NO136530B - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en styre- og reverseringsmekanisme for sjøgående fartøyer, nærmere bestemt en me-

kanisme for et styre- og fremdriftsaggregat av den art som om-

fatter en bevegelig dyse for sidestyring og en deflektorskjerm til bruk ved reversering, idet fremdriftskraften tilveiebringes ved hjelp av retningskontrollerte vannstrømmer, ofte benevnt som "vannjetfremdrift."

Sjøgående fartøyer med vannjetfremdriftsinnretninger

virker etter det prinsipp at vann som omgir fartøyet trekkes inn i et innløp som er utformet i fartøyskroget og pumper det ut gjennom en dyse med et utløp som retter vannjeten akterover og derved driver fartøyet fremover. En av hovedfordelene med et slikt fremdriftssystem er dets evne til å drive et fartøy der det bare er vann nok til at fartøyet kan flyte fritt. Det er derfor ønskelig å unngå fremspring ved fartøysbunnen. Dette fremdriftssystem har en tendens til å suge inn sand og sedimen-

tære materialer når det opererer nær de minste operasjonsdybder.

Slike fremdriftssystemer virker like godt i ferskvann som i salt-

vann. Dette grunnleggende fremdriftssystem frembringer imidler-

tid ingen mulighet for å reversere fartøyets fremdriftsretning,

og dette er til ulempe når det manøvreres i trange farvann og under andre forhold.

Som eksempel på slike fremdriftsinnretninger kan

vises til U.S. patentskrift nr. 3 105 353 og'britisk patentskrift nr. 1 204 794.

Et problem med mange av de tidligere kjente systemer

er at påvirkningsmekanismen må plasseres tett opp til de vannjet-avbøyende organer. Derved må ikke bare påvirkningsmekanismen

plasseres i det tidligere beskrevne påvirkningsområde, men det må også utformes en rekke hull gjennom fartøyskroget for å forbinde de ytre påvirkningsorganer med den indre kontrollmekanisme.

Et annet problem med de tidligere kjente systemer er at det benyttes en utstrakt glidebevegelse av metall mot metall i avbøynings- eller påvirkningsorganene. En slik bruk av kontakt metall mot metall i påvirkningsområdet fører ofte til en dårlig funksjonering og vil medføre høye vedlikeholdskostnader. Mange av disse tidligere kjente systemer omfatter også komplekse deler som kan være vanskelig å vedlikeholde, idet de heller bør utskif-tes enn repareres.

Mange vannjetdrevne, sjøgående fartøyer anvendes direkte tilknyttet militære operasjoner og forsyninger i fjerne områder. Andre anvendelser er som hydrofoiler der slike fartøyer opererer over lange avstander og for lange tidsperioder borte fra reparasjons- og vedlikeholdsverksteder.

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er derfor å frembringe en for vannjetdrevne, sjøgående fartøyer beregnet styreinnretning som kan plasseres over vannlinjen for derved å redusere dragsug, minske antall fremspring under vann og over-vinne problemer som følger med de tidligere kjente konstruksjoner.

Styre- og reverseringsmekanismen ifølge oppfinnelsen for sjøgående fartøyer med vannjet- eller vannstrålefremdriftsorganer hvorved det omgivende vann trekkes inn gjennom en innløps-kanal og av en pumpe støtes ut som.en vannstråle under trykk omfatter et første deflektororgan som i hovedsaken er rørformet slik at når det er i en bestemt stilling kan vannstrålen passere . uhindret derigjennom, men når det dreies om sin akse i deri ene eller den annen retning, vil dette første deflektororganet avbøye den i dette innkommende vannstråle og danne en styremekanisme for det sjøgående fartøy; samt et annet deflektororgan montert ned-strøms i forhold til det første deflektororganet og utformet på slik måte at når det dreies om sin akse i en bestemt stilling kan vannstrålen passere uhindret, men når det dreies fra denne stilling om sin akse, kan deflektororganet innta en rekke posisjoner hvor en del av eller hele vannstrålen avbøyes jevnt i foroverretningen slik at det oppstår, en reverserende skyvekraft mot det sjøgående fartøy; et første og et annet påvirkningsorgan for henholdsvis det første og det annet deflektororgan, samt anordninger for sammenkopling av det første og det annet deflektororgan, og mekanismen ifølge oppfinnelsen karakteriseres ved at to konsentriske aksler passerer gjennom skroget på det sjøgående fartøy, og at den ytre av de konsentriske akslene er en rørformet del som omslutter den indre aksel, idet det første deflektororganet er montert på den indre av de to konsentriske akslene og at det andre deflektororganet er montert på den ytre av de to i hovedsaken konsentriske aksler.

En utførelsesform for oppfinnelsen skal beskrives under henvisning til vedlagte tegninger, hvor: Fig. 1 er et sideriss av oppfinnelsen når den er plassert på den aktre del av skroget på et vannjetdrevet fartøy og hvor styremekanismen er innstilt for å gi fartøyet en foroverrettet bevegelse. Fig. 2 er et sideriss av oppfinnelsen når den er plassert på den aktre del av skroget på et vannjetdrevet fartøy og hvor styremekanismen er innstilt for å gi fartøyet en akteroverrettet bevegelse. Fig. 3 er et grunnriss av oppfinnelsen når den er plassert på den aktre del av skroget på et vannjetdrevet fartøy og hvor styremekanismen er innstilt for å gi fartøyet en foroverrettet bevegelse slik som på fig. 1 og hvor det ikke er noen av-bøyning til babord eller styrbord. Fig. 4 er et grunnriss av oppfinnelsen når den er plassert på den aktre del av skroget på et vannjetdrevet fartøy og hvor styremekanismen er innstilt for å gi fartøyet en akteroverrettet bevegelse slik som på fig. 2 og hvor det ikke er noen avbøyning til babord eller styrbord. Fig. 5 er et forenklet grunnriss av oppfinnelsens avbøyningsmekanisme stillet i foroverretningen.1 Fig. 6 er et forenklet grunnriss av oppfinnelsens avbøyningsmekanisme i nøytralstiIlingen. Fig. 7 er et forenklet grunnriss av oppfinnelsens avbøyningsmekanisme stillet i akteroverretningen. Fig. 8 er et grunnriss av oppfinnelsen når den er plassert på den aktre del av skroget på et vannjetdrevet fartøy

og hvor styremekanismen er innstilt for å gi fartøyet en foro<y>er-rettet bevegelse, samtidig som den bevirker en retningsendring mot babord. I den med prikkede linjer viste stilling av mekanismen som er vist på samme figur, vil fartøyet få en foroverrettet bevegelse, samtidig som den bevirker en retningsendring mot babord.

Foreliggende oppfinnelse frembringer et vannjetdrevet, sjøgående fartøy med mulighet for bevegelse både forover og akterover, samt god manøvreringsevne. Under drift suger et vannjet-fremdriftssystem det omgivende vann inn gjennom en innløpskanal med et pumpeorgan og avleverer vannet under trykk. Den resulterende vannjet 10 på de vedlagte figurer frembringer en frem-driftskraft mot fartøyet i den motsatte retning av dens strøm-ningsretning. Hvis vannjeten 10 avbøyes i en hvilken som helst retning, vil den resulterende kraftvektor mot fartøyet: endres tilsvarende. Foreliggende oppfinnelse sørger for slike avbøyninger av den utstrømmende vannjet 10. Hvis vannjeten 10 bare avbøyes sideveis, slik som vist på fig. 8, kan fartøyet styres når det går forover. Ved en avbøyning av vannjeten 10 nedad og forover, slik' som vist på fig. 2, kan fartøyet gå rett akterover. Ved en kombinert avbøyning av vannjeten 10 både sideveis og nedad-forover, kan fartøyet styres mens det går akterover.

Det skal nå vises til fig. 1, der vannjeten 10 kommer ut av kanalutløpet 12 ved hekken 14 på fartøyet. En reverserings-deflektor 16 og en styredeflektor 18 er plassert ved og festet til hekken 14 ved hjelp av avstøtningsorganer 20 som holder deflektorene 16 og 18 slik at de lett kan svinges på en måte som vil bli beskrevet, samtidig som de holdes fast mot kraften fra den utstrømmende vannjet 10.

Styredeflektoren 18 er opplagret på en styre- eller rorstamme 22 som passerer gjennom en lager- og pakningsinnretning 24 til det indre av fartøyet eller til et avgrenset rom 26 og som ved enden er koplet til en styre- eller rorarm 28.

Reverseringsdeflektoren 16 er opplagret på en rever-seringsaksel 30 som passerer gjennom en lager- og pakningsinnretning 24 til det indre av fartøyet eller til et avgrenset rom 26 og som ved enden er koplet til en reverseringsarm 32.

Fig. 3 og 4 gir et klarere bilde av forbindelsen mellom styrearmen 28 og reverseringsarmen 32. Styrearmen 28 er koplet til en styrepåvirkningsinnretning 34 som er festet til skroget eller til veggen i det avgrensede rom 36. Styrepåvirkningsinnretningen 34 tilføres kraft avhengig av signaler fra fartøyets styrekontrollmekanisme som ikke er vist. Når fartøyet går forover slik som antydet på fig. 3, vil en krafttilførsel til styrepåvirkningsinnretningen 34 i avhengighet av et babord styresignal føre til at påvirkningsstangen 35 beveges inn i det faste ytre hylster 37. Derved vil den totale lengde av styrepåvirkningsinnretningen 34 bli forkortet. Da det ytre hylster er fastkoplet til skroget aller det avgrensede rom 36 og drivforbundet med styrearmen 28, vil en avkortning av påvirkningsinnretningen føre til at styrearmen 28 vil svinge om aksen for styre- eller rorstammen 22. Rorstammen 2 2 og styredeflektoren 18 som er drivforbundet med styrearmen 28 kan derfor omstilles ved svingebevegelsen av styrearmen 28 til en ny stilling, slik som vist på fig. 8. Ved et styrbord styrekontrollsignal vil krafttilførselen til styrepåvirkningsinnretningen 34 føre til at påvirkningsstangen 35'" beveges ut av det faste hylster 37, slik at den totale lengde av styrepåvirkningsinnretningen 34 blir større. Drivforbindelsen mellom komponentene som bevirker en svingebevegelse som beskrevet ovenfor ved en forkortning av styrepåvirkningsinnretningen 34, vil føre til en svingebevegelse i den motsatte retning når styrepåvirkningsinnretningen 34 forlenges. Denne svingebevegelse vil bevirke at styredeflektoren 18 inntar en stilling som er antydet med prikkede linjer på fig. 8.

Styredeflektoren 18 er slik utformet at den kan beveges fra en ytterste ende av en bue til en annen der den ikke hindrer utløpet av vannjeten 10. Når styredeflektoren 18 er anordnet slik at dens lengdeakse faller sammen med den utstrømmende vannjet 10, slik som vist på fig. 3, kan vannjeten 10 passere uhindret gjennom. Når styredeflektoren 18 dreies i den ene eller andre retning om sin akse, slik som vist på fig. 8 og beskrevet ovenfor, er den slik konstruert og plassert at vannjeten 10 vil treffe siden av deflektoren 18 og at det derfor vil frembringes en dreiekraft sideveis mot fartøyets hekk 14.

Det skal på nytt vises til fig. 3 og 4, der reverseringsarmen 32 er vist koplet til en reverseringspåvirknings-innretning 38 som er drivtilkoplet styrearmen 28. Når reverseringspåvirkningsinnretningen 38 ikke blir tilført kraft, vil dens lengde være fast. Under slike forhold danner styrearmen 28* reverseringsarmen 32 og reverseringspåvirkningsinnretningen 38 de tre faste lengdesider i en trekant. Det kan ikke foretas noen svingebevegelse av reverseringsarmen 32 i forhold til styrearmen 28 med mindre lengden av reverseringspåvirkningsinnretningen 38 endres. Da reverseringsdeflektoren 16 og reverseringsakselen 30 ikke er svingbart festet til reverseringsarmen 32, slik som vist på fig. 1, kan det ikke foretas noen svingebevegelse mellom sty-redef lektoren 18 og reverseringsdeflektoren 16 med mindre det foretas en tilsvarende svingebevegelse mellom styrearmen 28 og reverseringsarmen 32. Som beskrevet ovenfor og som vist på fig. 8 vil styrebevegelser av styrearmen 28 medføre at reverseringsarmen 32 medbringes for å opprettholde et gitt stillingsforhold mellom disse.

Når fartøyet går forover holdes reverseringsdeflektoren borte fra den ustrømmende vannjet 10, slik som vist på fig. 3 og 5. En energisering av reverseringspåvirkningsinnretningen 38 ved et fullt reverseringskontrollsignal vil føre til at på-virkningsakselen 39 beveger seg inn i det ytre hylster 41. Derved vil den totale lengde av reverseringspåvirkningsinnretningen 38 bli mindre. Da reverseringspåvirkningsinnretningen 38 danner den ene side i en trekant slik som foran beskrevet, vil vinkelen mellom styrearmen 28 og reverseringsarmen 32 også bli mindre når denne lengde blir mindre. Denne svingebevegelse av reverseringsarmen 32 i forhold til styrearmen 28 vil direkte føre til en tilsvarende svingebevegelse i forholdet mellom styredeflektoren 18 og reverseringsdeflektoren 16. Når reverseringsarmen 32 beveges fra fullt forover som antydet på fig. 3, til fullt akterover som antydet på fig. 4, beveges reverseringsdeflektoren 16 fra fullt forover som antydet på fig. 3 og 5 til fullt akterover som vist på fig. 4 og 7. Under bevegelsen fra fullt forover til fullt akterover vil reverseringsdeflektoren innta en rekke posisjoner i forhold til styredeflektoren 18 og den utstrømmende vannjet 10. I en hvilken som helst av disse mellomliggende posisjoner slik som f.eks. vist på fig. 6, vil en del av vannjeten 10 bli avbøyd og gi en akteroverrettet skyvekraft, mens resten av den utstrøm-mende vannjet 10 vil fortsette uavbøyd og gi en foroverrettet skyvekraft, mens resten av den utstrømmende vannjet 10 vil fortsette uavbøyd og gi en foroverrettet skyvekraft. Ved det punkt der den foroverrettede skyvekraft er lik den akteroverrettede skyvekraft, vil netto skyvekraft på båten være null, eller deflektoren er i nøytralstillingen. Ved å stoppe reverseringsdeflektoren i nøytralstillingen, kan fartøyet holdes stasjonært selv om pumpeorganene for vannjeten arbeider for fullt. Det er viktig å legge merke til at styreevnen opprettholdes fullt ut under hele endringen fra forover til akterover på grunn av at bare de relative posisjoner mellom deflektorene endres under re-ver ser ingsprosessen . Den ovenfor beskrevne prosess vil reverse-res automatisk når det omkoples fra fullt akterover som vist på fig. 4 og 7, via nøytralstillingen som er vist på fig. 6, til fullt forover slik som vist på fig. 3 og 5.

Lager- og pakningsorganene 44 er anordnet slik som antydet for at komponentene lett skal kunne beveges og for å hindre en uønsket vannstrøm.

Claims (3)

1. Styre- og reverseringsmekanisme for et sjøgående far-tøy med vannstrålefremdriftsorganer, der det omgivende vann trekkes inn gjennom en innløpskanal.og av en pumpe støtes ut som en vannstråle under trykk, omfattende: et første deflektororgan som i hovedsaken er rørformet slik at når det er i en bestemt stilling kan vannstrålene passere uhindret derigjennom, men når det dreies om sin akse i den ene eller den annen retning, vil dette første deflektororganet avbøye den i dette innkommende vannstråle og danne en styremekanisme for det sjøgående fartøy; samt et annet deflektororgan montert nedstrøms i forhold til det første deflektororganet og utformet på slik måte at når det dreies om sin akse i en bestemt stilling, kan vannstrålen passere uhindret, men når det dreies fra denne stilling om sin akse, kan deflektororganet innta en rekke posisjoner hvor en del av eller hele vannstrålen avbøyes jevnt i foroverretningen slik at det oppstår en reverserende skyvekraft mot det sjøgående fartøy;et første og et annet påvirkningsorgan for henholdsvis det første og det annet deflektororgan, samt anordninger for sammenkopling av det første og det annet påvirkningsorgan med det første og det annet deflektororgan, karakterisert ved at to konsentriske aksler (22,30) passerer gjennom skroget på det sjøgående fartøy, og at den ytre (30) av de konsentriske akslene er en rør-formet del som omslutter den indre aksel (22), idet det første deflektororganet (18) er montert på den indre (22) av de to konsentriske akslene og at det andre deflektororganet (16) er montert på den ytre (30) av de to i hovedsaken konsentriske aksler.

2. Styre- og reverseringsmekanisme for et sjøgående far-tøy som angitt i krav 1,karakterisert ved at det første påvirkningsorgan (34) er slik koplet sammen med det andre påvirkningsorgan (38) at en energisering av det andre påvirkningsorgan (38) vil bevirke en dreieforskyvning av den andre aksels (30) stilling i forhold til den første aksels (22) stilling, og at en energisering av det første påvirkningsorgan (34) vil bevirke en sammenkoplet dreieforskyvning av de to aksler (22,30) i kombinasjon og ingen dreieforskyvning mellom disse.

3. Styre- og reverseringsmekanisme for et sjøgående far-tøy som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert ved at de konsentriske akslene (22,30) passerer gjennom en flate i et avgrenset rom som står i forbindelse med det sjøgående fartøy, og at påvirkningsorganene (34,38) er montert inne i det avgrensede rommet.