RU2021947C1

RU2021947C1 - Wave behicle

Info

Publication number: RU2021947C1
Application number: SU925036572A
Authority: RU
Inventors: В.Ю. Васильев; Ю.Ф. Сенькин
Original assignee: Васильев Валентин Юрьевич
Priority date: 1992-04-08
Filing date: 1992-04-08
Publication date: 1994-10-30

Abstract

FIELD: watercraft employing sea wave energy. SUBSTANCE: wave vehicle hull 1 is spherical in its form. It is subdivided into compartments 7 and 8 be means of horizontal bulkhead 6. Compartment 7 is filled with liquid and compartment 8 is provided with seat where air tank 10 is secured for vertical motion. Wave propellers 2 are secured to hull 1 by means of swivel brackets made in form of parallel link mechanisms. The frequency and amplitude of motions of wave vehicle are regulated through changing the position of the tank and propellers, thus providing for maximum thrust at various swell. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, а именно к плавучим средствам, использующим энергию морских волн. The invention relates to shipbuilding, namely to floating equipment using the energy of sea waves.

Известен волноход в виде шарнирно соединенных между собой плавучих модулей, каждый из которых содержит плавучий корпус и волновые движители, выполненные в виде поворотных крыльев с устройствами формирования заданного угла атаки. Каждый плавучий модуль обладает малой осадкой и большой остойчивостью. Его качка не сопровождается заметными перемещениями относительно воды, которые определяют тягу волновых движителей. There is a known waveguide in the form of floating modules articulated between each other, each of which contains a floating body and wave propulsors made in the form of rotary wings with devices for forming a given angle of attack. Each floating module has a low draft and high stability. Its pitching is not accompanied by noticeable movements relative to the water, which determine the thrust of the wave propulsors.

Цель изобретения - повышение тяги волнохода путем увеличения амплитуды качки при любой интенсивности и курсовом угле волнения. The purpose of the invention is to increase the traction of the waveguide by increasing the amplitude of the rolling at any intensity and directional angle of excitement.

Известно, что амплитуда качки плавучего средства и, соответственно, тяга волновых движителей достигают максимума при резонансе, т.е. при равенстве периода качки Т_к периоду свободных колебаний плавучего средства относительно оси качки T_св = 2

, где I - момент инерции плавучего средства относительно оси качки, λ- момент инерции присоединенных масс воды, D - вес плавсредства, h_o - начальная метацентрическая высота (Мирохин В.В. и др. Теория корабля. Л.: Судостроение, 1989, с.54 и 264).It is known that the pitching amplitude of a floating vessel and, accordingly, the thrust of the wave propulsors reach a maximum at resonance, i.e. pitching with equal period T _{to the} period of free oscillations relative to the craft axis T pitching _{communication} = 2

, where I is the moment of inertia of the floating vessel relative to the pitch axis, λ is the moment of inertia of the attached masses of water, D is the weight of the watercraft, h _o is the initial metacentric height (Mirokhin V.V. et al. Ship Theory. L .: Sudostroenie, 1989, p. 54 and 264).

На фиг. 1 представлен волноход с малым периодом собственных колебаний, сечение диаметральной плоскостью; на фиг. 2 - то же, с большим периодом свободных колебаний; на фиг. 3 - волновой движитель, прикрепленный к корпусу волнохода, общий вид; на фиг. 4 - схемы расположения движителей относительно корпуса волнохода при различных параметрах волнения. In FIG. 1 shows a waveguide with a small period of natural oscillations, a section with a diametrical plane; in FIG. 2 - the same, with a large period of free oscillations; in FIG. 3 - wave propulsion attached to the body of the waveguide, general view; in FIG. 4 - location diagrams of the propulsors relative to the body of the waveguide at various parameters of the waves.

Волноход содержит корпус 1 в форме тела вращения относительно вертикальной оси, волновые движители 2 и буксирное устройство, выполненное в виде вилки 3, шарнирно закрепленной на горизонтальных цапфах 4 корпуса 1 и снабженной поворотным устройством 5. Корпус 1 разделен герметичной горизонтальной перегородкой 6 на два отсека, из которых нижний 7 заполнен жидким грузом или водяным балластом, а в верхнем 8 выполнено цилиндрическое гнездо 9, в котором с радиальным зазором помещена воздушная цистерна 10, соединенная с подъемным механизмом 11. The waveguide contains a body 1 in the form of a body of revolution relative to the vertical axis, wave propulsors 2 and a towing device made in the form of a fork 3, pivotally mounted on the horizontal trunnions 4 of the body 1 and provided with a rotary device 5. The body 1 is divided by a sealed horizontal partition 6 into two compartments, of which the lower 7 is filled with liquid cargo or ballast water, and in the upper 8 a cylindrical socket 9 is made, in which an air tank 10 is connected with a lifting mechanism 11 with a radial clearance.

К борту корпуса 1 прикреплен кронштейн, выполненный в виде шарнирно-параллелограммного механизма, содержащего штанги 12 и 13, закрепленные на шарнирах 14 с вертикальными осями вращения. Свободные концы штанг шарнирно соединены с опорой 15 баллера 16, на котором подвижно закреплено поворотное крыло 2 с устройством формирования заданного угла атаки. При повороте кронштейна относительно корпуса 1 в горизонтальной плоскости баллер 16 остается перпендикулярным диаметральной плоскости волнохода. Для увеличения предельных углов поворота кронштейна штанги 12 и 13 находятся в разных горизонтальных плоскостях. Каждый кронштейн снабжен независимым приводом поворота. A bracket is attached to the board of the housing 1, made in the form of a pivot-parallelogram mechanism containing rods 12 and 13, mounted on hinges 14 with vertical axes of rotation. The free ends of the rods are pivotally connected to the support 15 of the balloon 16, on which the rotary wing 2 is movably fixed with the device for forming a predetermined angle of attack. When the bracket is rotated relative to the housing 1 in the horizontal plane, the baller 16 remains perpendicular to the diametrical plane of the waveguide. To increase the limiting angles of rotation of the bracket, the rods 12 and 13 are in different horizontal planes. Each bracket is equipped with an independent swing drive.

При слабом волнении (и малом периоде качки) цистерна 10 находится в крайнем верхнем положении, весь жидкий груз сосредоточен в нижнем отсеке 7, кронштейны расположены по курсу волнохода (фиг. 4а) в случае лагового волнения (курсовой угол волнения 90 или 270^о) либо поперек курса при встречном или попутном волнении (фиг. 4б), т.е. так, чтобы расстояние между движителями и осью качки было минимальным. В этом случае центр тяжести G находится в нижнем положении, значение h_o максимально, значения I и λ минимальны, период свободных колебаний Т_св минимален и равен или близок периоду качки Т_к, т. е. имеет место резонансная качка с максимальной амплитудой и максимальной тягой волнохода.At low agitation (and minor epoch pitching) The tank 10 is in the uppermost position, all of the liquid load is concentrated in the lower compartment 7, the brackets are arranged at the rate volnohoda (FIG. 4a) if the lag agitation (heading angle disturbance 90 or 270 ⁿ⁾ or across the course during oncoming or incidental waves (Fig. 4b), i.e. so that the distance between the propulsors and the pitch axis is minimal. In this case, the center of gravity G is in the lower position, the value of h _{o is} maximum, the values of I and λ are minimal, the period of free oscillations T _s is minimal and equal to or close to the pitching period T _k , i.e., there is a resonant pitching with maximum amplitude and maximum traction of a waveguide.

При усилении волнения (и увеличения периода качки) цистерну 10 опускают, часть жидкости из отсека 7 через радиальный зазор перетекает в гнездо 9. Кронштейны движителей поворачивают так, чтобы расстояние между движителями и осью качки увеличилось (фиг. 4а - при встречном или попутном волнении, фиг. 4б - при лаговом волнении). Это приводит к перемещению центра тяжести G вверх и уменьшению величины h_o, а также к возрастанию моментов инерции I и λ .With increasing excitement (and an increase in the rolling period), the tank 10 is lowered, part of the liquid from the compartment 7 flows through the radial clearance into the socket 9. The brackets of the propellers are rotated so that the distance between the propellers and the axis of the pitching increases (Fig. 4a - in case of oncoming or incidental waves, Fig. 4b - with lag wave). This leads to the displacement of the center of gravity G up and a decrease in the value of h _o , as well as to an increase in the moments of inertia I and λ.

Одновременное действие трех указанных факторов приводит к значительному возрастанию периода свободных колебаний волнохода. Для представленной на чертеже конструктивной схемы - примерно в 3 раза. Поскольку период качки T

, где

в - средняя высота волны, резонансная качка с максимальной амплитудой и максимальная тяга волнохода достигаются при параметрах волнения, изменяющихся в ≈ 9 раз, например от 2 до 7 баллов.The simultaneous action of these three factors leads to a significant increase in the period of free oscillations of the waveguide. For the structural design shown in the drawing, it is about 3 times. Since the pitching period T

where

c - average wave height, resonant pitching with maximum amplitude and maximum thrust of the waveguide are achieved with wave parameters changing ≈ 9 times, for example, from 2 to 7 points.

Claims

1. A waveguide containing a floating body, equipped with wave propulsion in the form of wings with a mechanism for forming a given angle of attack, characterized in that the body is made in the form of a body of revolution relative to the vertical axis and is divided by a sealed horizontal partition into two compartments, of which the lower one is filled with liquid and connected with a vertical cylinder, inside of which an air tank is placed with a gap for longitudinal movement.

2. The waveguide according to claim 1, characterized in that each wave propulsion device is connected to the body by means of a bracket made in the form of a pivot-parallelogram mechanism with the possibility of rotation in the horizontal plane.