RU2111893C1 - Shipboard propulsion and steering complex - Google Patents
Shipboard propulsion and steering complex Download PDFInfo
- Publication number
- RU2111893C1 RU2111893C1 RU96116696A RU96116696A RU2111893C1 RU 2111893 C1 RU2111893 C1 RU 2111893C1 RU 96116696 A RU96116696 A RU 96116696A RU 96116696 A RU96116696 A RU 96116696A RU 2111893 C1 RU2111893 C1 RU 2111893C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- ship
- propulsion
- propellers
- steering
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов проектирования и создания судовых движительно-рулевых комплексов. The invention relates to the field of shipbuilding and concerns the design and creation of ship propulsion and steering systems.
В настоящее время в практике проектирования судов и кораблей получили распространение три типа движительно-рулевых комплекса (ДРК):
гребной винт с рулем, расположенный в диаметральной плоскости (ДП),
гребные винты и рули, расположенные по бортам,
гребные винты, расположенные по бортам, с рулем в ДП.Currently, in the design practice of ships and ships, three types of propulsion and steering systems (DRC) have become widespread:
a propeller with a rudder located in the diametrical plane (DP),
rowing propellers and rudders
propellers located on the sides, with a steering wheel in the DP.
Каждый из этих ДРК имеет свои достоинства и недостатки и, как правило, применяется для определенного типа судов. В частности для быстроходных судов используются ДРК с двумя гребными винтами. Что касается рулей, то лучшие характеристики устойчивости и поворотливости судна обеспечиваются при установке двух рулей за гребными винтами. Однако зачастую это приводит и к нежелательным последствиям. Так, например, хорошая поворотливость может способствовать появлению большого крена на циркуляции. Известны случаи, когда установка рулей за гребными винтами приводила к раскачке судна при движении на прямом курсе. Кроме того, отрицательное влияние кавитации проявляется в большой степени для рулей, расположенных за гребными винтами. Следует также отметить, что в варианте установки двух рулей усложняется конструкции рулевого привода по сравнению с однорулевым вариантом. Each of these DRCs has its own advantages and disadvantages and, as a rule, is applied to a certain type of vessel. In particular, high-speed ships with two propellers are used for high-speed vessels. As for the rudders, the best stability and agility characteristics of the vessel are ensured when two rudders are installed behind the propellers. However, often this leads to undesirable consequences. So, for example, good agility can contribute to the appearance of a large roll on the circulation. There are cases when the installation of rudders behind the propellers led to the buildup of the vessel when moving in a straight course. In addition, the negative effect of cavitation is manifested to a large extent for rudders located behind the propellers. It should also be noted that in the installation of two rudders, the design of the steering drive is complicated in comparison with the single-steering version.
В связи с этим на судах наряду с двухрулевой схемой получил распространение ДРК, состоящий из гребных винтов, расположенных по бортам, и руля в ДП. Такое техническое решение известно (Ван Ламмерен, Троост, Конинг. Сопротивление, пропульсивные качества и управляемость судов. Л.: Судпромгиз, 1957) и принято в качестве прототипа. In this regard, on the ships, along with the two-steering scheme, the DRC, consisting of propellers located on the sides, and the steering wheel in the landing gear, became widespread. Such a technical solution is known (Van Lammeren, Troost, Koning. Resistance, propulsive qualities and controllability of ships. L .: Sudpromgiz, 1957) and adopted as a prototype.
Указанный ДРК лишен перечисленных выше недостатков, присущих ДРК с двумя рулями. Однако, как правило, суда с таким типом ДРК имеют низкие характеристики управляемости в особенности при движении на малых скоростях. The specified DRC is deprived of the above disadvantages inherent in the DRC with two rudders. However, as a rule, vessels with this type of DRC have low handling characteristics, especially when driving at low speeds.
Задачей заявляемого изобретения является создание ДРК, обеспечивающего судну улучшение его маневренных характеристик в особенности при движении на малых скоростях, и не оказывающего при этом отрицательного влияния на другие эксплуатационные качества судна. The objective of the invention is the creation of the DRC, which provides the ship with an improvement in its maneuverability, especially when moving at low speeds, and does not adversely affect other operational qualities of the ship.
Для достижения указанного технического результата в известном движительно-рулевом комплексе судна, включающем расположенные по бортам два гребных винта и руль в ДП, за каждым гребным винтом, в площади его диска, на расстоянии 0,7-3 диаметра гребного винта от плоскости диска, установлен вращающийся ротор с возможностью его выдвижения и убирания во внутрь корпуса судна, при этом ротор выполнен в виде телескопического цилиндра, все элементы которого выполнены с возможностью вращения в одну сторону, причем каждый ротор имеет автономное управление, например, с командного пункта судна. To achieve the specified technical result, in the known propulsion and steering complex of the vessel, including two propellers and a rudder located on the sides, behind each propeller, in the area of its disc, at a distance of 0.7-3 diameters of the propeller from the plane of the disc, is installed a rotating rotor with the possibility of its extension and retraction into the hull of the vessel, while the rotor is made in the form of a telescopic cylinder, all elements of which are rotatable in one direction, each rotor has an autonomous control for example, from the command post of the ship.
Использование в ДРК вращающихся роторов, расположенных за гребными винтами на расстоянии 0,7-3 его диаметра, обеспечивает получение большой боковой силы даже в отсутствии хода при работе гребных винтов в швартовном режиме, т. е. в режиме, при котором боковая сила, возникающая на ДРК - прототипе, практически равна нулю. The use of rotary rotors located behind the propellers at a distance of 0.7-3 of its diameter in the DRC ensures a large lateral force even in the absence of stroke when the propellers operate in the mooring mode, i.e., in a mode in which the lateral force arising on the DRC prototype, it’s almost zero.
Использование в ДРК выдвижных роторов сохраняет неизменными ходовые характеристики судна, а также обеспечивает безопасность их эксплуатации при различных скоростях хода. The use of retractable rotors in the DRC keeps the ship's running characteristics unchanged, and also ensures the safety of their operation at different speeds.
Выполнение роторов в виде телескопических цилиндров позволяет сэкономить судовой объем как для размещения механизма управления роторами, так и для других целей. The implementation of the rotors in the form of telescopic cylinders allows to save ship volume both for the placement of the rotor control mechanism and for other purposes.
Автономное управление каждым ротором позволяет в соответствии с потребностями маневрирования осуществить регулировку выдвижения ротора и скорости его вращения. Autonomous control of each rotor allows, in accordance with the needs of maneuvering, to regulate the extension of the rotor and its rotation speed.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана кормовая оконечность судна с движительно-рулевым комплексом; на фиг. 2 - ротор в виде телескопического цилиндра (в выдвинутом положении), и на фиг. 3 - кривые, демонтирующие эффективность действия технического решения на управляемость судна. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the aft end of a ship with a propulsion and steering complex; in FIG. 2 - a rotor in the form of a telescopic cylinder (in the extended position), and in FIG. 3 - curves disassembling the effectiveness of the technical solution on the controllability of the vessel.
В кормовой оконечности (фиг. 1) по ДП судна 1 расположен руль 2, а за каждым гребным винтом 3 по бортам судна в диске гребного винта на расстоянии 0,7-3 диаметра гребного винта от плоскости его диска установлены выдвинутые роторы 4, размещенные в нише 5 корпуса, с возможностью их утапливания в корпусе судна. At the aft end (Fig. 1), the
Каждый выдвижной ротор 4 выполнен в виде телескопического цилиндра (фиг. 2), состоящего из вдвигаемых друг в друга вращающихся цилиндрических элементов 6. В корпусе судна (фиг. 2) имеется исполнительный механизм 7 для обеспечения вращения, выдвижения из корпуса судна, а также втягивания обратно роторов 4. Each retractable rotor 4 is made in the form of a telescopic cylinder (Fig. 2), consisting of rotating cylindrical elements pushed into each other 6. In the hull of the vessel (Fig. 2) there is an actuator 7 for providing rotation, extension from the hull of the vessel, as well as retraction back rotors 4.
ДРК работает следующем образом. При натекании потока на вращающийся ротор, за счет разности скоростей на верхней и нижней поверхностях ротора возникает разность давлений, приводящая к появлению на нем боковой силы. Причем эта сила тем больше, чем выше скорость вращения ротора. Наличие дополнительной боковой силы, обусловленной работой роторов, эквивалентно увеличению эффективности руля, которое обеспечивает улучшение как устойчивости прямолинейного движения, так и поворотливости судна. При действии волнения и ветра, на малых скоростях хода, при которых работа для руля становится малоэффективной, боковая сила от работающих роторов становится практически единственной силой (не считая упора гребных винтов), обеспечивающей управление судном. Величина боковой силы зависит от соотношения между линейной скоростью движения точек, расположенных на поверхности ротора, и скоростью потока, натекающего на ротор. Для предлагаемого ДРК натекающий поток формируется из потока жидкости, обтекающего корпус судна, и потока, вызванного работой каждого гребного винта. DRC works as follows. When flow flows onto a rotating rotor, due to the difference in speed on the upper and lower surfaces of the rotor, a pressure difference occurs, which leads to the appearance of lateral force on it. Moreover, this force is greater, the higher the rotor speed. The presence of additional lateral force due to the work of the rotors is equivalent to an increase in rudder efficiency, which provides an improvement in both the stability of the rectilinear movement and the agility of the vessel. Under the action of waves and wind, at low speeds, at which the work for the steering wheel becomes ineffective, the lateral force from the working rotors becomes almost the only force (not counting the stop of the propellers) that controls the vessel. The magnitude of the lateral force depends on the ratio between the linear velocity of the points located on the surface of the rotor, and the speed of flow flowing onto the rotor. For the proposed DRC, the flowing stream is formed from a fluid stream flowing around the ship’s hull and a stream caused by the operation of each propeller.
В зависимости от характера действия внешних возмущений или необходимости совершения того или иного маневра работа ротора разных бортов может отличаться друг от друга, т.е. они могут выдвигаться на разную глубину или иметь различные скорости вращения. Depending on the nature of the action of external disturbances or the need to perform one or another maneuver, the work of the rotor of different sides may differ from each other, i.e. they can be extended to different depths or have different rotation speeds.
Авторами была проведена экспериментальная проверка работы предлагаемого ДРК и выполнено сопоставление с прототипом. The authors conducted an experimental verification of the proposed DRC and made a comparison with the prototype.
Соответствующие результаты в виде зависимости относительного диаметра установившейся циркуляции от угла перекладки руля δ , приведенные на фиг. 3, показывают, что использование предлагаемого ДРК существенно уменьшает диаметр циркуляции судна по сравнению с прототипом, что обеспечивает судну более высокие эксплуатационные характеристики.Corresponding results in the form of a dependence of the relative diameter of the steady-state circulation from the rudder angle δ shown in FIG. 3, show that the use of the proposed DRC significantly reduces the diameter of the circulation of the vessel compared to the prototype, which provides the vessel with higher operational characteristics.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96116696A RU2111893C1 (en) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | Shipboard propulsion and steering complex |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96116696A RU2111893C1 (en) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | Shipboard propulsion and steering complex |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2111893C1 true RU2111893C1 (en) | 1998-05-27 |
RU96116696A RU96116696A (en) | 1998-09-10 |
Family
ID=20184603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96116696A RU2111893C1 (en) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | Shipboard propulsion and steering complex |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2111893C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114604407A (en) * | 2022-02-25 | 2022-06-10 | 江苏科技大学 | Automatic rudder device for ice region |
-
1996
- 1996-08-19 RU RU96116696A patent/RU2111893C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ван Ламмерен и др. Сопротивление, пропульсивные качества и управляемость судов. - Л. Судпромгиз, 1957, с. 10 - 25. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114604407A (en) * | 2022-02-25 | 2022-06-10 | 江苏科技大学 | Automatic rudder device for ice region |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6332818B1 (en) | Propulsion system | |
US4074652A (en) | Steering and propulsion device for watercraft | |
US3455268A (en) | Nonsymmetric shroud-propeller combination for directional control | |
JP2007290697A (en) | Propulsion and steering unit for waterborne marine vessel | |
JP2003026096A (en) | Two-rudder system for large ship | |
US3125981A (en) | Hydrorotor craft | |
CN106414231B (en) | It is related to being provided with the improvement of the Ship Propeling of major-minor propulsion device | |
CN103342160A (en) | Marine propeller | |
CN201525494U (en) | Perpendicular shaft self-adjusting blade angle resistance type ship propeller | |
US6024038A (en) | Side thruster for small boats | |
RU2111893C1 (en) | Shipboard propulsion and steering complex | |
US3906888A (en) | Water-borne craft with rotatable float bodies | |
US3256849A (en) | Maneuver device for submergence vessels | |
KR101225175B1 (en) | Propulsion apparatus and ship including the same | |
US7316194B1 (en) | Rudders for high-speed ships | |
US5505640A (en) | Propulsion system for ships | |
WO2021187418A1 (en) | Gate rudder provided with port rudder and starboard rudder disposed on either side of propeller of ship | |
WO1986001174A1 (en) | Thrust augmenter | |
WO2016056429A1 (en) | Front-mounted twin-rudder propeller ship | |
RU2301761C1 (en) | Propeller with steering nozzle | |
RU2022874C1 (en) | Rudder apparatus | |
CN212861810U (en) | Ship trident rudder fin | |
RU2098316C1 (en) | Method of motion and maneuvering of ship and bladed propulsion complex | |
SU1690540A3 (en) | Propulsion and steering complex | |
RU40288U1 (en) | SHIP MANAGEMENT SYSTEM |