RU167128U1

RU167128U1 - VESSEL ENGINE

Info

Publication number: RU167128U1
Application number: RU2016108229/11U
Authority: RU
Inventors: Вадим Алексеевич Осеннов
Original assignee: Вадим Алексеевич Осеннов
Priority date: 2016-03-09
Filing date: 2016-03-09
Publication date: 2016-12-20

Abstract

1. Движитель судов, содержащий ось, расположенную поперек оси судна, пластину, установленную на оси, лопасти, установленные на пластине аксиально посредством осей с возможностью вращения и постоянно управляемой ориентацией в процессе вращения пластины, привод вращения пластины и привод вращения лопастей, отличающийся тем, что на оси с возможностью вращения между пластиной и приводом вращения пластины установлен диск со втулкой, взаимодействующей с приводом вращения лопастей, при этом на торцевой поверхности диска на стороне, обращенной к пластине, по всей окружности выполнена ведущая направляющая, задающая угол поворота лопастям посредством водила в процессе вращения пластины.2. Движитель судов по п.1, отличающийся тем, что водило закреплено одним концом на одной из кромок каждой лопасти, а вторым концом взаимодействует с ведущей направляющей диска, причем в пластине для каждого водила выполнены сквозные пазы.3. Движитель судов по п.1, отличающийся тем, что задняя часть лопасти выполнена в виде закрылка, соединенного с основной лопастью посредством оси с возможностью ограниченного поворота в обе стороны от плоскости основной лопасти, при этом водило установлено на задней кромке закрылка.4. Движитель судов по п.1, отличающийся тем, что лопасть выполнена в виде мембраны по краям, закрепленной в жестком каркасе с возможностью прогиба центральной части мембраны в обе стороны от плоскости каркаса.5. Движитель судов по п.1, отличающийся тем, что водило закреплено жестко одним концом на оси каждой лопасти, а вторым концом взаимодействует с ведущей направляющей диска и расположено между пластиной и диском.1. Ship mover, comprising an axis located transverse to the axis of the vessel, a plate mounted on the axis, blades mounted axially on the plate by means of axes with rotation and constantly controlled orientation during rotation of the plate, a plate rotation drive and a blade rotation drive, characterized in that on the axis with the possibility of rotation between the plate and the plate rotation drive, a disk with a sleeve interacting with the blade rotation drive is installed, while on the end surface of the disk on the side facing to the plate, along the entire circumference, a leading guide is made, which sets the angle of rotation of the blades by the carrier during the rotation of the plate. 2. The ship mover according to claim 1, characterized in that the carrier is fixed at one end on one of the edges of each blade, and the second end interacts with the leading guide of the disk, and through the grooves are made in the plate for each carrier. The ship mover according to claim 1, characterized in that the rear part of the blade is made in the form of a flap connected to the main blade via an axis with the possibility of limited rotation on both sides of the plane of the main blade, while the carrier is mounted on the trailing edge of the flap. The ship mover according to claim 1, characterized in that the blade is made in the form of a membrane along the edges, fixed in a rigid frame with the possibility of deflection of the Central part of the membrane on both sides of the plane of the frame. The ship mover according to claim 1, characterized in that the carrier is rigidly fixed with one end on the axis of each blade, and the second end interacts with the leading guide of the disk and is located between the plate and the disk.

Description

Предлагаемый движитель относится к области судостроения и предназначен в качестве силовой установки для судов различного типа.The proposed mover relates to the field of shipbuilding and is intended as a power plant for ships of various types.

Известен движитель судов (см. патент РФ №2176969, B63H 1/04), содержащий ось движителя, расположенную поперек судна, пластину, установленную на оси с возможностью вращения, лопасти, установленные на осях аксиально с возможностью вращения вокруг своих осей и последовательность шестерен, передающих вращение от оси движителя как к пластине так и к лопастям. При этом вращение оси осуществляется от одного привода.Known mover of ships (see RF patent No. 2176969, B63H 1/04), containing the axis of the mover, located across the vessel, a plate mounted on the axis with rotation, blades mounted on the axes axially with the possibility of rotation around its axis and a series of gears, transmitting rotation from the axis of the mover to both the plate and the blades. In this case, the axis is rotated from one drive.

Основным недостатком известного движителя является постоянная жесткая связь соотношения скорости вращения пластины и лопастей, установленных на ней. Как следствие такой кинематической связи - низкий КПД движителя.The main disadvantage of the known propulsion system is the constant rigid connection between the ratio of the rotation speed of the plate and the blades mounted on it. As a consequence of such a kinematic connection - low propulsion efficiency.

Известен движитель судов (см. патент РФ №2179521, B63H 1/10), ось, расположенную поперек оси судна, пластину, установленную на оси, лопасти, установленные на пластине аксиально посредством осей с возможностью вращения и постоянно управляемой ориентацией в процессе вращения пластины. При этом привод вращения пластины и приводы вращения каждой пластины автономны, что позволяет в широком диапазоне изменять параметры ходовых характеристик движителя и их оптимизировать.Known mover of ships (see RF patent No. 2179521, B63H 1/10), an axis located across the axis of the vessel, a plate mounted on the axis, the blades mounted on the plate axially by means of axes with rotation and constantly controlled orientation during rotation of the plate. In this case, the plate rotation drive and the rotation drives of each plate are autonomous, which allows a wide range to change the parameters of the propulsion characteristics of the propulsion and optimize them.

Этот движитель является наиболее близким к предлагаемому движителю.This mover is the closest to the proposed mover.

Основным недостатком известного движителя является высокая сложность конструкции и как следствие высокая цена. Высокая сложность движителя снижает его надежность работы. В практическом применении не требуются суда одновременно обладающие свойствами тихоходного буксира и скоростного спортивного судна. Каждому классу судов требуются довольно узкий спектр судоходных качеств.The main disadvantage of the known propulsion system is the high complexity of the design and, as a consequence, the high price. The high complexity of the mover reduces its reliability. In practical application, vessels simultaneously possessing the properties of a low-speed tug and a high-speed sports vessel are not required. Each class of ships requires a fairly narrow range of shipping qualities.

Целью предлагаемого движителя является значительное упрощение конструкции при одновременном сохранении основных ходовых характеристик необходимых для конкретного класса судов, задаваемых в процессе конструирования.The purpose of the proposed propulsion is a significant simplification of the design while maintaining the basic driving characteristics required for a particular class of ships, specified in the design process.

Указанная цель достигается тем, что движитель судов содержит ось, расположенную поперек оси судна, пластину, установленную на оси, лопасти, установленные на пластине аксиально посредством осей с возможностью вращения и постоянно управляемой ориентацией в процессе вращения пластины привод вращения пластины и привод вращения лопастей. На оси с возможностью вращения между пластиной и приводом вращения пластины установлен диск со втулкой, взаимодействующей с приводом вращения лопастей. При это на торцевой поверхности диска на стороне, обращенной к пластине по всей окружности выполнена ведущая направляющая, задающая угол поворота лопастям посредством водила в процессе вращения пластины. Водило закреплено на одной из кромок каждой лопасти, а вторым концом взаимодействует с ведущей направляющей диска причем в пластине для водила выполнены сквозные пазы.This goal is achieved by the fact that the ship mover contains an axis located across the axis of the vessel, a plate mounted on the axis, blades mounted axially by means of axes with the possibility of rotation and constantly controlled orientation during rotation of the plate, the plate rotation drive and the blades rotation drive. On the axis with the possibility of rotation between the plate and the plate rotation drive, a disk with a sleeve interacting with the blade rotation drive is installed. At the same time, a leading guide is made on the end surface of the disk on the side facing the plate around the entire circumference, which sets the angle of rotation of the blades by the carrier during the rotation of the plate. The carrier is fixed on one of the edges of each blade, and the second end interacts with the drive guide disk, and through the grooves are made in the carrier plate.

Задняя часть лопасти выполнена в виде закрылка, соединенного с основной лопастью посредством оси с возможностью ограниченного поворота в обе стороны от плоскости основной лопасти, при этом водило установлено на задней кромке закрылка.The rear part of the blade is made in the form of a flap connected to the main blade via an axis with the possibility of limited rotation on both sides of the plane of the main blade, while the carrier is mounted on the trailing edge of the flap.

Лопать выполнена в виде мембраны, закрепленной по краям в жестком каркасе с возможностью прогиба центральной части мембраны в обе стороны от плоскости каркаса.The blade is made in the form of a membrane fixed at the edges in a rigid frame with the possibility of deflection of the Central part of the membrane on both sides of the plane of the frame.

Водило жестко закреплено одним концом на оси каждой лопасти, а вторым концом взаимодействует с направляющей диска, при этом водило расположено между пластиной и диском.The carrier is rigidly fixed with one end on the axis of each blade, and the second end interacts with the guide of the disk, while the carrier is located between the plate and the disk.

Предлагаемый движитель значительно проще по конструкции.The proposed mover is much simpler in design.

На фиг. 1 чертежа изображен движитель судов в разрезе.In FIG. 1 drawing shows a mover of ships in the context.

На фиг. 2 - схема расположения лопастей с закрылками в одном из рабочих положений и сил, действующих на лопасти.In FIG. 2 - arrangement of blades with flaps in one of the operating positions and forces acting on the blades.

На фиг. 3 - схема работы лопастей на основе мембраны.In FIG. 3 is a diagram of the operation of blades based on a membrane.

На фиг. 4 - изображено водило, закрепленное жестко на оси лопасти.In FIG. 4 - a carrier is shown fixed rigidly on the axis of the blade.

На фиг. 5 - схема расположения четырех движителей на судне.In FIG. 5 is a diagram of an arrangement of four movers on a ship.

Движитель судов содержит ось 1, расположенную поперек оси судна, пластину 2, установленную на оси 1, лопасти 3, установленные на пластине 2 аксиально посредством осей 4 с возможностью вращения и постоянно управляемой ориентацией в процессе вращения пластины 2, привод 5 вращения пластины 2 и привод 6 вращения лопастей 3. На оси 1 между пластиной 2 и приводом 5 с возможностью вращения установлен дис 7 со втулкой 8, взаимодействующей с приводом 6 вращения лопастей 3. При этом на торцевой поверхности диска 7 на стороне, обращенной к пластине 2 по всей ее окружности выполнена ведущая направляющая 9, задающая угол поворота лопастям 3 посредством водила 10 в процессе вращения пластины 2. Водило 10 закреплено одним концом на одной из кромок каждой лопасти 3, а вторым концом взаимодействует с ведущей направляющей 9 диска 7. В пластине 2 для водила 10 выполнены сквозные пазы 11.The ship mover comprises an axis 1 located across the axis of the vessel, a plate 2 mounted on the axis 1, blades 3 mounted axially on the plate 2 by means of axles 4 with the possibility of rotation and constantly controlled orientation during rotation of the plate 2, the drive 5 of rotation of the plate 2 and the drive 6 rotation of the blades 3. On the axis 1 between the plate 2 and the drive 5 rotatably mounted dis 7 with a sleeve 8, interacting with the drive 6 of the rotation of the blades 3. Moreover, on the end surface of the disk 7 on the side facing the plate 2 throughout its approx The guide rail 9, which sets the angle of rotation of the blades 3 by means of the carrier 10 during the rotation of the plate 2, has been made. The carrier 10 is fixed at one end on one of the edges of each blade 3, and the second end interacts with the leading guide 9 of the disk 7. In the plate 2 for carrier 10 made through the grooves 11.

Задняя часть каждой лопасти 3 выполнена в виде закрылка 12, соединенного с основной лопастью 3 посредством оси 13 с возможностью ограниченного поворота в обе стороны от плоскости основной лопасти 3, при этом водило 10 установлено на задней кромке закрылка 12.The rear part of each blade 3 is made in the form of a flap 12 connected to the main blade 3 via the axis 13 with the possibility of limited rotation on both sides of the plane of the main blade 3, while the carrier 10 is mounted on the trailing edge of the flap 12.

Лопасть 3 выполнена в виде мембраны 14, закрепленной по краям в жестком каркасе 15 с возможностью прогиба центральной части мембраны 14 в обе стороны от плоскости каркаса 15.The blade 3 is made in the form of a membrane 14, fixed at the edges in a rigid frame 15 with the possibility of deflection of the Central part of the membrane 14 on both sides of the plane of the frame 15.

Водило 10 жестко закреплено одним концом на оси 4 лопасти 3, а вторым концом взаимодействует с ведущей направляющей 9 и расположено между пластиной 2 и диском 7.The carrier 10 is rigidly fixed at one end on the axis 4 of the blade 3, and the second end interacts with the leading guide 9 and is located between the plate 2 and the disk 7.

Движитель размещается в корпусе 16 и устанавливается в днище судна таким образом, что под днищем располагаются только лопасти 3, остальная часть установки находится внутри корпуса судна.The mover is located in the hull 16 and is installed in the bottom of the vessel so that only the blades 3 are located under the bottom, the rest of the installation is inside the hull.

Работает движитель следующим образом.The mover operates as follows.

Подаем питание на привод 5, привод 5 начинает вращать ось 1 и установленную на оси 1 пластину 2 с лопастями 3. Водила, установленные на лопастях будут перемещаться по направляющей 9 и поворачивать лопасти 3 вокруг осей 4. Угол поворота лопастей зависит только от траектории направляющей 9. При вращении пластины 2, с установленными на ней лопастями, на каждую лопасть 3 будет действовать сила F сопротивления набегающего потока воды, которую можно разложить на две силы, силу Fn, действующую перпендикулярно лопасти 3 и силу Ft, направленную вдоль лопасти. Векторное сложение сил Fn, действующих на все лопасти и будет создавать суммарную силу тяги Ft. движителя и ее направление. Направлением вектора силы тяги управляет привод 6 вращения лопастей посредством вращения диска 7 через втулку 8, взаимодействующую с приводом 6. При одном обороте пластины каждая лопасть 3 находится в постоянном возвратно-вращательном движении вокруг своей оси 4. Характеристики вращения лопастям 3 задает траектория направляющей 9, по которой перемещаются водила 10 лопастей 3.We supply power to drive 5, drive 5 begins to rotate axis 1 and plate 2 mounted on axis 1 with blades 3. The carriers mounted on blades will move along guide 9 and turn blades 3 around axes 4. The angle of rotation of the blades depends only on the path of the guide 9 When rotating the plate 2, with the blades installed on it, on each blade 3 will act the force F of resistance of the incoming water flow, which can be divided into two forces, the force Fn acting perpendicular to the blade 3 and the force Ft directed along the blade. The vector addition of the forces Fn acting on all blades will create the total thrust force Ft. mover and its direction. The direction of the thrust force vector is controlled by the blade rotation drive 6 through the rotation of the disk 7 through the sleeve 8, which interacts with the drive 6. With one revolution of the plate, each blade 3 is in a constant reciprocating motion around its axis 4. The rotation characteristics of the blades 3 are set by the path of the guide 9, on which drove 10 blades 3.

Скорость движения судна зависит от величины оборотов движителя, которые задаются приводом 5. Так же на увеличение скоростных характеристик судна большое влияние оказывают лопасти с изменяемым профилем, изображенные на фиг. 2 и 3.The speed of the vessel depends on the speed of the mover, which are set by the drive 5. Also, the increase in the speed characteristics of the vessel is greatly influenced by the blades with a variable profile, depicted in FIG. 2 and 3.

Лопасти, изображенные на фиг. 2 имеют три оси вращения, ось 4 вращения основной лопасти 3, ось вращения закрылка 12 относительно водила 10 и ось 13 вращения закрылка 12 относительно основной лопасти.The blades depicted in FIG. 2 have three axes of rotation, the axis of rotation 4 of the main blade 3, the axis of rotation of the flap 12 relative to the carrier 10 and the axis 13 of rotation of the flap 12 relative to the main blade.

При давлении набегающего поток воды на такую лопасть закрылок 12 поворачиваетсяWhen the pressure of the incoming water flow on such a blade, the flap 12 turns

относительно основной лопасти 3, на угол заранее заданный при конструировании, вокруг оси 13, которая в свою очередь перемещается по направлению набегающего потока воды, образуя не симметричный профиль всей лопасти, увеличивая силу тяги как показано в точке (а). При положении лопасти в точке (в) набегающий поток воды прогибает лопать в противоположную сторону, создавая не симметричный профиль и увеличивая силу тяги.relative to the main blade 3, at an angle predetermined during construction, around the axis 13, which in turn moves in the direction of the incoming water flow, forming a non-symmetrical profile of the entire blade, increasing the traction force as shown at point (a). With the position of the blade at point (c), an incoming water flow bends to burst in the opposite direction, creating a non-symmetrical profile and increasing traction.

Лопасти 3, изображенные на фиг. 3 в виде мембраны, которая прогибается под напором воды как в одну так и в другую сторону работают по такому же принципу, описанному выше, только значительно проще в изготовлении.The blades 3 shown in FIG. 3 in the form of a membrane that bends under the pressure of water in one direction or the other, they work according to the same principle described above, only much easier to manufacture.

Основным преимуществом предлагаемого движителя судов является простота его конструкции, надежность в эксплуатации и хорошая маневренность и низкий уровень шума.The main advantage of the proposed ship mover is the simplicity of its design, reliability in operation and good maneuverability and low noise level.

При установке четырех малогабаритных автономных движителей, установленных с четырех сторон подводного аппарата дают высокую степень маневренности, надежности и низкий уровень шума.When installing four small-sized autonomous propulsion systems mounted on four sides of the underwater vehicle, they provide a high degree of maneuverability, reliability and low noise level.

Заявляемый движитель обладает существенными отличиями, так как заявителю не известны технические решения, которые содержали бы признаки сходные с признаками заявляемого движителя судов.The inventive mover has significant differences, since the applicant is not aware of technical solutions that would contain features similar to those of the claimed mover of ships.

Claims

1. Ship mover, comprising an axis located transverse to the axis of the vessel, a plate mounted on the axis, blades mounted axially on the plate by means of axes with rotation and constantly controlled orientation during rotation of the plate, a plate rotation drive and a blade rotation drive, characterized in that on the axis with the possibility of rotation between the plate and the plate rotation drive, a disk with a sleeve interacting with the blade rotation drive is installed, while on the end surface of the disk on the side facing to the plate, along the entire circumference, a leading guide is made, which sets the angle of rotation of the blades by the carrier during the rotation of the plate.

2. The ship mover according to claim 1, characterized in that the carrier is fixed at one end on one of the edges of each blade, and the second end interacts with the leading guide of the disk, and through grooves are made in the plate for each carrier.

3. The ship mover according to claim 1, characterized in that the rear part of the blade is made in the form of a flap connected to the main blade by an axis with the possibility of limited rotation on both sides of the plane of the main blade, while the carrier is mounted on the trailing edge of the flap.

4. The ship mover according to claim 1, characterized in that the blade is made in the form of a membrane along the edges fixed in a rigid frame with the possibility of deflection of the Central part of the membrane on both sides of the plane of the frame.

5. The ship mover according to claim 1, characterized in that the carrier is fixed rigidly with one end on the axis of each blade, and the second end interacts with the leading guide of the disk and is located between the plate and the disk.