RU213131U1 - Propulsion and steering module of a small underwater vehicle - Google Patents

Propulsion and steering module of a small underwater vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU213131U1
RU213131U1 RU2022108845U RU2022108845U RU213131U1 RU 213131 U1 RU213131 U1 RU 213131U1 RU 2022108845 U RU2022108845 U RU 2022108845U RU 2022108845 U RU2022108845 U RU 2022108845U RU 213131 U1 RU213131 U1 RU 213131U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steering
underwater vehicle
propulsion
propeller
rudders
Prior art date
Application number
RU2022108845U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Александрович Галайда
Валентин Валерьевич Горда
Светлана Геннадьевна Дегтярева
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
Application granted granted Critical
Publication of RU213131U1 publication Critical patent/RU213131U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области судостроения и может быть использована в конструкциях малогабаритных плавательных средств, например, автономных необитаемых подводных аппаратов.The utility model relates to the field of shipbuilding and can be used in the construction of small-sized floating vehicles, for example, autonomous uninhabited underwater vehicles.

Движительно-рулевой модуль малогабаритного подводного аппарата содержит приводной двигатель, предназначенный для вращения гребного винта, и исполнительные механизмы поворота четырех рулей рулевого блока. Рули аппарата выполнены в виде двухзвенной конструкции, состоящей из основного руля и подвижного закрылка. Поворот каждого руля осуществляется самостоятельным исполнительным механизмом, выполненным в виде штанги с возможностью ее вращения и соединяющей электродвигатель исполнительного механизма с рулем через коническую зубчатую передачу. Между гребным винтом и рулевым блоком размещена насадка, содержащая спрямляющий аппарат, а на штангах исполнительного механизма установлены датчики регистрации их положения в пространстве.The propulsion-steering module of the small-sized underwater vehicle contains a drive motor designed to rotate the propeller, and actuators for turning four rudders of the steering unit. The rudders of the apparatus are made in the form of a two-link structure, consisting of the main rudder and a movable flap. The rotation of each steering wheel is carried out by an independent actuator made in the form of a rod with the possibility of its rotation and connecting the electric motor of the actuator with the steering wheel through a bevel gear. Between the propeller and the steering block there is a nozzle containing a straightener, and sensors for registering their position in space are installed on the rods of the actuator.

Использование полезной модели позволяет повысить маневренность подводного аппарата, а также надежность его работы.

Figure 00000001
The use of the utility model makes it possible to increase the maneuverability of the underwater vehicle, as well as the reliability of its operation.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области судостроения и может быть использована в конструкциях малогабаритных плавательных средств, например, автономных необитаемых подводных аппаратов.The utility model relates to the field of shipbuilding and can be used in the construction of small-sized floating vehicles, for example, autonomous uninhabited underwater vehicles.

Известны движительные комплексы для малогабаритных подводных аппаратов, содержащие приводной электродвигатель, обеспечивающий вращение гребного вала, редуктор и муфту (см., например, патент РФ на изобретение №2557291, МПК В63Н 21/00, 2015 г.). Недостатком известного движительного комплекса является отсутствие в нем рулей, обеспечивающих управление движением подводного аппарата.Propulsion complexes for small underwater vehicles are known, containing a drive motor that provides rotation of the propeller shaft, a gearbox and a clutch (see, for example, RF patent for invention No. 2557291, IPC V63N 21/00, 2015). The disadvantage of the known propulsion complex is the lack of rudders, providing control of the movement of the underwater vehicle.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является движительно-рулевой модуль малогабаритного подводного аппарата, содержащий приводной электродвигатель для вращения гребного винта и исполнительные механизмы, соединенные с двумя парами рулей (см. патент РФ на полезную модель №56325, МПК В63С 11/48, 2006 г.). Недостатком данного движительно-рулевого модуля является недостаточная маневренность подводного аппарата, на котором установлен этот модуль. Дело в том, что часто в процессе эксплуатации подводного аппарата требуется обеспечить этому аппарату резкое изменение направления движения. Известная конструкция может обеспечить требуемый маневр в течение продолжительного времени и по траектории с большим радиусом, что является в ряде случаев недостаточным.The closest to the claimed utility model in terms of technical essence and the achieved result is the propulsion and steering module of a small underwater vehicle, containing a drive motor for rotating the propeller and actuators connected to two pairs of rudders (see RF utility model patent No. 56325, MPK V63S 11/48, 2006). The disadvantage of this propulsion-steering module is the lack of maneuverability of the underwater vehicle on which this module is installed. The fact is that often during the operation of an underwater vehicle it is required to provide this vehicle with a sharp change in the direction of movement. The known design can provide the required maneuver for a long time and along a trajectory with a large radius, which is insufficient in some cases.

Цель настоящей полезной модели - повышение маневренности подводного аппарата и надежности его работы.The purpose of this utility model is to increase the maneuverability of the underwater vehicle and the reliability of its operation.

Данная цель достигается тем, что в известном движительно-рулевом модуле малогабаритного подводного аппарата, содержащем приводной электродвигатель для вращения гребного винта и исполнительные механизмы, соединенные с двумя парами рулей рулевого блока, согласно предлагаемой полезной модели, все четыре руля рулевого блока выполнены в виде двухзвенной конструкции, включающей основной руль и подвижный относительно руля закрылок, при этом каждый руль имеет самостоятельный исполнительный механизм, выполненный в виде штанги с возможностью ее вращения и соединяющей электродвигатель этого механизма с рулем через коническую зубчатую передачу, а между гребным винтом и рулевым блоком размещена насадка, содержащая спрямляющий аппарат. Между приводным электродвигателем и гребным винтом установлена магнитная муфта, а на штангах исполнительных механизмов установлены датчики регистрации их положения. Выполнение рулей в виде двухзвенной конструкции (основного руля и подвижной относительно руля закрылки) позволяет направлять водный поток от гребного винта практически перпендикулярно движению судна и, тем самым, резко сократить диаметр циркуляции подводного аппарата, что существенно повышает его маневренность. Установка между гребным винтом и рулевым блоком насадки со спрямляющим аппаратом дает возможность выправить структуру водного потока, сделать поток более равномерным, что улучшает управляемость подводного аппарата и повышает его маневренность. Для исключения проникновения воды к приводному электродвигателю между ним и гребным винтом установлена магнитная муфта, которая надежно защищает этот двигатель от воды. Установка на штангах исполнительных механизмов датчиков регистрации их положения и соответственно положение рулей позволяет надежно контролировать процесс управления подводным аппаратом.This goal is achieved by the fact that in the known propulsion-steering module of a small-sized underwater vehicle, containing a drive motor for rotating the propeller and actuators connected to two pairs of rudders of the steering unit, according to the proposed utility model, all four rudders of the steering unit are made in the form of a two-link structure , including the main rudder and a flap movable relative to the rudder, while each rudder has an independent actuator made in the form of a rod with the possibility of its rotation and connecting the electric motor of this mechanism with the rudder through a bevel gear, and between the propeller and the steering block there is a nozzle containing straightener. A magnetic coupling is installed between the drive motor and the propeller, and sensors for recording their position are installed on the rods of the actuators. The implementation of the rudders in the form of a two-link structure (the main rudder and flaps movable relative to the rudder) makes it possible to direct the water flow from the propeller almost perpendicular to the movement of the vessel and, thereby, sharply reduce the circulation diameter of the underwater vehicle, which significantly increases its maneuverability. Installing a nozzle with a straightener between the propeller and the steering block makes it possible to straighten the structure of the water flow, make the flow more uniform, which improves the controllability of the underwater vehicle and increases its maneuverability. To prevent the penetration of water to the drive motor, a magnetic coupling is installed between it and the propeller, which reliably protects this motor from water. The installation of sensors on the rods of the actuators for recording their position and, accordingly, the position of the rudders makes it possible to reliably control the process of controlling the underwater vehicle.

На фигуре показан вид движительно-рулевого модуля малогабаритного подводного аппарата со следующими обозначениями:The figure shows a view of the propulsion and steering module of a small underwater vehicle with the following designations:

1 - корпус движительно-рулевого модуля;1 - housing of the propulsion and steering module;

2 - приводной электродвигатель;2 - drive motor;

3 - магнитная муфта;3 - magnetic coupling;

4 - исполнительные механизмы;4 - actuators;

5 - гребной вал;5 - propeller shaft;

6 - гребной винт;6 - propeller;

7 - штанга исполнительного механизма;7 - rod of the actuator;

8 - коническая зубчатая передача;8 - bevel gear;

9 - насадка;9 - nozzle;

10 - спрямляющий аппарат;10 - straightener;

11 - рулевой блок;11 - steering block;

12 - основной руль;12 - main steering wheel;

13 - закрылок.13 - flap.

Движительно-рулевой комплекс малогабаритного аппарата состоит из корпуса 1, внутри которого размещен приводной электродвигатель 2. Крутящий момент с двигателя 2 передается на гребной вал 5 и далее на гребной винт 6. Магнитная муфта позволяет передавать крутящий момент от электродвигателя к гребному валу 5 без механического контакта, за счет взаимодействия магнитных полей. Между полумуфтами установлен разделительный экран, обеспечивающий герметичность «сухой» полости, где размещен электродвигатель. За гребным винтом 6 установлена насадка 9 со спрямляющим аппаратом 10. Спрямляющий аппарат имеет восемь профилированных лопаток и предназначен для выпрямления закрученного водного потока от гребного винта 6 и минимизации кренящего момента. Замыкает модуль рулевой блок 11, включающий четыре двухзвенных руля, состоящих из основного руля 12 и подвижного относительно руля закрылка 13, которые обеспечивают высокую эффективность маневрирования подводного аппарата во всем диапазоне скоростей хода. Управление рулями осуществляется при помощи четырех самостоятельных управляющих механизмов 4, каждый из которых имеет свой электродвигатель (на фиг. не показан), штангу 7 для передачи крутящего момента и коническую зубчатую передачу 8. На штангах 7 установлены датчики регистрации их положения (на фиг. не показаны) для управления рулями.The propulsion and steering complex of a small-sized vehicle consists of a housing 1, inside which a drive motor 2 is located. due to the interaction of magnetic fields. A separating screen is installed between the coupling halves, which ensures the tightness of the “dry” cavity where the electric motor is located. Behind the propeller 6 there is a nozzle 9 with a straightener 10. The straightener has eight profiled blades and is designed to straighten the swirling water flow from the propeller 6 and minimize the heeling moment. The module is closed by a steering unit 11, which includes four two-link rudders, consisting of the main rudder 12 and a flap 13 movable relative to the rudder, which provide high efficiency maneuvering of the underwater vehicle in the entire range of speeds. The rudders are controlled using four independent control mechanisms 4, each of which has its own electric motor (not shown in Fig.), a rod 7 for transmitting torque and a bevel gear 8. Sensors for registering their position are installed on the rods 7 (not shown in Fig. shown) to control the rudders.

Движительно-рулевой модуль работает следующим образом. Крутящий момент с приводного электродвигателя 2 через магнитную муфту 3 передается на вал 5 и далее на гребной винт 6, который обеспечивает модулю движение в водной среде. Управление модулем осуществляется при помощи рулевого блока 11, за счет поворота четырех рулей. Поворот рулей обеспечивается исполнительными механизмами, приводящими в движение штанги 7, которые, в свою очередь, крутящий момент передают на коническую зубчатую передачу 8, вращающую рули.Propulsion-steering module operates as follows. The torque from the drive motor 2 through the magnetic coupling 3 is transmitted to the shaft 5 and further to the propeller 6, which provides the module with movement in the aquatic environment. The module is controlled using the steering unit 11, by turning the four rudders. The rotation of the rudders is provided by actuators that drive the rods 7, which, in turn, transmit the torque to the bevel gear 8 that rotates the rudders.

Предложенное техническое решение позволяет существенно повысить маневренность подводного аппарата за счет использования двухзвенных рулей и насадки со спрямляющим аппаратом, а также повысить надежность работы модуля применением магнитной муфты.The proposed technical solution allows to significantly increase the maneuverability of the underwater vehicle through the use of two-link rudders and a nozzle with a directing vane, as well as to increase the reliability of the module by using a magnetic coupling.

Claims (3)

1. Движительно-рулевой модуль малогабаритного подводного аппарата, содержащий приводной электродвигатель для вращения гребного винта и исполнительные механизмы, соединенные с двумя парами рулей рулевого блока, отличающийся тем, что все четыре руля рулевого блока выполнены в виде двухзвенной конструкции, включающей основной руль и подвижный относительно руля закрылок, при этом каждый руль имеет самостоятельный исполнительный механизм, выполненный в виде штанги с возможностью ее вращения и соединяющей электродвигатель этого механизма с рулем через коническую зубчатую передачу, а между гребным винтом и рулевым блоком размещена насадка, содержащая спрямляющий аппарат.1. The propulsion-steering module of a small-sized underwater vehicle, containing a drive motor for rotating the propeller and actuators connected to two pairs of rudders of the steering unit, characterized in that all four rudders of the steering unit are made in the form of a two-link structure, including the main rudder and a relatively movable flap rudder, wherein each rudder has an independent actuator made in the form of a rod with the possibility of its rotation and connecting the electric motor of this mechanism with the rudder through a bevel gear, and between the propeller and the steering block there is a nozzle containing a straightener. 2. Движительно-рулевой модуль малогабаритного подводного аппарата по п.1, отличающийся тем, что между приводным электродвигателем и гребным винтом установлена магнитная муфта.2. The propulsion-steering module of a small underwater vehicle according to claim 1, characterized in that a magnetic coupling is installed between the drive motor and the propeller. 3. Движительно-рулевой модуль малогабаритного подводного аппарата по п.1, отличающийся тем, что на штангах исполнительных механизмов установлены датчики регистрации их положения.3. The propulsion-steering module of a small-sized underwater vehicle according to claim 1, characterized in that sensors for registering their position are installed on the rods of the actuators.
RU2022108845U 2022-04-01 Propulsion and steering module of a small underwater vehicle RU213131U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU213131U1 true RU213131U1 (en) 2022-08-25

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5995882A (en) * 1997-02-12 1999-11-30 Patterson; Mark R. Modular autonomous underwater vehicle system
RU56325U1 (en) * 2005-12-28 2006-09-10 Тихоокеанский военно-морской институт имени С.О. Макарова Small-sized autonomous uninhabitable underwater vehicle
RU161175U1 (en) * 2015-12-16 2016-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") SMALL SIZE AUTONOMOUS UNABILABLE UNDERWATER UNDERGROUND MODULAR DESIGN

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5995882A (en) * 1997-02-12 1999-11-30 Patterson; Mark R. Modular autonomous underwater vehicle system
RU56325U1 (en) * 2005-12-28 2006-09-10 Тихоокеанский военно-морской институт имени С.О. Макарова Small-sized autonomous uninhabitable underwater vehicle
RU161175U1 (en) * 2015-12-16 2016-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") SMALL SIZE AUTONOMOUS UNABILABLE UNDERWATER UNDERGROUND MODULAR DESIGN

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3141472B1 (en) Podded all-direction pump-jet vector propeller
US4648345A (en) Propeller system with electronically controlled cyclic and collective blade pitch
KR101258542B1 (en) submarine
CN105564617B (en) Parallel connection type vector propulsion mechanism and the underwater robot with the mechanism
CN105652878A (en) Underwater target low-speed approaching and hovering submarine body combining multiple propellers
CN102887217A (en) Autonomous underwater vehicle (AUV) vector thrust device
PL1847455T3 (en) A propulsion and steering unit for a waterborne vessel
CN107651150A (en) A kind of all-rotation thrust unit
US4576581A (en) Reversible Magnus propeller
RU213131U1 (en) Propulsion and steering module of a small underwater vehicle
US3517633A (en) Bow thruster
CN214190053U (en) Propeller and submersible
RU179143U1 (en) Mover for surface and underwater vehicles
CN111301650A (en) Unmanned ship with full-rotation rudder propeller
CN208585397U (en) A kind of machine outside auto-steering driving device
CN206417169U (en) A kind of unmanned boat integral intelligent linkage propeller
EP0159144A1 (en) Azimuth thruster for use in ships
JP5857327B2 (en) Propulsion and direction change device in radio controlled boat
KR101701749B1 (en) Propulsion apparatus for vessel
US2347785A (en) Ship propulsion
CN113086143A (en) Fan wing propulsion underwater vehicle and navigation method thereof
US3964426A (en) Wind driven mechanical drive
CN207352465U (en) A kind of inside and outside association type gesture stability submarine navigation device
US4487587A (en) Skeg mounted vane steering system for marine drives
RU2176969C2 (en) Paddle wheel