветровом круге 82 высвечивается с помощью треугольников 83 направление ветра, а внутри кругов 84 высвечивается скорость ветра. Вращая рукояткой 80 галсовый круг 81, задается курс судна относительно ветра правым или левым галсом (фордевинд, бакштаг, галфвинд, бейдевинд) и также передается в счетно-решающий блок 89, где компьютер 90, оценив эти соотношения, выбирает соответствующую программу управления, по которой, аналогично передаче импульсов для печати на электромагнитное устройство принтера, передаются импульсы на вход усилителя мощности 88, а затем на исполнительные устройства, к которым относятся механизмы поворота мачт и их звеньев и механизмы развертывания и свертывания парусов.

Под воздействием ветра на судне образуется крен, дифферент и изменение курса (снос), для выравнивания которых служит пост управления морским паромом, который содержит рычаг поворота 75, рулевую колонку 77, штурвал крена 78, которые при отсутствии рулевого-пилота находятся в среднем фиксированном положении. На посту управления судном находятся также машинный телеграф 73, которым задается число оборотов вперед или назад для ходовых винтов 71 и 72 через счетно-решающий блок 89 и усилитель мощности 88, и регулятор динамической осадки 74, который служит для задания числа оборотов вверх или вниз гребным винтам 69 и 70 также через счетно-решающий блок 89 и усилитель мощности 88 по соответствующей, ранее заложенной в компьютере 90, программе, при этом морской паром увеличивает или уменьшает свою осадку, не теряя запаса плавучести, т.е. не затапливая свои отсеки и повышая свою устойчивость на водной поверхности в зависимости от состояния моря (от 1 до 9 баллов).

При воздействии на рычаг поворота 75 педалями 76 правой и левой изменяется соотношение оборотов между ходовыми винтами 71, 72, так, например, при нажатии правой педали увеличивается число оборотов вперед ходовых винтов 72 и уменьшается число оборотов вплоть до перехода (риверса) на задний ход ходовых винтов 71. Морской паром при этом поворачивает налево на ходу или стоя на месте, что очень удобно при нахождении в узкой акватории порта. Чтобы заставить морской паром поворачивать направо на ходу или стоя на месте, необходимо нажать левую педаль 76, при этом происходит одновременное отжатие правой педали и увеличение числа оборотов вперед ходовых винтов 71 и уменьшение числа оборотов вплоть до перехода на задний ход ходовых винтов 72.

При воздействии на рулевую колонку 77, наклоняя от себя, на ходу судна носовые подводные крылья 4 изменяют угол атаки по направлению вниз, а кормовые подводные крылья 4 - по направлению вверх, в носовых вертикальных шахтах 67, 68 гребные винты 69, 70 увеличивают свои обороты, направляя водяной поток в шахтах 67, 68 вниз, независимо, на ходу судна или на его стоянке, а в кормовых вертикальных шахтах 67, 68 гребные винты 69, 70 увеличивают свои обороты, направляя водяной поток в шахтах 67, 68 вверх, при этом морской паром выполняет дифферент на нос. Чтобы заставить морской паром выполнить дифферент на корму, необходимо наклонить рулевую колонку 77 на себя, тогда, на ходу судна, подводные крылья 4 носовой части изменят свой угол атаки по направлению вверх, а подводные крылья 4 кормовой части - по направлению вниз, в носовых вертикальных шахтах 67, 68 гребные винты 69, 70 направят водяной поток вверх, независимо на ходу судна или на его стоянке, а в кормовых вертикальных шахтах 67, 68 гребные винты 69, 70 направят водяной поток вниз.

При повороте штурвала крена 78 налево на ходу судна подводные крылья 4 между корпусами 1, 2 изменят угол атаки по направлению вниз, а подводные крылья 4 между корпусами 1, 3 изменят угол атаки по направлению вверх, гребные винты 69 в шахтах 67 направят водяной поток вниз, а гребные винты 70 в шахтах 68 направят водяной поток вверх, при этом судно будет крениться на левый борт, а при повороте штурвала крена 78 направо на ходу судна подводные крылья 4 между корпусами 1, 2 изменят угол атаки по направлению вверх, а подводные крылья 4 между корпусами 1, 3 изменят угол атаки по направлению вниз, гребные винты 69 в шахтах 67 направят водяной поток вверх, а гребные винты 70 в шахтах 68 направят водяной поток вниз, при этом судно будет крениться на правый борт.

Внедрение настоящего изобретения позволит создать уникальный морской паром большой грузоподъемности для перевозки речных судов с пассажирами для интересных туристических круизов, а также для прямой поставки товаров между морскими и речными портами многих стран, при этом используя ветроэнергетику и автоматику в управлении парусным снаряжением и экономя расходы нефтепродуктов и количество обслуживающего персонала.

1. Морской паром для транспортировки речных судов, выполненный в виде судна катамаранного типа с изменяемой осадкой и имеющего ходовые гребные винты, которые связаны валами с электродвигателями, подключенными к электрогенераторам, соединенным с тепловыми двигателями, при этом корпуса парома соединены между собой осями подводных крыльев с изменяемым углом атаки для выравнивания крена и дифферента и двухъярусным мостом, на первом ярусе которого установлены поворотные стойки, на которых закреплены электрогенераторы с установленными на осях их роторов пропеллерами, а на втором ярусе установлены поворотные платформы с установленными на них свернутыми в рулоны парусами и подъемными кранами для разворачивания и удержания парусов на ветру, отличающийся тем, что указанные платформы расположены в носовой и кормовой частях парома, а в средней части на втором ярусе моста расположены шахты, верхняя часть которых находится на уровне платформы второго яруса, а внутри каждой шахты установлена телескопическая мачта, каждое звено которой имеет механизмы подъема и поворота, а на боковой поверхности каждого звена, симметрично относительно центральной оси мачты, закреплены две пары рей, каждая из которых имеет механизмы поворота в вертикальное и горизонтальное положение, при этом первая рея из каждой пары имеет механизмы разворота парусов, свернутых в рулоны, а вторая рея имеет механизм свертывания ликтросов, которыми обшиты края соответствующего паруса.

2. Морской паром по п.1, отличающийся тем, что упомянутые электродвигатели с гребными ходовыми винтами закреплены на подводной части корпуса парома, а по обоим бортам парома выполнены вертикальные водопроточные шахты, в которых расположены дополнительные электродвигатели с гребными винтами.

3. Морской паром по п.1, отличающийся тем, что на мачтах установлены датчики ветра с токовыми выходами, которые через кабельную сеть соединены с пультом оператора по управлению парусным вооружением путем поворота мачт и их звеньев, а также разворачиванием и свертыванием парусов.