Движительный комплекс судна туннельного типа

Изобретение относится к области судостроения. Движительный комплекс судна туннельного типа включает водометные движители, встроенные в полуконические образования кормовой оконечности подводного корпуса и дополнительно по крайней мере два вертикальных пластинчатых роторных движителя, установленных в поперечных цилиндрических нишах боковых стенок продольного канала. Каждый вертикальный пластинчатый роторный движитель представляет собой пластину, профиль которой образован двумя симметричными сегментами, или пластину, имеющую прямоугольный в сечении профиль. Пластина выполнена с возможностью вращения вокруг собственной оси в любом направлении, вертикальные кромки пластины образуют поверхность, равноудаленную от поверхности стенки своей цилиндрической ниши на минимальный технологический зазор. Пластина может быть застопорена в любом положении относительно оси вращения. Работа вертикальных пластинчатых роторных движителей обеспечивается с помощью приводных двигателей. Техническим результатом изобретения является повышение пропульсивных, ходовых качеств и маневренных характеристик судна. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования движительного комплекса судна туннельного типа.

Известно судно туннельного типа (патент RU №2302971, кл. B63B1/00, B63B 1/40, 2007), которое имеет надводный корпус и подводный корпус с днищем, выполненным по крайней мере с одним продольным аркообразным в поперечном сечении каналом, простирающимся вдоль всего корпуса судна. Профиль сечения подводного корпуса по конструктивной ватерлинии имеет максимальную ширину в районе кормы. Криволинейные борта находятся ниже конструктивной ватерлинии и сходятся к носу. Продольный канал находится ниже конструктивной ватерлинии и выполнен с образующими, параллельными диаметральной плоскости. Днищевые поверхности между стенками бортов и канала выполнены в виде двух полуконусов с вершинами в носовой и основаниями в кормовой оконечностях корпуса. Движительный комплекс этого судна туннельного типа включает водометные движители, которые встроены в полуконические образования кормовой оконечности подводного корпуса.

Судно туннельного типа по патенту RU №2302971 принято за прототип.

Как следует из описания, к устройству-прототипу за счет предлагаемой геометрии формы подводного корпуса удается достичь существенного уменьшения волнового сопротивления при движении судна с относительно большими скоростями хода. А установка в кормовой оконечности подводного корпуса водометных движителей с неподвижными насадками позволит при работе движителей уменьшить толщину пограничного слоя в кормовой зоне продольного канала, а следовательно, уменьшить вероятность возникновения подпорной области в этой зоне канала, что уменьшит сопротивление воды движению судна.

Также известно техническое решение (патент RU №2495781, кл. B63B 1/08, B63H 11/00, 2013), когда дополнительно к водометным движителям, которые встроены в полуконические образования кормовой оконечности подводного корпуса, установлен водометный движитель в верхней части продольного канала в кормовой оконечности для дополнительной утилизации пограничного слоя.

Целью предлагаемого изобретения является повышение пропульсивных, ходовых качеств, маневренных характеристик судна туннельного типа посредством установки по крайней мере двух вертикальных пластинчатых роторных движителей, в поперечных, цилиндрических нишах, расположенных в боковых стенках продольного канала.

Цель достигается тем, что движительный комплекс судна туннельного типа, который имеет надводный корпус и подводный корпус с днищем, выполненным по крайней мере с одним продольным аркообразным в поперечном сечении каналом, простирающимся вдоль всего корпуса судна, профиль сечения подводного корпуса по конструктивной ватерлинии имеет максимальную ширину в районе кормы, криволинейные борта находятся ниже конструктивной ватерлинии и сходятся к носу, продольный канал находится ниже конструктивной ватерлинии и выполнен с образующими, параллельными диаметральной плоскости, а днищевые поверхности между стенками бортов и канала выполнены в виде двух полуконусов с вершинами в носовой и основаниями в кормовой оконечностях корпуса, включает водометные движители, которые встроены в полуконические образования кормовой оконечности подводного корпуса и, согласно предлагаемому техническому решению, дополнительно по крайней мере два вертикальных пластинчатых роторных движителя, которые установлены в поперечных, цилиндрических нишах, расположенных в боковых стенках продольного канала. Каждый вертикальный пластинчатый роторный движитель представляет собой пластину, профиль которой образован двумя симметричными сегментами, или пластину, которая имеет прямоугольный в сечении профиль. Упомянутая пластина выполнена с возможностью вращения вокруг собственной оси в любом направлении, вертикальные кромки пластины образуют поверхность, равноудаленную от поверхности стенки своей цилиндрической ниши на минимальный технологический зазор, при этом пластина может быть застопорена в любом положении относительно оси вращения. Каждый вертикальный пластинчатый роторный движитель имеет отдельное управление с возможностью регулирования скорости вращения пластины.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где:

фиг. 1 - вид сверху на судно туннельного типа;

фиг. 2 - вид с кормы на судно туннельного типа;

фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2. Пластины перекрывают свои цилиндрические ниши;

фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 2. Стрелками указано направление вращения пластин при движении судна туннельного типа;

фиг. 5 - сечение А-А на фиг. 2. Пластины переложены в плоскость, перпендикулярную направлению движения судна туннельного типа;

фиг. 6 - сечение А-А на фиг. 2. Пластины работают как закрылки. Стрелками указано направление действия сил, приводящих к изменению траектории судна туннельного типа при движении на переднем ходу.

Корпус судна содержит надводный корпус 1 выше конструктивной ватерлинии 2 и подводный корпус 3 ниже конструктивной ватерлинии 2. Надводный корпус 1 может быть любой формы в зависимости от назначения судна. Подводный корпус 3 имеет криволинейные борта 4, сходящиеся к носу, и днище 5 с продольным каналом 6. Продольный канал 6 расположен ниже конструктивной ватерлинии 2 и выполнен с верхним аркообразным сводом 7 и боковыми стенками 8, образующие которых параллельны диаметральной плоскости 9 судна. В боковых стенках 8 продольного канала 6 выполнены по крайней мере две цилиндрические ниши 10, в которых установлены вертикальные пластинчатые роторные движители 11. Каждый движитель 11 представляет собой пластину 12, которая выполнена с возможностью вращения вокруг собственной оси 13, при этом пластина 12 может быть застопорена в любом положении относительно собственной оси 13. Ось вращения 13 каждой пластины 12 находится в плоскости боковой стенки 8 продольного канала 6 и проходит через точки, равноудаленные от боковой поверхности своей цилиндрической ниши 10. Работа вертикальных пластинчатых роторных движителей 11 обеспечивается с помощью приводных двигателей 15, тип которых может быть различным, например, электрический, гидравлический, пневматический и т.д. В кормовой оконечности подводного корпуса 3 установлены водометные движители 14.

Эксплуатация судна осуществляется следующим образом.

При движении судна на всей его поверхности ниже конструктивной ватерлинии 2 образуется пограничный слой. Причем в продольном канале 6 при увеличении скорости движения возникает интерференция пограничных слоев между стенками 8 продольного канала 6. Судно при движении увлекает с собой дополнительные массы воды в пограничном слое, на перемещение которой расходуется дополнительная энергия.

При вращении вертикальных пластинчатых роторных движителей 11, установленных в поперечных, цилиндрических нишах 10, расположенных в боковых стенках 8 продольного канала 6, скорость движения потока воды в продольном канале 6 увеличивается, что позволит существенно уменьшить величину пограничного слоя на стенках продольного канала 6 и, следовательно, снизить величину подторможенного потока воды в продольном канале 6. В этом случае сопротивление воды движению судна уменьшится, что повысит пропульсивные и ходовые качества судна туннельного типа. Также увеличение скорости движения потока воды в продольном канале 6 позволит уменьшить влияние попутного потока, создаваемого движущимся судном, на работу водометных движителей 14, установленных в кормовой оконечности корпуса 3.

С помощью вертикальных пластинчатых роторных движителей 11 обеспечивается увеличение полезной тяги при движении судна туннельного типа как на переднем ходу, так и при движении задним ходом. Здесь следует отметить, что на заднем ходу эффективность водометных движителей 14, которые встроены в полуконические образования кормовой оконечности подводного корпуса 3 низкая. Вертикальные пластинчатые роторные движители 11 создают и поддерживают достаточную движущую силу для обеспечения движения судна на малых скоростях хода, что позволяет использовать их в качестве резервных, при повреждении или выходе из строя водометных движителей 14, установленных в кормовой оконечности корпуса 3. Все это в целом повысит эффективность и улучшит характеристики судна туннельного типа

Если использование роторных движителей 11 не целесообразно при определенных условиях движения судна, например на высоких скоростях хода, то пластины 12 перекладываются и фиксируются так, что перекрывают свои цилиндрические ниши 10, расположенные в боковых стенках 8 продольного канала 6 и образуют поверхность с минимальным сопротивлением воды движению судна туннельного типа.

Маневрирование и управление судном туннельного типа при помощи вертикальных пластинчатых роторных движителей 11 реализовывается следующим образом.

При выполнении торможения судна пластины 12 перекладываются и фиксируются в плоскости, перпендикулярной направлению движения, что позволит значительно уменьшить время торможения судна. При выполнении швартовок или маневрирования в ограниченных акваториях, например при заходе в порт или выходе из него, а также при изменении траектории судна во время движения, вертикальные пластинчатые роторные движители 11 правого и левого борта могут работать враздрай, т.е. пластины 12 правого борта вращаются относительно собственной оси 13 в одну сторону, а левого - в другую или, наоборот, в зависимости от необходимого направления. Создается разворачивающий момент, приводящий к вращению судна относительно вертикальной оси. Также для изменения траектории судна во время движения пластины 12 могут быть застопорены в плоскости, расположенной под необходимым углом к направлению движения, работая как закрылки.

В результате предложенный движительный комплекс судна туннельного типа за счет установки по крайней мере двух вертикальных пластинчатых роторных движителя 11, которые установлены в поперечных, цилиндрических нишах 10, расположенных в боковых стенках 8 продольного канала 6, позволит повысить пропульсивные, ходовые качества и маневренные характеристики судна туннельного типа.

1. Движительный комплекс судна туннельного типа, который имеет надводный корпус и подводный корпус с днищем, выполненным по крайней мере с одним продольным аркообразным в поперечном сечении каналом, простирающимся вдоль всего корпуса судна, профиль сечения подводного корпуса по конструктивной ватерлинии имеет максимальную ширину в районе кормы, криволинейные борта находятся ниже конструктивной ватерлинии и сходятся к носу, продольный канал находится ниже конструктивной ватерлинии и выполнен с образующими, параллельными диаметральной плоскости, а днищевые поверхности между стенками бортов и канала выполнены в виде двух полуконусов с вершинами в носовой и основаниями в кормовой оконечностях корпуса, включает водометные движители, которые встроены в полуконические образования кормовой оконечности подводного корпуса, отличающийся тем, что дополнительно включает по крайней мере два вертикальных пластинчатых роторных движителя, которые установлены в поперечных, цилиндрических нишах, расположенных в боковых стенках продольного канала, каждый вертикальный пластинчатый роторный движитель представляет собой пластину, профиль которой образован двумя симметричными сегментами, упомянутая пластина выполнена с возможностью вращения вокруг собственной оси в любом направлении, вертикальные кромки пластины образуют поверхность, равноудаленную от поверхности стенки своей цилиндрической ниши на минимальный технологический зазор, при этом пластина может быть застопорена в любом положении относительно оси вращения, каждый вертикальный пластинчатый роторный движитель имеет отдельное управление с возможностью регулирования скорости вращения пластины.

2. Движительный комплекс судна туннельного типа по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая пластина вертикального пластинчатого роторного движителя имеет прямоугольный в сечении профиль.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к кораблестроению и может быть использовано при изготовлении герметичных сосудов, активизирующих грузоподъемность надводного транспорта. Способ удержания подводных буровых систем над донной поверхностью морей и океанов включает общий корпус и отдельные элементы полых сосудов сферической формы и гребные винты.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для передвижения плавающих танков, бронетранспортеров, БМП, вездеходов, транспортных средств-амфибий, а также различных судов и подводных лодок.

Способ сбора нефти или нефтепродукта из-под ледяного покрова водоема включает локализацию пятна нефти или нефтепродукта и последующее удаление нефти или нефтепродукта откачкой в нефтеприемник, в области локализации пятна нефти или нефтепродукта в ледяном покрове бурят скважину, погружают через нее в область пятна завихритель с откачным устройством, вращением завихрителя создают в воде подо льдом вихревую воронку, обеспечивающую сбор в нее нефти или нефтепродукта, и производят откачку нефти или нефтепродукта из вихревой воронки.

Изобретение относится к судостроению, в частности к способам проектирования и конструкциям двухрежимных контрпропеллеров. Двухрежимный контрпропеллер в трехустановочном варианте содержит ступицу с подвижно установленными лопастями и механизм изменения шага.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям воздушных движителей. Корпусный ластово-резонансный клапанный воздушный движитель выполнен из авиамодельной фанеры.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к судам с лопастными гребными колёсами. Корма судна с лопастными гребными колёсами выполнена в виде двух сквозных водопроточных каналов, разделяющих днище на три водоизмещающих секции.

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано в конструкциях судовых движителей. Движительно-рулевая колонка содержит основание колонки, баллер, приводной вал, который расположен внутри баллера, механизм поворота колонки, угловой редуктор, обтекаемую гондолу, закрепленную на баллере и закрывающую угловой редуктор.

Винт содержит плоскую поверхность (13.2), которая проходит вдоль задней поверхности лопасти (13), и ширина которой составляет 1/3 ширины лопасти (13), заднюю закругленную по радиусу поверхность (13.1), которая пересекает плоскую поверхность (13.2) и имеет радиус R, который составляет 2/3 ширины задней поверхности и тем самым дополняет остальную часть задней поверхности.

Изобретение относится к транспортным средствам с винтовыми движителями. Предложено транспортное средство, содержащее корпус, головку, движитель, рулевой комплекс, при этом по периметру всего корпуса с возможностью вращения вокруг корпуса и собственной оси смонтирована пустотелая цилиндрическая винтовая рубашка с наружными напусками в виде винтовых лопастей по всей длине винтовой рубашки, изготовленная из трех или более прямоугольных полос одинаковых по ширине и по длине вогнутой или выпуклой формы относительно оси вращения винтовой рубашки, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на цилиндрической оправке, или винтовая рубашка может быть изготовлена из трех и более винтовых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами, расположенными снаружи или внутри поперечного сечения винтовой рубашки, при этом полосы соединены между собой с образованием по периметру винтовой рубашки напусков в виде винтовых лопастей по всей длине винтовой рубашки, винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок вогнутой или выпуклой формы относительно оси вращения винтовой рубашки с центрами кривизны, расположенными снаружи или внутри поперечного сечения винтовой рубашки.

Изобретение относится к транспортным средствам с винтовыми движителями. Предложено транспортное средство, содержащее корпус с двумя рядами рабочих шахт, движитель, рубку, рулевой комплекс, при этом по периметру передней части корпуса транспортного средства с возможностью вращения вокруг передней части корпуса смонтирована пустотелая коническая винтовая рубашка, изготовленная из винтовых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами, расположенными снаружи или внутри поперечного сечения пустотелой конической винтовой рубашки с образованием по ее периметру многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями и винтовыми канавками с углом наклона относительно оси вращения внутри или снаружи пустотелой конической винтовой рубашки, с разными размерами по ширине полос с увеличением их по длине конической винтовой рубашки от входного к выходному отверстию, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения, причем по наружному периметру винтовой рубашки образованы напуски в виде винтовых лопастей по всей ее длине от входного до выходного отверстия.

Изобретение относится к области судостроения и касается морских судов, предназначенных для работы в льдистых водах. Морское судно имеет по меньшей мере один движителю 1, представляющий собой азимутальное подруливающее устройство с гребным винтом 3, установленным на капсуле 6. Движитель 1 может быть повернут относительно корпуса морского судна 2 так, что указанный движитель 1 может продвигать морское судно 2 в различных направлениях. Указанный гребной винт 3 может воздействовать на лед, обеспечивая разламывание глыб льда. Гребной винт 3 содержит втулку 4, выполненную с обеспечением возможности разламывания льда, когда втулка 4 сталкивается с глыбой льда. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик движителя морского судна, предназначенного для работы в льдистых водах. 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

Винт // 2585180
Изобретение относится к области аэрогидродинамики и может быть применено преимущественно в судостроении, в качестве гребного винта или в качестве пропеллера в авиастроении. Винт содержит ступицу и лопасти. Лопасти выполнены в виде тонких, плоских упругих пластин с обтекаемыми внешними кромками. В лопастях выполнены сквозные отверстия. Отверстия выполнены в виде одинаковых у всех лопастей сквозных вырезов на рабочих участках лопастей. Очертания выреза параллельны кромкам лопасти, в которой он выполнен. Со стороны ступицы продольно ориентированные кромки выреза плавно сопряжены, причем ширина выреза составляет от 0,1 до 0,33 от ширины лопасти. Достигается снижение напряженности конструкции, повышение эффективности работы и снижение износа винта. 1 з.п. ф-лы, 2 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.

Винт // 2585209
Изобретение относится к области аэрогидродинамики и может быть применено преимущественно в судостроении, в качестве гребного винта или в качестве пропеллера в авиастроении. Винт содержит ступицу и лопасти. Лопасти выполнены в виде тонких плоских упругих пластин с обтекаемыми внешними кромками. В лопастях выполнены сквозные отверстия. Отверстия выполнены в виде сквозных вырезов на рабочих участках лопастей. Очертания выреза параллельны кромкам лопасти, в которой он выполнен. Со стороны ступицы продольно ориентированные кромки выреза плавно сопряжены, причем ширина выреза составляет от 0,1 до 0,33 от ширины лопасти. Продольные кромки выреза выгнуты из плоскости лопасти, так что угол атаки передней кромки выреза больше угла атаки лопасти, а угол атаки задней кромки выреза меньше угла атаки лопасти. Достигается снижение напряженности конструкции, повышение эффективности работы и снижение износа винта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изообретение относится к конструкции движителей, работающих в воздушной и водной средах. Движитель выполнен в виде сплошного жесткого диска из металла или металлизированного пластика. Верхняя часть диска выполнена плоской, а нижняя эллипсоидной или конической. На верхней поверхности фрезерования на участке от 0,5 до 0,3 радиуса выполняют кольцевую расточку на глубину 0,05 радиуса диска. Окружность в 0,5 радиуса делят на шесть равных и от намеченных точек тем же радиусом размечают дуги на внешней части круга диска. Через центр и полученные шесть точек намечают оси симметрии, делящие диск на шесть секторов. Намечают шесть дуг на внешней части круга до точек пересечения с первыми дугами, от точек пересечения первичных и вторичных дуг у внешнего края диска до центра диска проводят шесть частей окружности до касания с первичными дугами. Металл из криволинейных сегментов от кольцевой расточки до отрезков дуг удаляют на глубину кольцевой расточки. Движители могут применяться вместо несущих винтов на дисколетах и в качестве движителей на подводных аппаратах. Достигается увеличение подъемной силы движителей. 5 н.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх