Силовая установка подводного аппарата

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкциям силовых установок подводных аппаратов. Силовая установка подводного аппарата содержит высокооборотный электродвигатель переменного тока, который соединен с движителем аппарата через редуктор. Редуктор выполнен одноступенчатым с параллельно расположенными входным и выходным валами и с высоким передаточным отношением. Вал электродвигателя является входным валом редуктора, а ось выходного вала редуктора совпадает с основной осью подводного аппарата. Ось электродвигателя смещена относительно основной оси подводного аппарата. Величина смещения электродвигателя равна межцентровому расстоянию валов редуктора. Достигается уменьшение массогабаритных характеристик подводного аппарата, уменьшение шумности и улучшение управляемости силовой установки. 1 ил.

 

Изобретение относится к области морской подводной техники, а именно к конструкциям силовых установок подводных аппаратов.

Схемы размещения и конструктивные решения силовых установок подводных аппаратов очень разнообразны и определяются назначением подводного аппарата и требованиями к его маневренным качествам. В настоящее время с целью увеличения энергетических характеристик, повышения коэффициента полезного действия и снижения шума в силовых установках современных автономных подводных аппаратов распространено применение электродвигателей переменного тока.

Известно техническое решение, реализованное в торпеде MU 90 «Impact», которое содержит высокооборотный двигатель переменного тока, соединенный с движителем аппарата через планетарный редуктор (Архипов А.В., Быстров Ю.А., Власов Е.Н. и др. Энергетика специальной морской подводной техники. - Санкт-Петербург. - 2009. - С. 97-98.).

Все известные силовые установки подводных аппаратов, имеющих форму тела вращения, содержат двигатель с выходным валом, расположенным вдоль основной оси подводного аппарата.

В качестве прототипа принята силовая установка PB-50 фирмы STN Atlas Elektronik. Данная установка содержит высокоскоростной одновальный двигатель и планетарный редуктор, обеспечивающий согласование частот вращения двигателя и движителя. (SEAHAKE DM 2 А4. THE UNDERWATER. Рекламный проспект фирмы STN Atlas Elektronik, 2008 г.).

Силовая установка данного подводного аппарата также содержит двигатель с выходным валом, расположенным вдоль основной оси подводного аппарата. При этом редуктор расположен также по основной оси подводного аппарата.

Недостатками данного расположения силовых установок являются увеличенный осевой габарит и масса, пониженная управляемость (остойчивость) подводного аппарата с малым снижением центра масс и его шумность.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение наименьших массогабаритных характеристик подводного аппарата, уменьшение его шумности и улучшение управляемости (остойчивости) при сохранении высоких энергетических характеристик силовой установки.

Указанная цель достигается тем, что в силовой установке подводного аппарата, содержащей высокооборотный электродвигатель переменного тока, применен одноступенчатый редуктор с высоким передаточным отношением. Одноступенчатый редуктор имеет параллельно расположенные входной и выходной валы. Вал электродвигателя является входным валом редуктора. Ось выходного вала редуктора, соединенного с движителем аппарата, совпадает с основной осью подводного аппарата. Соответственно ось электродвигателя, соединенного с входным валом редуктора, будет расположена параллельно на некотором расстоянии от основной оси подводного аппарата. Величина смещения электродвигателя равна межцентровому расстоянию валов редуктора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена предлагаемая силовая установка подводного аппарата.

Предлагаемая силовая установка подводного аппарата содержит высокооборотный электродвигатель 1 переменного тока и одноступенчатый редуктор 2 с высоким передаточным отношением. Вал 3 электродвигателя 1 является входным валом редуктора 2. Редуктор 2 расположен таким образом, что ось его выходного вала 4 совпадает с основной осью подводного аппарата. Соответственно, высокооборотный электродвигатель 1 переменного тока, соединенный с входным валом редуктора 2, будет смещен относительно основной оси подводного аппарата при его установке в корпус подводного аппарата. Величина смещения электродвигателя 1 равна межцентровому расстоянию валов редуктора 2.

При работе силовой установки мощность высокооборотного электродвигателя 1 через вал 3 передается одноступенчатому редуктору 2 с высоким передаточным отношением, в котором происходит изменение момента и частоты вращения до величин, оптимальных для движителя, и через выходной вал 4 редуктора 2 поступает на движитель (на чертеже не показан) подводного аппарата.

Массогабаритные характеристики подводного аппарата во многом зависят от характеристик его двигателя. В настоящее время практический интерес представляют силовые установки с двигателями малого диаметра большой мощности. Применение высокооборотного двигателя переменного тока позволяет уменьшить вес и габариты силовой установки подводного аппарата в сравнении с использованием электродвигателя постоянного тока той же мощности с прямым приводом на движитель.

В предлагаемой силовой установке подводного аппарата минимизированы весовые и габаритные характеристики. Компактные размеры одноступенчатого редуктора с высоким передаточным отношением и высокооборотный электродвигатель переменного тока уменьшают вес и размеры силовой установки, что позволяет в заданном диаметре подводного аппарата сместить электродвигатель относительно основной оси подводного аппарата на величину, определяемую межцентровым расстоянием валов редуктора.

В случае подводного аппарата, имеющего форму тела вращения, система силовой привод - подводный аппарат будет способствовать смещению центра масс подводного аппарата относительно его центра величины, что улучшает его управляемость без применения дополнительных стабилизаторов, так как за счет веса двигателя и редуктора подводный аппарат будет стабилизироваться по крену при маневрировании в горизонтальной плоскости, при этом двигатель и редуктор будут дополнительно выполнять функцию стабилизаторов движения.

Одноступенчатый редуктор с параллельными валами обладает пониженной шумностью в сравнении с планетарным редуктором. Также малые размеры силовой установки позволяют выделить освободившийся объем для размещения дополнительной системы амортизации и шумопоглощения.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет решить задачу создания мощной силовой установки подводного аппарата с уменьшенными массогабаритными характеристиками и уменьшенной шумностью, а также направлено на улучшение управляемости (остойчивости) подводного аппарата, имеющего форму тела вращения.

Силовая установка подводного аппарата, содержащая высокооборотный электродвигатель переменного тока, соединенный с движителем аппарата через редуктор, отличающаяся тем, что редуктор выполнен одноступенчатым с параллельно расположенными входным и выходным валами и с высоким передаточным отношением, вал электродвигателя является входным валом редуктора, а ось выходного вала редуктора совпадает с основной осью подводного аппарата, при этом ось электродвигателя смещена относительно основной оси подводного аппарата, величина смещения электродвигателя равна межцентровому расстоянию валов редуктора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для подачи движительной энергии к движительной системе с противоположно вращающимися гребными винтами в морском судне. Устройство содержит первый гребной винт, приводимый вращающимся силовым агрегатом, и второй гребной винт, приводимый двигателем переменного тока.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым электроэнергетическим установкам с комбинированным пропульсивным комплексом. Судовая электроэнергетическая установка имеет в своем составе главный тепловой двигатель, разъединительную муфту, дополнительный тепловой двигатель, соединенный с дополнительным генератором, главные шины, шины питания судовых электропотребителей, систему управления установки, автоматические выключатели, датчики тока и датчики напряжения, первый управляемый и обратимый преобразователь частоты, который имеет управляемые выпрямитель и инвертор, конденсаторный накопитель звена постоянного тока, локальный блок управления, также дополнительный гребной электродвигатель, подсоединенный к гребному винту и второй гребной электродвигатель кольцевой конструкции с встроенным вторым гребным винтом, второй преобразователь частоты, преобразователь напряжения и четыре силовые электрические цепи.

Изобретение относится к судостроению, в частности к электроэнергетическим установкам судов с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая электроэнергетическая установка содержит главные дизели или турбины, главные синхронные генераторы, аварийный дизель-генератор, обмотки статора, главный распределительный щит, входы выпрямителей преобразования частоты.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судовым системам электродвижения с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. Судовая система электродвижения содержит шины распределительного щита, подключенные через автоматический выключатель и дроссель к обратимому преобразователю частоты.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым электроэнергетическим установкам с валогенераторами. Судовая электроэнергетическая установка содержит первый тепловой двигатель, второй тепловой двигатель, валогенератор, генератор, первый, второй и третий валы, вариатор, который соединен с гребным винтом, систему управления, шины питания, датчики скорости вращения.

Изобретение относится к способу функционирования судового приводного двигателя (2), питаемого по меньшей мере одним импульсным инвертором (3), при котором элементы (5) переключения импульсного инвертора (3) переключаются с изменяемой частотой переключения.

Изобретение относится к области судостроения. Судовая электроэнергетическая установка содержит главный двигатель, соединенный с главным генератором, и локальную систему управления.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств, в частности к гребной электрической установке. .

Изобретение относится к области водного транспорта и направлено на усовершенствование подводного аппарата, который обеспечивает передвижение в водной среде автономных средств, и может быть использовано как движитель автономных средств в надводном и подводном положениях.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым электроэнергетическим установкам с преобразователями частоты и гребными электродвигателями. .

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным аппаратам повышенной маневренности, и может использоваться при возведении морских нефтегазодобывающих платформ с прокладкой трубопроводов на дне моря.
Изобретение относится к области судостроения и касается эксплуатации подводных судов в ледовых условиях. Подводная лодка содержит корпус, емкости для изменения плавучести лодки путем заполнения их забортной водой или воздухом.

Изобретение относится к области подводного судостроения. Подводный аппарат содержит корпус, гребной электродвигатель, связанный через главный редуктор с гребным винтом.

Изобретение относится к способу функционирования судового приводного двигателя (2), питаемого по меньшей мере одним импульсным инвертором (3), при котором элементы (5) переключения импульсного инвертора (3) переключаются с изменяемой частотой переключения.

Группа изобретений относится к подводному кораблестроению и может быть использована преимущественно для подводных лодок. Подводная лодка содержит прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами, кормовую оконечность с гребным винтом, со ступицей, установленной на гребном валу, соединенном с электродвигателем, соединенным электрическим кабелем с аккумулятором, электрогенератор, вал которого соединен с главным валом двигательной установки.

Группа изобретений относится к подводному кораблестроению и может быть использована преимущественно для подводных лодок. Подводная лодка содержит прочный корпус, охватывающий его легкий корпус, цистерны между этими корпусами, прочную рубку и спасательную всплывающую камеру, установленную внутри прочного корпуса под прочной рубкой, кормовую оконечность с гребным винтом, со ступицей, установленной на гребном валу, соединенном с электродвигателем, соединенным электрическим кабелем с аккумулятором, электрогенератор, вал которого соединен с валом двигательной установки.
Изобретение относится к области измерительно-исполнительных телеуправляемых роботизированных систем. .

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов создания средств для осуществления подводных транспортных операций, например для транспортировки подводных технологических средств разведки, обустройства и эксплуатации морских месторождений полезных ископаемых, необходимых расходных материалов.

Изобретение относится к судостроению и энергетике, касается создания энергоустановок подводных лодок. .

Изобретение относится к судостроению и касается создания энергетической установки подводной лодки. .

Группа изобретений относится к оборудованию для подводных лодок. При способе эксплуатации подводной лодки используют приводной двигатель, подпитываемый через импульсные вентильные преобразователи частоты. В зависимости от вариантов подключения его фазных обмоток получают два режима его работы для подводного и надводного плавания соответственно. Для первого режима оптимизируют коэффициент полезного действия приводного двигателя и его акустические шумы. Переключение режимов происходит при достижении определенной рабочей точки, определяемой в зависимости от числа оборотов приводного двигателя, тока фазных обмоток, характеристики винта. Подводная лодка содержит приводной двигатель, содержащий обмотку, разделенную на несколько фазных обмоток, которые могут подключаться двумя способами - последовательно и параллельно. Фазные обмотки подсоединены к источнику питания постоянного тока посредством двух полумостов. Для последовательного включения фазных обмоток используют два полумоста и коммутирующий элемент. Обеспечивается оптимизация режимов работы двигателя. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкциям силовых установок подводных аппаратов. Силовая установка подводного аппарата содержит высокооборотный электродвигатель переменного тока, который соединен с движителем аппарата через редуктор. Редуктор выполнен одноступенчатым с параллельно расположенными входным и выходным валами и с высоким передаточным отношением. Вал электродвигателя является входным валом редуктора, а ось выходного вала редуктора совпадает с основной осью подводного аппарата. Ось электродвигателя смещена относительно основной оси подводного аппарата. Величина смещения электродвигателя равна межцентровому расстоянию валов редуктора. Достигается уменьшение массогабаритных характеристик подводного аппарата, уменьшение шумности и улучшение управляемости силовой установки. 1 ил.

Наверх