Судовая винто-рулевая колонка для движения и маневрирования судна в ледовых условиях

Изобретение относится к области судостроения, а именно к созданию движительно-рулевых комплексов, обеспечивающих движение и маневрирование судна в ледовых условиях. Судовая винто-рулевая колонка для движения и маневрирования судна в ледовых условиях содержит обтекаемую стойку, гондолу с размещенными внутри них элементами приводного механизма и гребной вал, который консольно выступает с противоположных концов гондолы и на котором с кормового и носового концов закреплены соответственно кормовой и носовой гребные винты. Гребной вал выполнен из двух частей с возможностью обеспечения независимого приведения во вращение соответствующего гребного винта. Обтекаемая стойка и гондола оснащены элементами второго приводного механизма, который предназначен для обеспечения противоположного вращения одному из гребных винтов по отношению к другому. Приводные механизмы гребных винтов винто-рулевой колонки выполнены с возможностью обеспечения вращения одному из гребных винтов с частотой, отличной от частоты вращения другого гребного винта. Диаметр носового гребного винта составляет 0,5 - 0,95 диаметра кормового гребного винта. Достигается повышение технической и экономической эффективности работы винто-рулевой колонки при движении и маневрировании судна в тяжелых ледовых условиях. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса разработки и создания движительно-рулевых комплексов, обеспечивающих движение и маневрирование судна в ледовых условиях.

Известна судовая винто-рулевая колонка (BPK) для движения и маневрирования судна в ледовых условиях, содержащая обтекаемую стойку и гондолу с размещенными внутри них элементами приводного механизма и гребным валом, консольно выступающим с противоположных концов гондолы. На гребном валу закреплены с его кормового и носового концов соответственно кормовой и носовой гребные винты (Патент РФ на изобретение №2128126 от 4.03.1998 г., опубликовано 27.03.1999 г.) - прототип.

Однако при работе судна в ледовых условиях, когда возникает необходимость осуществления судном маневрирования для преодоления на пути ледовых торосов, оказывается недостаточной эффективность работы BPK для выполнения маневров судном, вследствие чего тратится много времени и энергии для обеспечения нормального движения судна.

Задачей изобретения является повышение технической и экономической эффективности работы BPK при движении и маневрировании судна в тяжелых ледовых условиях, в особенности при наличии ледовых торосов в акватории.

Для этого у судовой винто-рулевой колонки для движения и маневрирования судна в ледовых условиях, содержащей обтекаемую стойку и гондолу с размещенными внутри них элементами приводного механизма и гребным валом, консольно выступающим с противоположных концов гондолы, на котором с кормового и носового концов закреплены соответственно кормовой и носовой гребные винты, по изобретению гребной вал выполнен состоящим из двух частей с возможностью обеспечения независимого приведения во вращение соответствующего гребного винта. Обтекаемая стойка и гондола колонки оснащены элементами второго приводного механизма, предназначенного для обеспечения противоположного вращения одного из гребных винтов по отношению к другому. Причем приводной механизм носового по ходу движения гребного винта винто-рулевой колонки выполнен с возможностью обеспечения вращения гребному винту с частотой, отличной от частоты вращения кормового гребного винта. При этом диаметр носового гребного винта составляет 0,5-0,95 диаметра кормового гребного винта.

Кроме того, судовая винто-рулевая колонка содержит направляющую насадку, охватывающую кормовой гребной винт.

Наличие второго гребного винта на BPK увеличивает суммарную тягу колонки, при этом выполнение приводного механизма носового по ходу движения гребного винта винто-рулевой колонки с возможностью придания этому гребному винту вращения, противоположного по отношению к направлению вращения кормового гребного винта, с частотой, отличной от частоты вращения кормового гребного винта, позволяет повысить суммарный коэффициент полезного действия BPK и, как следствие, эффективность всего движительно-рулевого комплекса при движении и маневрировании судна.

Выполнение носового гребного винта BPK с меньшим диаметром, чем диаметр кормового гребного винта, и составляющим 0,5-0,95, необходимо для снижения нагрузок на гребные винты и BPK в целом, поскольку меньшего размера носовой гребной винт испытывает меньший момент сопротивления вращению от обломков льда, разрушает обломки льда, которые затем движутся в направлении стойки, гондолы и кормового гребного винта BPK.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен общий вид предлагаемой винто-рулевой колонки для движения и маневрирования судна в ледовых условиях (разрез).

Предлагаемая винто-рулевая колонка имеет обтекаемую стойку 1 и гондолу 2, внутри которых размещены элементы приводного механизма и разделенный на две части по длине гребной вал: кормовой гребной вал 3 и носовой гребной вал 5, консольно выступающие с противоположных концов гондолы 2. На кормовом гребном валу 3 установлен кормовой гребной винт 4, а на носовом гребном валу 5 - носовой гребной винт 6. Носовой и кормовой гребные валы обеспечивают при маневрировании или движении судна во льдах возможность независимого вращения соответствующего гребного винта. BPK имеет приводной механизм 7 и дополнительно оснащена вторым приводным механизмом 8, расположенным также в обтекаемой стойке 1 и гондоле 2, предназначенным для обеспечения противоположного вращения одному из гребных винтов по отношению к другому. Каждый приводной механизм 7, 8 связан своим гребным валом 3, 5 с соответствующим гребным винтом 4, 6. При этом носовой гребной винт 6 имеет меньший диаметр, чем кормовой 4, и составляет 0,5-0,95 диаметра кормового винта. На кормовом гребном винте 4 может быть установлена направляющая насадка, охватывающая его (на чертеже не показана).

Движение и маневрирование судна в ледовых условиях с помощью предлагаемой винто-рулевой колонки осуществляется следующим образом.

При движении судна носом вперед винто-рулевая колонка повернута таким образом, что носовой гребной винт 6 (меньшего диаметра) расположен спереди по направлению движения относительно кормового гребного винта 4 (большего диаметра). При попадании на пути движения судна обломков льда большого размера (битый лед, ледяные поля и торосы) часть из этих обломков под воздействием носовой части движущегося корпуса судна притапливается и движется вдоль корпуса судна в направлении кормы, где они под воздействием работающих гребных винтов 6 и 4 BPK поступают в зону вращения носового гребного винта 6 малого диаметра. Вращающийся гребной винт 6 меньшего диаметра взаимодействует с плавающими обломками льда, частично разрушает их и частично отбрасывает в стороны. В результате снижается вероятность воздействия обломков льда на гондолу 2 и стойку 1 BPK, а также на кормовой гребной винт 4.

В случае движения судна кормой вперед, BPK разворачивается таким образом, что носовой гребной винт 6 меньшего диаметра расположен спереди по направлению движения относительно кормового гребного винта 4 большего диаметра. Носовой гребной винт 6 в этом случае может взаимодействовать с обломками льда, притапливаемыми кормовыми участками корпуса судна, или с обломками льда, образующими, например, киль тороса.

При движении судна по чистой воде, свободной ото льда, гребные винты BPK, вращающиеся в противоположные стороны с заранее определенными, возможно, разными частотами, уменьшают закручивание потока, чем обеспечивают снижение потерь и увеличение коэффициента полезного действия движительного устройства в целом.

Предлагаемая винто-рулевая колонка обеспечивает повышение технической и экономической эффективности работы судна при его движении и маневрировании в тяжелых ледовых условиях, в особенности при наличии торосистых образований в акватории, что ее выгодно отличает от прототипа.

1. Судовая винто-рулевая колонка для движения и маневрирования судна в ледовых условиях, содержащая обтекаемую стойку и гондолу с размещенными внутри них элементами приводного механизма, и гребным валом, консольно выступающим с противоположных концов гондолы и с закрепленными на нем с кормового и носового концов соответственно кормовым и носовым гребными винтами, отличающаяся тем, что гребной вал выполнен из двух частей с возможностью обеспечения независимого приведения во вращение соответствующего гребного винта, а обтекаемая стойка и гондола оснащены элементами второго приводного механизма, предназначенного для обеспечения противоположного вращения одному из гребных винтов по отношению к другому, причем приводные механизмы гребных винтов винто-рулевой колонки выполнены с возможностью обеспечения вращения одному из гребных винтов с частотой, отличительной от частоты вращения другого гребного винта, при этом диаметр носового гребного винта составляет 0,5-0,95 диаметра кормового гребного винта.

2. Судовая винто-рулевая колонка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит направляющую насадку, охватывающую кормовой гребной винт.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции, а также технологии монтажа и демонтажа узла пропульсивной установки судна. Судно содержит корпус и двигатель, причем двигатель включает по меньшей мере один туннельный элемент и по меньшей мере один узел движителя.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях винтовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях винтовых движителей и устройствах активного управления плавательными средствами.

Изобретение относится к судостроению, авиастроению, построению аэроглиссеров, судов на воздушной подушке и касается конструкций гребных и воздушных винтов в кольцевых насадках.

Изобретение относится к судовому движительному комплексу. .

Изобретение относится к области водного транспорта, а именно к транспортировке автомобилей, другой колесной техники и пассажиров между берегами рек с ограниченной судоходностью.

Изобретение относится к винтовым движителям транспортных средств и может быть использовано на судах с гребными винтами и иных транспортных средствах, оснащенных воздушными винтами, а также на вентиляторах.

Изобретение относится к судостроению, а именно к пропульсивным системам. .

Изобретение относится к судостроению, а именно к пропульсивным системам. .

Изобретение относится к судостроению, а именно к тоннелям в корпусе судна и водометным движителям. .

Изобретение относится к области морской подводной техники, а именно к конструкциям движительно-рулевых устройств подводных аппаратов. Движительно-рулевое устройство содержит гребной винт, который размещен в направляющей насадке. Направляющая насадка представляет собой кольцевое крыло. На внутренней поверхности направляющей насадки размещены с возможностью поворота интерцепторы. Оси вращения интерцепторов параллельны плоскости вращения винта. Достигается эффективное управление движением подводного аппарата. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к водометным движителям. Водометный двигательно-движительный комплекс включает осесимметричный корпус в виде судовой кольцевой насадки, в котором размещены статор электродвигателя и подвижно установленное круговое кольцо. На внутренней стороне кругового кольца закреплены лопасти, которые представляют собой рабочее колесо движителя. Круговое кольцо подвешено на защищенных опорно-упорных конструкциях. При этом водометный двигательно-движительный комплекс оснащен круговым лопастным спрямляющим аппаратом, который расположен за рабочим колесом и установлен в корпусе. Длина лопаток спрямляющего аппарата составляет 0,5-0,6 внутреннего радиуса кругового кольца рабочего колеса, а лопасти рабочего колеса имеют длину 0,6-0,8 внутреннего радиуса кругового кольца. Число лопаток спрямляющего аппарата превышает число лопастей рабочего колеса, по меньшей мере, на две единицы. При этом образующей внутренней поверхности носовой части корпуса придана форма профиля, который позволяет обеспечить постоянство давления вниз по потоку в пределах по меньшей мере 1/3 длины проточного канала движителя. Достигается повышение КПД, улучшение акустических и вибрационных характеристик. 3 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса повышения эффективности использования водометных движителей для водоизмещающих судов. Комбинированный двигательно-движительный комплекс судна содержит корпус в виде осесимметричной судовой кольцевой насадки с размещенным в нем реверсивным электродвигателем погружного исполнения и оснащен размещенным вниз по потоку за рабочим колесом, соосно с ним, гребным винтом. Реверсивный электродвигатель имеет вмонтированный в корпус статор и подвижно размещенный в корпусе ротор. Бесступичное рабочее колесо состоит из лопастей, которые закреплены на внутренней стороне кругового кольца. Круговое кольцо подвешено на опорно-упорных конструкциях и закреплено внутри ротора упомянутого электродвигателя. Гребной винт расположен на конце гребного вала, который проходит наряду с дейдвудом. Гребной винт и рабочее колесо оборудованы приводами, которые выполнены с возможностью обеспечения им противоположного вращения и оснащены автономными стопорами, которые выполнены с возможностью обеспечения остановки их вращения независимо друг от друга. Достигается повышение КПД двигательно-движительного комплекса судна на всех режимах эксплуатации судна. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к водометным движителям. Водометный движительный комплекс содержит водовод, который выполнен в виде осесимметричной профилированной кольцевой насадки, внутри которой соосно размещено установленное на валу рабочее колесо. Рабочее колесо имеет ступицу с закрепленными к ней лопастями и оснащено прикрепленной к торцам лопастей кольцевой обечайкой. В корпусе водовода образована ответная под упомянутую обечайку круговая ниша, в которую подвижно помещена кольцевая обечайка и расположена заподлицо с внутренней поверхностью корпуса водовода. Форма спрямленного контура лопасти рабочего колеса в районе притыкания лопасти к кольцевой обечайке имеет серповидную наделку в сторону натекающего потока, радиус скругления которой составляет 4-5% от радиуса рабочего колеса. Достигается обеспечение повышенных акустических и кавитационных характеристик при одновременном сохранении КПД. 3 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкции винтового привода судов. Кольцевая насадка для гребного винта плавучего средства имеет цилиндрическую форму с увеличенной шириной. Кольцевая насадка в установленном виде покрывает гребной винт и часть обтекателя винта таким образом, что выходной диаметр кольцевой насадки частично перекрывается обтекателем. Диаметры входного и выходного отверстия кольцевой насадки равны. Достигается увеличение реактивного тягового усилия и предотвращение кавитации гребного винта. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к управлению судами с помощью рулевых устройств. Рулевое устройство содержит водоходный канал, неподвижный насадок круглого поперечного сечения с помещенным внутри него гребным винтом, балансирными рулями, рулевую коробку с вертикальными боковыми стенками и горизонтальными перемычками. Баллеры соединены с перьями балансирных рулей, которые содержат нижние шарниры рулей. Шарниры закреплены на корпусе судна. Неподвижный насадок жестко соединен с рулевой коробкой посредством водоходного канала внутреннего переменного сечения, плавно переходящего от круга насадка до прямоугольника в начале рулевой коробки, а перья всех балансирных рулей выполнены с одинаковыми площадями и установлены на одинаковых расстояниях друг от друга. Рулевая коробка состоит из передней и жестко соединенной с ней посредством верхней и нижней горизонтальных пластин задней части. Вертикальные боковые стенки обеих частей коробок выполнены одинаковой высоты, а горизонтальные перемычки передней части коробки выполнены короче горизонтальных перемычек задней части коробки. Верхняя и нижняя горизонтальные пластины выполнены в виде одинаковых равнобоких трапеций. Нижние шарниры рулей установлены на нижней горизонтальной пластине коробки. Румпели жестко закреплены на баллерах, установлены на одинаковых углах относительно плоскостей симметрии перьев и выполнены одинаковой длины, а длины жестких тяг выполнены равными расстояниям между соседними нижними шарнирами. Достигается снижение потребной мощности рулевой машины. 3 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к движительной установке. Движительная установка содержит несущую стойку, кожух, на конце которого расположен гребной винт, кольцевую насадку. Кольцевая насадка жестко закреплена на кожухе опорной конструкцией, которая содержит по меньшей мере три лопатки. Насадка имеет впускное отверстие и выпускное отверстие, посредством чего образуется канал для потока воды между впускным и выпускным отверстием через внутреннюю область кольцевой насадки. Гребной винт тянет судно в направлении (S1) движения. Опорная конструкция расположена между гребным винтом и несущей стойкой в направлении (S1) движения судна. Лопатки опорной конструкции расположены между внешним периметром кожуха и внутренним периметром насадки для приема потока воды от лопастей гребного винта. Достигается улучшение движительной установки. 20 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к созданию движительно-рулевых комплексов, обеспечивающих движение и маневрирование судна в ледовых условиях. Судовая винто-рулевая колонка для движения и маневрирования судна в ледовых условиях содержит обтекаемую стойку, гондолу с размещенными внутри них элементами приводного механизма и гребной вал, который консольно выступает с противоположных концов гондолы и на котором с кормового и носового концов закреплены соответственно кормовой и носовой гребные винты. Гребной вал выполнен из двух частей с возможностью обеспечения независимого приведения во вращение соответствующего гребного винта. Обтекаемая стойка и гондола оснащены элементами второго приводного механизма, который предназначен для обеспечения противоположного вращения одному из гребных винтов по отношению к другому. Приводные механизмы гребных винтов винто-рулевой колонки выполнены с возможностью обеспечения вращения одному из гребных винтов с частотой, отличной от частоты вращения другого гребного винта. Диаметр носового гребного винта составляет 0,5 - 0,95 диаметра кормового гребного винта. Достигается повышение технической и экономической эффективности работы винто-рулевой колонки при движении и маневрировании судна в тяжелых ледовых условиях. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх