Движительный комплекс судна
Изобретение относится к судостроению, а именно к движительному комплексу для судна. Движительный комплекс судна имеет корпус (10) с миделевой частью (12) и кормовой частью (14). Комплекс содержит две винтомоторные группы (30, 301), которые стационарно закреплены на корпусе (10) по обе стороны от центральной линии корпуса (10) и на указанной кормовой части (14). Каждая из винтомоторных групп (30, 301) содержит корпус с гребным винтом (48) на внешней стороне корпуса. Корпус в дальнейшем определяет внутреннее пространство, где установлены приводные механизмы (52, 54, 56) для вращения гребного винта (48) гребным валом (46), и дополнительно содержит противоположные внутреннюю (14) и внешнюю (42) стороны. Внутреннее пространство соединено с внутренней частью корпуса (10), а внутренняя (44) и внешняя (42) стороны соединены в носовой части винтомоторной группы вдоль передней кромки (36) судна. Судно содержит движительный комплекс. Также включает способ переоснащения корпуса (10) с помощью движительного комплекса. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.
Настоящее изобретение относится к движительному комплексу судна, движительный комплекс содержит две винтомоторные группы, закреплённые на корпусе судна.
В типовых традиционных движительных комплексах первичный двигатель, например главный двигатель, расположенный внутри корпуса судна, служит источником питания, а также, напрямую или приводя в движение генератор, подаёт электроэнергию на электродвигатель, на гребной вал, который проходит от внутреннего пространства корпуса, сквозь корпус, к гребному винту, установленному на валу с внешней стороны корпуса.
Данный тип движительного комплекса надёжен. Однако для первичного двигателя и гребного вала требуется существенный объем пространства в корпусе судна, что, в свою очередь, уменьшает грузоподъёмность судна. Кроме того, гребной вал, который должен быть достаточно длинными, чтобы проходить от внутренней стороны корпуса к внешней стороне корпуса, должен поддерживаться мощными подшипниками, что повышает стоимость и требования по техническому обслуживания движительного комплекса данного типа. Из-за необходимости предоставления этого пространства данную силовую установку очень трудно переоснастить для данного корпуса.
Альтернативной силовой установкой, которую обычно используют на шельфовой индустрии для судов снабжения и вспомогательных судов, является движительный комплекс с азимутальным подруливающим устройством. В этой установке азимутальная подвеска, поддерживающая гребной винт, установлена на корпусе с возможностью вращения, что позволяет подвеске контролировать поворот и движение судна, и, таким образом, гребным винтом обеспечивается направление тяги. Как правило, гребной винт, установленный на подвеске, приводится в движение через угловой редуктор электродвигателем, находящимся в кормовой части корпуса над подвеской. В качестве альтернативы электродвигатель может быть предусмотрен непосредственно на подвеске. Электрическое питание подаётся на электродвигатель генератором, приводимым в движение первичным двигателем, например дизельным двигателем.
Данный тип движительного комплекса делает судно весьма манёвренным и избавляет от необходимости в руле и боковом подруливающем устройстве на корме. Кроме того, это не сокращает места для груза 30, поскольку все компоненты установлены на корме. Однако эта установка уязвима из-за усложнения механической части. А также у судов, работающих во льдах, наблюдаются проблемы, если только подруливающие устройства не будут предназначены только для этой конкретной цели. В случае поломки или капитального ремонта зачастую требуется поставить судно в доки, поскольку многие элементы движительного комплекса, например угловой редуктор и уплотнители, в действительности не доступны для ремонта или обслуживания, пока судно находится в море. Это является большой проблемой в шельфовой промышленности, где вывести из эксплуатации суда снабжения и вспомогательные суда без планового ремонта стоит очень дорого. Более того, увеличение разведочных работ в арктических районах требует наличия систем с более мощным силовым приводом, которые могут выдержать движение льдов, а также выполнять колку льда.
Силовые установки упомянутых выше типов описываются в следующей патентной литературе: WO 2012089917, US 3565029, US 3680513, WO 2010022954, US 6062925, EP 1276665, SE 507697 и WO 2012148282.
US2008070455 описывает корпус лодки, имеющий по меньшей мере два силовых отсека, в каждом силовом отсеке размещается двигатель движительного комплекса, выполненный в двух выпуклостях, выступающих ниже донной поверхности корпуса.
WO 2006048460 описывает судно неограниченного морского плавания, имеющее корпус, примыкающий от миделевой части до кормы по меньшей мере двумя килями. Двигатель, расположенный в киле, приводит в движение гребной винт, расположенный ниже по потоку от киля.
US 3822661 описывает корпус корабля, имеющий плоскую пластину, установленную над килем подобно части, сформированной из закруглённой носовой части, а также основную цилиндрическую часть и коническую кормовую часть. Двигатель располагается в главной секции и имеет гребной вал, выдающийся назад сквозь кормовую часть и снабжённый гребным винтом.
US5103752 описывает корпус для парусного судна, у данного корпуса имеется балластная часть, в которой установлен вспомогательный двигатель движительного комплекса.
Ввиду вышеизложенного, целью настоящего изобретения является разработка движительного комплекса, которая позволяет преодолеть по меньшей мере один из недостатков силовых установок, описанных выше.
Таким образом, целью настоящего изобретения является разработка простого, надёжного и компактного движительного комплекса.
Ещё одной целью настоящего изобретения является разработка движительного комплекса, который прост в обслуживании.
Ещё одной целью настоящего изобретения является разработка движительного комплекса, который можно было бы легко переоснастить согласно корпусу судна.
Ещё одной целью настоящего изобретения является разработка способа переоснащения корпуса движительным комплексом согласно настоящему изобретению.
А ещё одной целью настоящего изобретения является разработка судна, содержащего движительный комплекс согласно данному изобретению.
По меньшей мере одна из вышеуказанных целей, или, по меньшей мере одна из дополнительных целей, которая станет очевидной из приведённого ниже описания, соответствует первому аспекту настоящего изобретения, достигаемому движительным комплексом судна согласно п.1.
При обеспечении приводного механизма во внутреннем пространстве корпуса вы можете использовать короткий гребной вал, которому требуется меньшее количество подшипников, например, только для одной опоры. Это делает движительный комплекс простым и надёжным в эксплуатации. Кроме того, отпадает необходимость в угловом редукторе. Что также делает движительный комплекс простым и надёжным в эксплуатации. Кроме того, это повышает эффективность движительного комплекса и позволяет экономить топливо.
Более того, приводной механизм не занимает грузовое помещение, что делает движительный комплекс компактным.
Поскольку внутреннее пространство является открытым для интерьера указанного корпуса, оператор может обслуживать приводной механизм. Это делает движительный комплекс простым в обслуживании.
Поскольку корпус несёт гребной винт, и приводной механизм предусмотрен в рамках внутреннего объёма в корпусе, движительный комплекс легче переоснастить, так как он не требует места в грузовом отсеке корпуса.
При наличии винтомоторных групп, стационарно закреплённых на корпусе, отсутствует необходимость в дорогих и сложных подшипниках и уплотнениях, используемых обычным движительным комплексом с азимутальной подруливающей установкой. Это делает движительный комплекс простым и надёжным в эксплуатации и снижает стоимость движительного комплекса. Это также обеспечивает доступ к внутреннему пространству движительного комплекса более простым способом по сравнению с обычным движительным комплексом с азимутальным подруливающим устройством.
Предпочтительным судном является вспомогательное судно или судно снабжения для шельфовой промышленности, поскольку эти типы судов требуют большой грузоподъёмности в связи с габаритными размерами судна и зачастую работают в очень жёстких условиях, в том числе во льдах, где в результате поломки следует избегать внепланового ремонта. Обычная длина судна - 50-120 м, но судно может быть и длиннее. Предпочтительно, судно имеет длину от 75 до 90 м. Как правило, полная грузоподъёмность судна составляет 1000-6000 тонн, хотя возможна и большая грузоподъёмность.
Корпус может представлять собой судно с одним корпусом или судно с двойным корпусом и может быть изготовлен из стали, алюминия или пластмассы, а также углеродных и/или стеклянных волокнитов.
Миделевая часть - это центральная часть корпуса и, как правило, она имеет плоскую поверхность дна и вертикальные стороны. Кормовая часть - это часть корпуса, которая располагается на корме, то есть в задней части миделевой части. Обычно кормовая часть имеет тягу, которая уменьшается ближе к корме, что обеспечивает пространство для гребных винтов и рулей. Кормовая часть может, например, иметь плоскую поверхность с уклоном, однако, обычно кормовая часть, если смотреть со стороны кормы, также имеет V-образную форму.
Под понятием «стационарно закреплённый» следует понимать, что движительные комплексы не вращаются, т.е. они не могут быть повёрнуты по отношению к корпусу в отличие от ранее описанного обычного движительного комплекса с азимутальным подруливающим устройством, в котором подвески вращаются в направлении тяги от гребных винтов.
Винтомоторные группы могут быть стационарно закреплены на корпусе посредством сварки, с помощью заклёпок, гаек и болтов. Кроме того, в контексте настоящего изобретения предполагается, что движительные комплексы могут образовывать единое целое с корпусом.
Движительные комплексы обычно размещаются таким образом, чтобы гребные винты располагались близко к корме, т.е. в самом конце корпуса. Однако винтомоторные группы должны быть размещены таким образом, чтобы было достаточно места для руля позади гребного винта.
Корпус может быть изготовлен из стали, алюминия или пластика, а также углеродных и/или стеклянных волокнистых композитов.
Предпочтительным гребным винтом является винт регулируемого шага.
Внутреннее пространство определяется по внутренней стороне корпуса и должно быть достаточно большим по меньшей мере для размещения приводного механизма, и в то же время не настолько большим, чтобы вызвать излишнее сопротивление в воде.
Приводной механизм предпочтительно устанавливается внутри внутреннего объёма, но, если это возможно, небольшая часть приводного механизма должна захватывать корпус. Гребной вал проходит от внутренней стороны корпуса к внешней стороне корпуса.
Быть открытым для внутренней части корпуса означает, что внутреннее пространство корпуса сообщается, по меньшей мере, с частью внутренней части корпуса. Это может быть достигнуто путём обеспечения отверстия в корпусе над каждым силовым блоком и наличия соответствующего отверстия или открытого конца в корпусе винтомоторной группы.
Предпочтительный вариант осуществления первого аспекта настоящего изобретения определяется в зависимом пункте 2 формулы изобретения. Это является преимуществом, потому что электродвигатель является компактным и для запуска требуется лишь наличие электроэнергии. Кроме того, электродвигатель легко управляется.
Предпочтительно, чтобы приводной механизм включал редуктор. Является преимущественным, поскольку позволяет электродвигателю приводить в действие большой гребной винт на низких оборотах, что приводит к повышению эффективности.
Эффективность электродвигателя обычно составляет 500-5000 кВт, хотя гораздо большая эффективность также возможна.
Гребной вал может быть соединён с приводом или непосредственно с электродвигателем с помощью муфты, для обеспечения лёгкого доступа к гребному валу для проведения технического обслуживания.
Электродвигатель может быть соединён с приводом посредством муфты.
Предпочтительный вариант осуществления первого аспекта настоящего изобретения определяется в зависимом пункте 3 формулы изобретения. Является преимущественным, поскольку позволяет сократить число подшипников, необходимых для поддержки гребного вала, и даже позволяет использовать один подшипник для гребного вала, тем самым упрощая техническое обслуживание и снижая затраты.
Под длиной винтомоторной группы подразумевается длина вдоль центральной линии корпуса, т.е. продольная длина. В предпочтительном варианте приводной механизм устанавливается в передней или носовой части корпуса, т.е. внутреннее пространство, и гребной вал проходит примерно от середины корпуса в заднем направлении кормовой части корпуса к гребному винту.
Предпочтительный вариант осуществления первого аспекта настоящего изобретения определяется в зависимом пункте 4 формулы изобретения. Является преимущественным, поскольку позволяет с комфортом и эффективно обслуживать и поддерживать работу приводного механизма оператором, когда судно находится в море, тем самым отпадает необходимость пришвартовать судно для выполнения обслуживания и ремонта.
Термин "разместить" должен пониматься как и включать термины "вместить", "включает" и "предоставление достаточного места" для чего-либо. В предпочтительном варианте осуществления внутреннее пространство выполнено с дополнительной возможностью обеспечить достаточно свободного места для демонтажа приводного механизма в случае его поломки.
Оператором может быть техник или другой член экипажа судна.
Предпочтительный вариант осуществления первого аспекта настоящего изобретения определяется в зависимом пункте 5 формулы изобретения. Является преимущественным, поскольку закрытая донная часть может служить для поддержки судна, когда оно пришвартовано в доке. Кроме того, открытый верхний конец легко устанавливается, например, путём приварки верхней кромки к корпусу. Понятие "соединён по текучей среде" должно быть понято как означающее, что воздух и другие текучие среды могут попадать во внутреннее пространство через открытый верхний конец. В предпочтительном варианте осуществления открытый верхний конец имеет достаточный размер, который позволяет оператору проникнуть через открытый верхний конец во внутреннее пространство. В более предпочтительном варианте осуществления открытый верхний конец также имеет достаточный размер, чтобы позволить демонтировать элементы приводного механизма, такие как привод, электродвигатель, муфты и т.д.
Согласно предпочтительному варианту осуществления первого аспекта настоящего изобретения, как это определено в зависимом пункте 6 формулы изобретения, обеспечивается эффективный способ обеспечения равномерного потока воды к гребному винту. Обычно, поскольку гребные винты на винтомоторных группах работают близко к корпусу, за счёт того, что винтомоторные группы монтируются на корпусе, существует риск того, что поток воды, поступающий на гребные винты, не будет равномерным из-за разницы в имеющейся воде недалеко от корпуса и дальше вниз. Кроме того, миделевая часть, которая имеет самую большую тягу и поэтому вытесняет воду, которая протекает вдоль корпуса, может вызвать сбои и неравномерную подачу воды на гребные винты. Поскольку входящая кромка выполнена таким образом, что расстояние из любой точки входящей кромки до центральной линии больше, чем расстояние между гребным валом и средней линией, входящая кромка ''поймает" и отведёт часть воды, в противном случае она попадёт на внешнюю сторону винтомоторной группы и отведёт эту воду в сторону центральной линии корпуса, чтобы увеличить количество воды, поступающей на гребные винты. Эта вода протекает вдоль внутренней стороны винтомоторных групп в сторону гребных винтов. В частности, это увеличивает количество воды, поступающей на лопасти винта, которые в определённый момент находятся ближе к центральной линии корпуса, тем самым обеспечивая то, что эти лопасти получат столько же, или примерно столько же, воды, что и лопасти, которые в этот момент наиболее удалены от средней линии, где количество доступной воды больше вследствие свободных объёмов воды рядом с и под корпусом.
Входящая кромка предпочтительно наклонена, поэтому точка, где она соединяется с корпусом, находится ближе к носовой части корпуса, чем точка, где она соединяется с закрытой нижней частью. Верхняя выходящая кромке может располагаться параллельно входящей кромке, в то время как нижняя выходящая кромке может располагаться перпендикулярно входящей кромке. Нижняя выходящая кромке также может быть изогнута. Верхняя выходящая кромке может соединяться с корпусом, а нижняя выходящая кромке может соединяться с закрытой нижней частью. Гребной вал может выходить за рамки корпуса на стыке между верхней и нижней выходящей кромкой.
Предпочтительный вариант осуществления первого аспекта настоящего изобретения определяется в зависимом пункте 7 формулы изобретения. Это является преимуществом, поскольку выпуклая форма эффективно направляет воду, одновременно обеспечивая пространство для внутреннего объёма. Предпочтительно, чтобы внешняя сторона тоже была выпуклой, хотя менее выпуклой, чем с внутренней стороны, чтобы обеспечить внутреннее пространство, подходящее для размещения приводного механизма.
| Предпочтительный вариант осуществления первого аспекта настоящего изобретения определяется в зависимом пункте 8 формулы изобретения. Угол α образуется путём проецирования входящей кромки на плоскости нижней поверхности миделевой части и продления входящих кромок в направлении кормовой части корпуса, где линии пересекутся в угле α. Угол α должен быть достаточно большим, чтобы отвести достаточное количество воды, но не слишком большим, чтобы отвести слишком много воды, что приведёт к возникновению турбулентности и увеличению сопротивления. Угол α зависит от формы корпуса, размера и максимальной выходной мощности гребных винтов. |
Предпочтительный вариант осуществления первого аспекта настоящего изобретения определяется в зависимом пункте 9 формулы изобретения. Это является предпочтительным, поскольку это обеспечивает повышенную управляемость движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения. Киль обычно имеет нижнюю часть, которая находится на уровне нижней поверхности миделевой части, и имеет боковую часть, которая проходит от нижней части к кормовой части корпуса. Киль может быть выполнен в форме клина, если смотреть на него со стороны. Один или более боковых подруливающих устройств предпочтительно могут быть установлены в поперечном туннеле, предусмотренном на указанной боковой части.
В альтернативном варианте осуществления движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения корпус содержит киль, как это определено в п.9, но в середине киля боковые подруливающие устройства отсутствуют.
Предпочтительный вариант осуществления первого аспекта настоящего изобретения определяется в зависимом пункте 10 формулы изобретения. Является предпочтительным, поскольку обеспечивает эффективное использование, по меньшей мере, одного бокового подруливающего устройства. Винтомоторные группы могут иметь длину L. Первое продольное положение должно быть выбрано таким образом, чтобы боковой поток воды, обеспечиваемый по меньшей мере одним боковым подруливающим устройством, не ударяли указанные движительные комплексы, имеющие длину L и установленные во втором продольном положении.
В контексте настоящего изобретения, термин "продольный" относится к оси, проходящей вдоль корпуса от носа до кормы, а термин "боковой" относится к оси, расположенной перпендикулярно оси вдоль корпуса от носа до кормы.
Альтернативный вариант осуществления первого аспекта настоящего изобретения определяется в зависимом пункте 11 формулы изобретения. Является предпочтительным, поскольку в нем представлена более компактная движительный комплекс, которая не требует киля.
Предпочтительный вариант осуществления первого аспекта настоящего изобретения определяется в зависимом пункте 12 формулы изобретения. Является предпочтительным, поскольку облегчает постановку корпуса на ремонт. Миделевая часть может иметь плоскую нижнюю поверхность, обладающую самой большой тягой корпуса. Винтомоторные группы установлены на кормовой части, которая обычно имеет меньшую тягу, тем не менее, винтомоторные группы могут иметь разницу в тяге между миделевой частью и кормовой частью с тем, чтобы винтомоторные группы могли поддерживать корпус, когда судно пришвартовано в доке.
В альтернативном варианте осуществления движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения тяга миделевой части выше, чем тяга винтомоторной группы, т.е. винтомоторные группы расположены так, что нижний край корпуса предусмотрен выше наивысшего уровня тяги корпуса. В этом случае, корпус должен включать киль, как это определено в п.9, с или без одного или нескольких боковых подруливающих устройств, киль наряду с миделевой частью поддерживает корпус, когда судно пришвартовано в доке.
По меньшей мере один из указанных выше и дополнительных целей также достигаются с помощью судна согласно второму аспекту настоящего изобретения, как это определено в п.13.
Судно, содержащее движительный комплекс в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, просто в эксплуатации, надёжно и имеет большую грузоподъёмность. Под судном может подразумеваться любое из судов, описанных выше в отношении первого аспекта осуществления настоящего изобретения.
По меньшей мере одна из упомянутых выше и дополнительных целей, помимо прочего, достигается в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, относящихся к способу переоснащения корпуса движительным комплексом в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, как это определено в п.14.
Данный способ является экономически выгодным, поскольку он не требует предоставления места в грузовом отсеке судна для крупногабаритного приводного механизма и возможного привода.
Предпочтительный вариант осуществления третьего аспекта настоящего изобретения определяется в зависимом пункте 15 формулы изобретения. Является предпочтительным, поскольку азимутальные подруливающие устройства часто приводят к проблемам при работе в суровых условиях или во льдах и при продолжительных интервалах между циклами технического обслуживания и поскольку азимутальные подруливающие устройства можно легко снять с корпуса.
Предпочтительный вариант осуществления третьего аспекта настоящего изобретения определяется в зависимом пункте 16 формулы изобретения. Тут описаны некоторые подходящие способы прикрепления винтомоторных групп к корпусу.
В предпочтительном варианте осуществления третьего аспекта настоящего изобретения данный способ также содержит следующий этап:
| дополнительная установка каждого из указанных гребных винтов на указанные винтомоторные блоки с помощью направляющей насадки гребного винта. |
Направляющая насадка гребного винта может быть прикреплена к корпусу с помощью сварки, заклёпок или болтов и гаек.
Изобретение и его многие преимущества будут описаны более подробно ниже со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, которые, с целью пояснения, показывают некоторые неограничивающие варианты.
На Рис. 1 показан вид в перспективе и вид с частичным разрезом корпуса судна, оснащённого предпочтительным вариантом движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
На Рис. 2 показан вид в другой перспективе корпуса судна, оснащённого предпочтительным вариантом движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
На Рис. 3 показан вид сбоку движительного комплекса, содержащий предпочтительный вариант движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
На Рис. 4 показан развёрнутый вид в перспективе сборки движительного комплекса, содержащей предпочтительный вариант движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения с корпусом судна.
На Рис. 5 показан вид сбоку штока корпуса судна, оснащённого предпочтительным вариантом движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
На Рис. 6 показан в разрезе вдоль осевой линии корпуса судна киль корпуса судна, оснащённого предпочтительным вариантом движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
На Рис. 7 показана в горизонтальной проекции донная часть кормы корпуса судна, оснащённого предпочтительным вариантом движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
В приведённом ниже описании одна или более подстрочные римские цифры, добавленные к номеру ссылки, указывают, что элемент, на который они ссылаются, является ещё одним элементом, обозначенным неразделанным номером ссылки.
Кроме того, надстрочные римские цифры, добавленные к номеру ссылки, указывают, что элемент, на который они ссылаются, имеет такую же или подобную функцию, что и элемент, обозначенный надстрочным номером ссылки, но отличается по структуре.
При дополнительных вариантах осуществления изобретения, показанных на чертежах, элементы, которые являются новыми по отношению к ранее показанным вариантам осуществления, имеют новые номера к ссылкам, в то время как элементы, показанные ранее, обозначены, как указано выше. Элементам, идентичным в различных вариантах, были даны те же номера к ссылкам, и никакие дальнейшие пояснения к этим элементам не предоставляются.
На Рис. 1 и 2 показан вид в перспективе и вид с частичным разрезом корпуса судна 10, оснащённого предпочтительным вариантом движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения. Корпус 10 содержит часть миделевую часть 12 и кормовую частью 14. Миделевая часть имеет наибольшее углубление и плоскую нижнюю поверхность. Кормовая часть содержит корпус 10 от миделевой части 12 до кормовой части корпуса 10 и имеет углубление, которое уменьшается по направлению к корме. Киль, имеющий одно и то же углубление, как миделевая часть 12, простирается от миделевой части 12 вдоль кормовой части 14. Киль 16 имеет нижнюю часть 18, боковую часть 20 и кормовую кромку 22.
Кормовая часть 14 дополнительно включает в себя два руля 24, каждый из которых расположен в кормовой части в соответствующей направляющей насадке гребного винта 26. Корпус 10 дополнительно включает в себя отверстия 28, показанные только на рис. 4, что будет обсуждаться более подробно в связи с рис. 4,
Первый вариант двигательной установки включает двойные движительные комплексы 30, 10, которые установлены в корпусе 10 в кормовой части 14 с помощью верхней кромки 32 движительного комплекса 30. Напротив верхней кромки 32 оснащена донная часть 34 для поддержки движительного комплекса 30 и корпуса 10, когда корпус 10 пришвартован. Движительный комплекс 30 дополнительно содержит входящую кромку 36, проходящую от верхней кромки 32 к носовой нижней части 34, и верхнюю выходящую кромку 38, которая простирается вниз от верхней кромки 32. Нижняя выходящая кромка 40 проходит от кормовой части нижней части 34 и встречается с верхней выходящей кромкой 38 в положении, когда гребной вал 46 выступает из движительного комплекса. Движительный комплекс 30 дополнительно содержит внешнюю сторону 42, обращённую от осевой линии корпуса 10, и внутреннюю сторону 44, обращённую к центральной части корпуса 10.
Гребной вал 46 несёт гребной винт 48 для применения тяги к движительному комплексу 30 и, таким образом, продвигая корпус 10.
Движительный комплекс в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предпочтительно включает боковые подруливающие устройства 50. Они могут, как показано на чертежах, располагаться в киле 16. Кроме того, боковое подруливающее устройство 50 может быть предусмотрено в каждом из движительных комплексов 30, 301.
На Рис. 3, 3А показан вид сбоку, на Рис. 3В вид сзади движительного комплекса 30, состоящего в предпочтительном варианте движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения. Внутренняя часть движительного комплекса 30 определяет внутреннее пространство корпуса электродвигателя 52, который присоединён через муфту 54 к ведущему механизму 56. Приводной механизм 56, в свою очередь, соединён с гребным валом 46. Внутреннее пространство вводится оператором 58 через лестницу 60. Предпочтительно, чтобы была предусмотрена пешеходная зона, например настил 62, что позволит оператору 58 перемещаться по движительному комплексу 30 для осуществления обслуживания и поддержки электродвигателя 52, муфты 54, приводного механизма 56 и гребного вала 46.
В корпусе 10 может быть предусмотрен коридор 64, ведущий к лестнице 60, где, как предложено выше, предусмотрено наличие бокового подруливающего устройства 50 в движительном комплексе 30. Боковое подруливающее устройство 50 предпочтительно расположено под гребным валом 46 между винтом 48 и приводным механизмом 56.
Рис. 4 показывает развёрнутый вид в перспективе сборки движительного комплекса 30, состоящего в предпочтительном варианте из движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, с корпусом судна 10. Как показано на рис. 4, движительный комплекс 30 может быть построен отдельно от корпуса 10 и присоединен к корпусу 10 посредством, например, сварки. Чтобы подготовить корпус 10 для присоединения к движительному комплексу 30, пригодное отверстие 28 разрезают в кормовой части 14 корпуса 10. Альтернативным образом, корпус 10 проектируется так, чтобы иметь подходящее отверстие 28. Предпочтительно, как показано на рис. 4, форма отверстия 28 соответствует форме верхней кромки 32 движительного комплекса 30. Движительный комплекс 30 с верхней кромкой 32 затем вставляют в отверстие 28 и приваривают к корпусу 10. После присоединения движительного комплекса 30 к корпусу 10 устанавливаются направляющая насадка на гребной винт 26 и руль 24 (не показано).
Согласно рис. 4 и из вышеприведённого описания очевидно, что судно, имеющее азимутальное подруливающее устройство движительного комплекса, может быть легко переоснащено движительным комплексом в соответствии с настоящим изобретением. Чтобы сделать это, одно или более азимутальное подруливающее устройство сначала удаляется из корпуса 10. Затем отверстия, оставленные азимутальными подруливающими устройствами, уплотняются, и создаются подходящие отверстия 28, и движительный комплекс 30 соединяется с корпусом 10. Кабели для поставки питания к электродвигателю 52 затем перенаправляются от электродвигателей, который питают азимутальные подруливающие устройства, и легко ведутся к движительному комплексу 30 через отверстие 28.
Чтобы повысить манёвренность, предпочтительно, соединить в корпусе 10 киль 16 с боковыми подруливающими устройствами 50. В качестве альтернативы, боковые подруливающие устройства могут быть выполнены непосредственно в движительных комплексах 30.
Движительный комплекс в соответствии с настоящим изобретением легко модифицируется в существующем корпусе 10, так как он не занимает места во внутренней части корпуса 10.
Рис. 5 показывает боковую вертикальную проекцию секции кормовой части 14 корпуса судна 10, оснащённого предпочтительным вариантом движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения. Как видно из рис. 5, расположение движительного комплекса 30 боковых подруливающих устройств 50 и 501 и положение киля 16 таково, что поток воды поступает из боковых подруливающих устройств 50 и 501, где поток воды проходит трансверсально по отношению к продольному потоку воды винта 44 на движительном комплексе 30, который обычно свободен со стороны движительного комплекса 30.
Рис. 6 показывает в разрезе вдоль осевой линии корпуса судна 10 киль 16 корпуса судна 10, оснащённого предпочтительным вариантом движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения. Как видно из рис. 6, нижняя часть 18 вместе с нижней частью миделевой части 12 обеспечивает ровную поверхность в продольном направлении для стыковки корпуса 10. Дно миделевой части 12 вместе с нижней частью 34 движительного комплекса 30 обеспечивает ровную поверхность в поперечном направлении для стыковки корпуса 10.
Рис. 7 показывает, в плане, нижнюю часть кормовой части 14 корпуса судна 10, оснащённого предпочтительным вариантом движительного комплекса в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения. На корпусе 10, как показано на рис. 1-2 и 4-7, миделевая часть 12 и киль 16 могут ограничивать или иным образом нарушать поток воды в лопастях винта 44, которые в определённый момент находятся ближе к центральной линии корпуса 10. Это связано с различными углублениями в миделевой части 12 и кормовой части 14. Это приводит к несбалансированной нагрузке гребного винта, что может привести к вибрации и чрезмерному износу подшипников гребного вала. Для предотвращения такого эффекта, когда корпус 10 оснащён предпочтительным вариантом движительного комплекса в соответствии с настоящим изобретением, внутренняя сторона 44 движительного комплекса 30 должна быть выпуклой, а основная часть входящей кромки 36 расположена на горизонтальной дальности от осевой линии корпуса, которая больше, чем боковое расстояние между центром гребного вала 46 и центральной линией. Как видно на рисунке, входящие кромки 36 и 361 вместе образуют угол α, равный примерно 30°. Таким образом, часть воды, протекающая вдоль корпуса 10, как показано стрелками, одна из которых обозначена номером ссылки 2, отклоняется в сторону от центральной линии корпуса 10 по входящей кромке 36 и внутренней стороне 44. Близко к корпусу 10, то есть в непосредственной близости к верхней кромке 32, где нарушение потока воды является максимальным из-за наличия корпуса 10 и трения между корпусом 10 и водой 2, входящая кромка 36 имеет самую длинную горизонтальную дальность до центральной линии, что в результате даёт большее отклонение воды 2, необходимое для преодоления воздействия на корпус 10. Ближе к нижней части 34, где нарушение на воде 2 меньше, поскольку вода может течь свободно под корпусом 10, в том числе в миделевой части 12, горизонтальная дальность меньше.
Это гарантирует, что гребной винт 48 снабжается равномерным потоком воды, что приводит к равномерной нагрузке на гребной винт 48. Внешняя сторона 42 также предпочтительно является выпуклой, в меньшей степени, чем внутренняя сторона 44, чтобы направлять воду к гребному винту 48 и обеспечивать подходящее внутреннее пространство.
Перечень деталей со ссылкой на рисунки
| 2. Стрелка иллюстрирует то, как протекает вода вдоль корпуса. |
| 10. Корпус |
| 12.Миделевая часть |
| 14. Кормовая часть |
| 16. Киль |
| 18. Нижняя часть |
| 20. Боковая часть |
| 22. Край кормы |
| 24. Руль управления |
| 26. Направляющая насадка гребного винта |
| 28. Отверстие |
| 30. Винтомоторная группа |
| 32. Верхняя кромка |
| 34. Донная часть |
| 36. Входящая кромка |
| 38. Верхняя выходящая кромка |
| 40. Нижняя выходящая кромке |
| 42. Наружная сторона |
| 44. Внутренняя сторона |
| 46. Гребной вал |
| 48. Гребной винт |
| 50. Боковое подруливающее устройство |
| 52. Электродвигатель |
| 54. Муфта |
| 56. Привод |
| 58. Оператор |
| 60. Лестница |
| 62. Пол |
| 64. Коридор |
1. Движительный комплекс судна имеет корпус (10), миделевую часть (12) и кормовую часть (14), причем указанный движительный комплекс содержит две винтомоторные группы (30, 301), стационарно закрепленные на корпусе (10) по обе стороны от центральной линии упомянутого корпуса (10) и на указанной кормовой части (14), причем каждая из указанных винтомоторных групп (30, 301) содержит корпус с гребным винтом (48) на внешней стороне упомянутого корпуса, который в дальнейшем определяет внутреннее пространство, где установлены приводные механизмы (52, 54, 56) для вращения указанного гребного винта (48) гребным валом (46), причем указанное внутреннее пространство соединено с внутренней частью указанного корпуса (10), указанный корпус дополнительно содержит противоположные внутреннюю (44) и внешнюю стороны (42), указанная внутренняя сторона (44) направлена в сторону центральной линии указанного корпуса (10), указанные внутренняя (44) и внешняя (42) стороны соединены в носовой части винтомоторной группы вдоль передней кромки (36), в кормовой части указанного корпуса вдоль верхней и нижней выходящих кромок (38, 40) и в нижней части указанной винтомоторной группы с помощью закрытой донной части (34), гребной вал (46) смонтирован на первом расстоянии от центральной линии указанного корпуса (10), и входящая кромка (36) выполнена таким образом, что расстояние от любой части упомянутой входящей кромки (36) до центральной линии указанного корпуса (10) больше, чем указанное первое расстояние, из-за чего часть воды (2), протекающая вдоль указанной корпуса (10), направляется внутренней стороной (44) в сторону центральной линии корпуса (10).
2. Движительный комплекс по п.1, где указанные приводные механизмы содержат электродвигатель (52) и, предпочтительно, редуктор (56).
3. Движительный комплекс по п.1, где указанный гребной вал (46) имеет длину, меньше половины длины упомянутой винтомоторной группы (30, 301).
4. Движительный комплекс по п.1, где указанное внутреннее пространство пригодно для размещения оператора (58) упомянутых приводных механизмов (52, 54, 56).
5. Движительный комплекс по п.1, где указанный корпус имеет закрытую донную часть (34) и открытый верхний конец, верхней кромкой (32) прикрепленный к указанному корпусу (10), причем указанное внутреннее пространство имеет жидкостное соединение с упомянутым открытым верхним концом.
6. Движительный комплекс по п.1, где указанная внутренняя сторона (44) является выпуклой.
7. Движительный комплекс по п.1, где указанные входящие кромки (36, 361) образуют угол α, находящийся в диапазоне от 5° до 90°, предпочтительно, в диапазоне от 10° до 60°, а более предпочтительно, в диапазоне от 30° до 45°.
8. Движительный комплекс по п.1, где указанный корпус (10) дополнительно содержит киль (16), установленный по центральной линии упомянутого корпуса (10) и простирающийся горизонтально от указанной миделевой части (12) вдоль, по меньшей мере, фрагмента указанной кормовой части (14), и дополнительно содержит одно или несколько боковых подруливающих устройств (50), установленных в упомянутом киле (16).
9. Движительный комплекс по п.8, где, по меньшей мере, одно указанное боковое подруливающее устройство (50) смонтировано в первой продольной позиции вдоль центральной линии упомянутого корпуса (10); указанные винтомоторные группы (30, 301) смонтированы во второй продольной позиции вдоль центральной линии упомянутого корпуса (10), а упомянутые первая и вторая позиции определены так, что боковой поток воды, создаваемый, по меньшей мере, одним боковым подруливающим устройством (50), не попадает в указанную винтомоторную группу (30, 301).
10. Движительный комплекс по п.1, где каждая из указанных винтомоторных групп (30, 300) дополнительно содержит боковое подруливающее устройство (50, 501), установленное в указанном корпусе ниже гребного вала (46).
11. Движительный комплекс по любому из пп.1-10, где осадка указанной миделевой части (12) равна осадке указанных винтомоторных групп (30 301), а винтомоторные группы (30, 301) вместе с указанной миделевой частью (12) удерживают указанный корпус (10), при швартовке упомянутого судна.
12. Судно, имеющее корпус (10) и движительный комплекс, согласно любому из пп.1-11.
13. Способ переоснащения корпуса (10) движительным комплексом по любому из пп.1-11, где указанный корпус (10) имеет миделевую часть (12) и кормовую часть (14), включает следующие условия:
наличие указанного корпуса (10);
удаление в некоторых случаях обычного приводного механизма, содержащегося в указанном корпусе (10) и упомянутой миделевой части (12);
наличие движительного комплекса согласно любому из пп.1-11,
создание двух отверстий (28) в кормовой части (14) и
крепление каждой из указанных винтомоторных групп (30, 301) к одному из соответствующих отверстий (28).
14. Способ по п.13, где указанные обычные приводные механизмы содержат азимутальные подруливающие устройства.
15. Способ по любому из пп.13 и 14, где указанное крепление представляет собой процесс сварки или приклепывания.
