Способ активного управления плавательным средством



Способ активного управления плавательным средством
Способ активного управления плавательным средством
Способ активного управления плавательным средством

 


Владельцы патента RU 2581887:

Открытое акционерное общество "Центр судоремонта "Звездочка" (ОАО "ЦС "Звездочка") (RU)

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано при создании конструкций винтовых движителей надводных и подводных плавательных средств. Для активного управления плавательным средством включают передачу крутящего момента с приводного вала на гребной вал и угловое изменение положения гребного вала, на котором установлен гребной винт, относительно приводного вала в пространстве за счет нелинейной продольной конфигурации законцовок этих валов. Изменение положения гребного вала относительно приводного вала осуществляют путем воздействия на крепежный элемент, который установлен на гребном валу, парными знакопеременными силовыми нагрузками. Достигается повышение маневренности и надежность активного управления плавательным средством. 2 ил.

 

Изобретение относится к области морской и речной техники и может быть использовано для активного управления плавательными средствами как надводными, так и подводными.

Известен способ активного управления плавательным средством, включающий передачу крутящего момента с приводного вала на гребной вал движителя с использованием редуктора и пространственное изменение положения гребного вала с установленным на нем гребным винтом относительно корпуса плавательного средства (см. Э.П. Лебедев и др. «Средства активного управления судами», Л., изд. «Судостроение». 1969 г., стр. 177-179). В данном способе активное управление плавательным средством осуществляют при помощи движительно-рулевых колонок (поворотных винтовых колонок). В этих колонках крутящий момент передается с приводного вала через угловой редуктор на гребной вал и далее на гребной винт. Положение гребного вала относительно приводного вала является неизменным. Поэтому активное управление плавательным средством становится возможным только при повороте самой колонки. В этом случае меняется положение гребного вала относительно корпуса плавательного средства, что позволяет ему изменять направление своего движения. При реализации данного способа активного управления плавательным средством гребной вал вместе с гребным винтом меняет свое положение в горизонтальной плоскости, что является существенным недостатком такого способа управления, так как он применим только для большинства надводных плавательных средств. Для подводных плавательных средств требуется управление и в вертикальной плоскости (управление по глубине). Применение известного способа для таких подводных плавательных средств становится возможным только в совокупности с использованием рулей, которые обеспечивают изменение положения плавательного средства по глубине, что является существенным усложнением активного управления таким средством.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ активного управления плавательным средством, включающий передачу крутящего момента с приводного вала на выходной (гребной) вал и угловое изменение положения выходного вала относительно приводного вала в пространстве за счет нелинейной продольной конфигурации законцовок этих валов (см. SU 742647 А, кл. F16D 33/18, 1980).

Недостатком известного способа активного управления является невысокая маневренность активного управления плавательного средства и низкая надежность этого управления. Дело в том, что управление плавательным средством при помощи вышеуказанного способа не позволяет быстро изменить положение гребного вала относительно приводного. Особенно, такая оперативность требуется при движении необитаемых плавательных аппаратов, например торпед, когда требуется быстро изменить траекторию движения аппарата.

Целью данного изобретения является повышение маневренности и надежности активного управления плавательным средством.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе активного управления плавательным средством, включающем передачу крутящего момента с приводного вала на гребной вал и угловое изменение положения гребного вала с установленным на нем гребным винтом относительно приводного вала в пространстве за счет нелинейной продольной конфигурации законцовок этих валов, в нем изменение положения гребного вала относительно приводного осуществляют путем воздействия на крепежный элемент, установленный на гребном валу, парными знакопеременными силовыми нагрузками.

Создание такой нагрузки позволяет очень быстро изменить положение гребного вала в пространстве относительно приводного вала и тем самым обеспечить высокую маневренность плавательного средства.

Реализация такой технологической операции возможна при помощи двух пар гидроцилиндров в каждой плоскости управления. Для поворота гребного вала шток одного гидроцилиндра втягивается, а шток другого - выдвигается из гидроцилиндра. Так создается пара знакопеременных (действующих в противоположных направлениях) сил, которые обеспечивают быстрое и надежное изменение положения гребного вала с гребным винтом, что повышает маневренность и надежность управления плавательным средством.

Использование предлагаемого способа активного управления плавательным средством с применением магнитной муфты иллюстрируется графическими материалами, приведенными на фигурах 1 и 2 со следующими обозначениями:

1 - корпус плавательного средства;

2 - приводной вал;

3 - гребной вал;

4 - гребной винт;

5 - единый узел поворота;

6 - законцовка приводного вала;

7 - законцовка гребного вала;

8 - герметизирующий элемент;

9 - крепежный элемент;

10 - гидроцилиндры;

11 - магнит приводного вала;

12 - магнит гребного вала.

На фиг. 1 показана конструкция движителя плавательного средства, реализующая предлагаемый способ активного управления при нулевом отклонении гребного вала от нейтрального его положения, а на фиг. 2 - тот же движитель при совершении плавательным средством маневра.

Реализация способа активного управления плавательным средством осуществляется следующим образом (см. фиг. 1). Крутящий момент с приводного вала 2, расположенного внутри корпуса 1 плавательного средства, передается на его законцовку 6, на внутренней поверхности которой закреплен магнит 11. Создаваемое этим элементом магнитное поле взаимодействует с магнитным полем магнита 12, который установлен на законцовке гребного вала 7. Вращение законцовки 6 приводит к вращению законцовки 7. При этом обе законцовки не соприкасаются между собой, а между ними расположен герметизирующий элемент 8, который, с одной стороны, предотвращает попадание забортной воды в полость плавательного средства, где находится приводной вал 2, а с другой стороны, является проницаемым для магнитных полей. Магниты 11 и 12, герметизирующий элемент 8 и законцовка 7 за счет своих нелинейных продольных конфигураций создают единый узел поворота в виде сферического подшипника скольжения, который дает возможность законцовке 7, а значит и гребному валу 3, являющемуся продолжением этой законцовки, свободно менять свое положение в пространстве. Из блока управления (на фиг. не показан) поступает сигнал на гидроцилиндры 10. Шток одного из гидроцилиндров 10 (см. фиг. 2) втягивается, а другого - выдвигается, осуществляя парную знакопеременную нагрузку на крепежный элемент 9, который, будучи закрепленным с гребным валом 3, производит изменение пространственного положения этого вала. Соответственно изменяется положение и гребного винта 4, установленного на гребном валу 3, что приводит к изменению вектора тяги движителя и к изменению направления движения плавательного средства.

Отсутствие механического контакта гребного вала 3 с приводным валом 2 позволяет существенно снизить инерционность системы передачи крутящего момента и тем самым повысить маневренность управления плавательным средством. Особенно остро стоит задача повышения маневренности в подводных плавательных средствах, таких как торпедные аппараты, где для выполнения поставленной задачи изменение курса движения должно произойти за доли секунды как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.

Предлагаемый способ может найти широкое применение как в подводных плавательных средствах (подводные лодки, торпеды, автономные необитаемые подводные аппараты и др.), так и в надводных судах, например судах на подводных крыльях, когда требуется изменить заглубление гребного винта.

Способ активного управления плавательным средством, включающий передачу крутящего момента с приводного вала на гребной вал и угловое изменение положения гребного вала с установленным на нем гребным винтом относительно приводного вала в пространстве за счет нелинейной продольной конфигурации законцовок этих валов, отличающийся тем, что изменение положения гребного вала относительно приводного вала осуществляют путем воздействия на крепежный элемент, установленный на гребном валу, парными знакопеременными силовыми нагрузками.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к судостроению, а именно к смазке и смазочной конструкции управляемого движителя морского судна. Морское судно содержит управляемый движитель, который включает в себя смазочную конструкцию.

Изобретение относится к судостроению, а именно к движительному агрегату корабля. Движительный агрегат корабля содержит конструкцию (1) оболочки, электрический двигатель (3), замкнутую жидкостную систему (9) охлаждения, которая имеет внутреннее пространство (10).

Изобретение относится к судостроению, а именно к втягиваемому движительному устройству. Судно содержит втягиваемое движительное устройство, которое содержит движительный контейнер, желоб, первое и второе уплотнительные устройства.

Изобретение относится к судостроению, а именно к пропульсивной установке на судне. Пропульсивная установка содержит, по меньшей мере, один неподвижный пропульсивный агрегат, который расположен в корме судна.

Группа изобретений относится к области судостроения, а более конкретно к движителям с частично погруженным винтом (ЧПВ). Частично погруженный винторулевой привод содержит частично погруженный винт, поворотную дейдвудную трубу с шаровой частью, упорный корпус, сферические шарниры управляющих гидроцилиндров расположены в дейдвудной трубе, ведущий, промежуточный и ведомый валы соединены с винтами.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях вспомогательных движителей. Вспомогательный движительный комплекс плавательного средства состоит из движителя, системы его выдвижения из корпуса плавательного средства и щита-рецесса, который снабжен дополнительной системой выдвижения, кинематически связанной с этим щитом и расположенной внутри корпуса плавательного средства.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования кормовой оконечности судна, оборудованной движительно-рулевым комплексом (ДРК), установленным за пределами корпуса судна.

Изобретение относится к способу, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, создания водного судна, главным образом, ледокола или грузового судна, танкера или подобного транспортного судна с улучшенными характеристиками проникновения в лед, при этом судно имеет корпус с первым концом и вторым концом и снабжено на втором конце узлом двигателя, которое создает основную двигательную силу судна, тогда как судно перемещается любым концом вперед, и рулевое управление судна, в соответствии с чем упомянутый второй конец судна имеет такую форму и размеры, чтобы как таковой он имел бы характеристики эффективного проникновения в лед.
Изобретение относится к водным транспортным средствам, в которых предусмотрено использование привода с винтовым движителем. .

Изобретение относится к дополнительному приводному устройству в качестве вспомогательного устройства для судов. .

Изобретение относится к подвеске глиссера к корпусу судна, а также к подвесным моторам для легких катеров и моторных яхт. .

Изобретение относится к судовым рулевым машинам. .

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции полупогружных судов, предназначенных для эксплуатации в ледовых условиях Арктики и в незамерзающих морях. Предложено универсальное полупогружное крупнотоннажное транспортное судно для плавания в морях с ледовым покровом и на чистой воде, содержащее надводную часть и подводный грузовой корпус, соединенные пилоном, конструкция которого позволяет разрушать ледовый покров. Судно оснащено винторулевыми колонками, расположенными в выкружках носовой оконечности подводного грузового корпуса, размеры которых обеспечивают невыступание лопастей винтов за габаритные размеры судна в нос и на борт и позволяют осуществлять вертикальный поворот осей гондол винторулевых колонок обоих бортов в пределах 20° вниз и вверх относительно основной плоскости, кроме того, оси гребных винтов имеют наклон к ДП на угол от 10° до 20°. Технический результат заключается в улучшении параметров ходкости в ледовых условиях, в первую очередь, ледопроходимости, а также повышении пропульсивных качеств при эксплуатации судна на чистой воде. 4 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции быстроходных судов. Быстроходное судно с реданом на днище снабжено наряду с основными движителями вспомогательным движителем. Последний размещен в шахте, находящейся над реданом, и выполнен с возможностью его перемещения в шахте по вертикали. Конструкция вспомогательного движителя принята в виде гребного винта, совмещенного с электродвигателем кольцевого типа. Участок редана, расположенный под нижним отверстием шахты, выполнен с возможностью его перемещения на днище по длине судна. Изобретение позволяет уменьшить затраты энергии на работу пропульсивной установки судна в режиме его полного хода. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх