RU2205774C1 - Water-jet propulsion and steering complex - Google Patents

Water-jet propulsion and steering complex Download PDF

Info

Publication number
RU2205774C1
RU2205774C1 RU2002112283/28A RU2002112283A RU2205774C1 RU 2205774 C1 RU2205774 C1 RU 2205774C1 RU 2002112283/28 A RU2002112283/28 A RU 2002112283/28A RU 2002112283 A RU2002112283 A RU 2002112283A RU 2205774 C1 RU2205774 C1 RU 2205774C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzle
section
water
impeller
fairing
Prior art date
Application number
RU2002112283/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.А. Мавлюдов
В.М. Пашин
А.В. Пустошный
О.В. Яковлева
Е.В. Данилов
Н.Я. Калистратов
В.В. Штефан
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н.Крылова"
Федеральное государственное унитарное предприятие "Машиностроительное предприятие "Звездочка"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н.Крылова", Федеральное государственное унитарное предприятие "Машиностроительное предприятие "Звездочка" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н.Крылова"
Priority to RU2002112283/28A priority Critical patent/RU2205774C1/en
Priority to EP03747547A priority patent/EP1508516A4/en
Priority to PCT/RU2003/000199 priority patent/WO2003093103A1/en
Priority to KR20047017847A priority patent/KR100751846B1/en
Priority to CNB038102900A priority patent/CN100497083C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2205774C1 publication Critical patent/RU2205774C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B63H11/02—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
    • B63H11/04—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water by means of pumps
    • B63H11/08—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water by means of pumps of rotary type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B63H11/02—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
    • B63H11/10—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof
    • B63H11/103—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof having means to increase efficiency of propulsive fluid, e.g. discharge pipe provided with means to improve the fluid flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B63H11/02—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
    • B63H11/10—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H11/00—Marine propulsion by water jets
    • B63H11/02—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water
    • B63H11/10—Marine propulsion by water jets the propulsive medium being ambient water having means for deflecting jet or influencing cross-section thereof
    • B63H11/107—Direction control of propulsive fluid
    • B63H11/11—Direction control of propulsive fluid with bucket or clamshell-type reversing means

Abstract

FIELD: shipbuilding; development of water-jet propulsors with reverse steering complex. SUBSTANCE: proposed complex includes water duct, impeller with hub fairing mounted on shaft with bearings, straightening set and reverse steering unit with swivel deflector mounted after nozzle. Cross sections of nozzle have shape elongated in horizontal direction after inlet circular section of nozzle. Ratio of width to height is equal to 2:10. Profile of cross sections of impeller hub copies profile of cross sections of inner loop of nozzle. Straightening set is formed by nozzle walls, fairing and profiled struts. Reversible steering unit is provided with limiting plate and two drive rudders. Side walls of cross section of nozzle have form of part of circle after inlet circular section and upper and lower walls are limited by chords of segments. Circular shape of nozzle section changes to outlet section elongated horizontally. Profile of impeller fairing is transformed into horizontal line at nozzle outlet. Impeller hub fairing is secured to nozzle walls by means of four streamlined profiled struts. Side walls of deflector have through holes. Rudders have profile of straight-cheek wedges. One bearing of tail section of impeller shaft is made in form of supporting bearing and other bearing is made in form of thrust bearing; bearings are lubricated with water. EFFECT: reduced sizes of propulsor; enhanced efficiency; minimization of loads; facilitated procedure and enhanced ecological safety. 9 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов разработки водометных движителей с реверсивно-рулевым комплексом (ВДРК). The invention relates to the field of shipbuilding and relates to the development of water-jet propulsion with reverse-steering complex (VDRK).

Для обеспечения маневренности судов водометные движители снабжают реверсивно-рулевыми устройствами (РРУ), посредством которых изменяют направление действия тяги. Габариты устройств обычно определяются размерами выходного сечения сопла движителя. Вместе с тем, при работе РРУ, особенно при реверсе судна, возникают значительные нагрузки на его приводах. Поэтому при проектировании РРУ серьезной проблемой оказывается обеспечение прочности его элементов, что сопровождается увеличением габаритов и массы конструкции, которая достигает 5-7% от водоизмещения судна. Для снижения весогабаритных параметров ВДРК иногда сокращают длину движителя, совмещая сопло со спрямляющим аппаратом. To ensure the maneuverability of ships, water-jet propulsors are equipped with reverse-steering devices (RRU), by means of which they change the direction of action of the thrust. Dimensions of devices are usually determined by the size of the output section of the propulsion nozzle. However, during the operation of the switchgear, especially when the vessel is reversing, significant loads arise on its drives. Therefore, when designing the switchgear, a serious problem is ensuring the strength of its elements, which is accompanied by an increase in the size and weight of the structure, which reaches 5-7% of the displacement of the vessel. To reduce the weight and size parameters, the VDRK sometimes reduce the length of the mover, combining the nozzle with a straightener.

Известен ВДРК для двухвального судна (патент Великобритании 1332787. М. кл. B7V, B 63 h 11/46, В 60 3/00, 03.10.1973), содержащий водомет, в который входит сопло кругового сечения с установленным в него спрямляющим аппаратом и дефлекторное устройство, поворотом которого вокруг оси обеспечивается управление судна, а при крайнем положении - задний ход. При этом струя движителя, выходя из дефлектора, попадает в канал заднего хода. Known VDRK for a twin-shaft vessel (UK patent 1332787. M. class. B7V, B 63 h 11/46, B 60 3/00, 10/03/1973) containing a water cannon, which includes a circular nozzle with a straightening device installed in it and deflector device, the rotation of which around the axis provides control of the vessel, and in the extreme position - reverse. In this case, the jet of the propulsion, leaving the deflector, enters the reverse channel.

Указанный ВДРК наиболее близок к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, поэтому принят за прототип. Вместе с тем, он имеет ряд недостатков, к которым следует отнести:
- большие вес и габариты конструкции РРУ, обусловленные круговой формой выбросного сопла движителя;
- большие нагрузки на приводе поворотного дефлектора, возникающие при работе РРУ;
- РРУ малоэффективно на переднем ходу, поскольку при небольших углах поворота дефлектора не создается боковая сила; при дальнейшем повороте дефлектора отклонение струи оказывается достаточным для изменения направления движения судна; однако при большом отклонении струи тяга движителя снижается, и его КПД может стать неприемлемым.The specified VDRK is closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result, therefore, taken as a prototype. However, it has a number of disadvantages, which include:
- the large weight and dimensions of the design of the switchgear, due to the circular shape of the exhaust nozzle of the propulsion device;
- large loads on the rotary deflector drive that occur during the operation of the switchgear;
- RRU is ineffective in forward motion, since at small angles of rotation of the deflector lateral force is not created; with further rotation of the deflector, the deviation of the jet is sufficient to change the direction of movement of the vessel; however, with a large deviation of the jet, the thrust of the propulsion device decreases, and its efficiency may become unacceptable.

Задачей заявляемого изобретения является достижение технического результата, заключающегося в следующем:
- в уменьшении весогабаритных параметров ВДРК и снижении объема воды в движителе, т.е. в создании малогабаритного водометного движителя (МГВД);
- в повышении эффективности РРУ при поддержании прямого курса судна и соответственно в повышении реального КПД движителя;
- в минимизации нагрузок на приводах подвижных элементов РРУ;
- в повышении технологичности и экологической чистоты МГВД.The task of the invention is to achieve a technical result, which consists in the following:
- in reducing the weight and size parameters of the VDRK and reducing the volume of water in the mover, i.e. in the creation of a small-sized water-jet propulsion device (MGVD);
- to increase the effectiveness of the switchgear while maintaining the direct course of the vessel and, accordingly, to increase the real efficiency of the propulsion device;
- to minimize loads on the drives of the movable elements of the switchgear;
- to increase the manufacturability and environmental cleanliness of the Ministry of Internal Affairs.

Для решения этой задачи в ВДРК, содержащем водовод, рабочее колесо с обтекателем его ступицы, установленное на валу с подшипниками, сопло с круговым входным сечением, спрямляющий аппарат и РРУ, состоящее из расположенного за соплом поворотного дефлектора, за входным круговым сечением сопла его поперечные сечения на каждом участке вдоль оси вниз по потоку имеют вытянутую в горизонтальном направлении форму, имеющую на выходном участке - выбросном сечении сопла соотношение ширины к высоте, равное 2÷10. РРУ оборудовано горизонтально расположенной за соплом ограничительной плитой, представляющей собой продолжение вниз по потоку верхней стенки сопла, причем свободные кромки упомянутой ограничительной плиты примыкают к внутренней поверхности поворотного дефлектора. ВДРК снабжен, по крайней мере, двумя вертикально расположенными побортно в пределах ширины выбросного сечения сопла рулями, размещенными под указанной ограничительной плитой и оборудованными рулевыми приводами. Причем баллеры рулей установлены на ограничительной плите. При этом спрямляющий аппарат образован стенками сопла и обтекателя ступицы рабочего колеса, а также размещенными между ними гидродинамически обтекаемыми профилированными стойками, установленными одновременно для крепления обтекателя ступицы рабочего колеса к стенкам сопла. To solve this problem, in a VDRK containing a water conduit, an impeller with a fairing of its hub mounted on a shaft with bearings, a nozzle with a circular inlet section, a straightening device and a switchgear, consisting of a rotary deflector located behind the nozzle, and its cross-sections behind the inlet circular section of the nozzle in each section along the downstream axis they have a horizontally elongated shape having a ratio of width to height of 2 ÷ 10 at the outlet section, the nozzle discharge section. The switchgear is equipped with a restrictive plate horizontally located behind the nozzle, which is a continuation downstream of the upper wall of the nozzle, with the free edges of the said restrictive plate adjacent to the inner surface of the rotary deflector. The VDRK is equipped with at least two rudders vertically arranged side-by-side within the nozzle exhaust section width, located under said restrictive plate and equipped with steering gears. Moreover, rudder balloons are installed on the restrictive plate. In this case, the straightening apparatus is formed by the walls of the nozzle and the fairing of the impeller hub, as well as the hydrodynamically streamlined profiled posts placed between them, which are installed simultaneously for fastening the fairing of the hub of the impeller to the nozzle walls.

Кроме того, у сопла за входным круговым сечением на каждом участке поперечного сечения сопла его боковые вертикальные стенки выполнены в виде части кругового цилиндра диаметром, равным диаметру круга входного сечения, а верхняя и нижняя стенки ограничены хордами сегментов частей кругового цилиндра, отсеченных на каждом участке по длине сопла, причем постепенный переход от круговой формы сечения сопла на его входе к вытянутому в горизонтальном направлении виду сечения на его выходе осуществлен за счет увеличения стрелки прогиба отсекаемого в каждом сечении сегмента по мере продвижения по направлению к выбросному сечению сопла, при этом профиль поперечных сечений внешнего контура обтекателя рабочего колеса на каждом участке повторяет профиль поперечных сечений внутреннего контура сопла на тех же участках, а в районе выбросного сечения сопла профиль обтекателя рабочего колеса трансформируется в горизонтальную линию. In addition, at the nozzle behind the inlet circular section in each section of the nozzle cross-section, its lateral vertical walls are made as part of a circular cylinder with a diameter equal to the diameter of the circle of the inlet section, and the upper and lower walls are limited by chords of segments of the parts of the circular cylinder cut off in each section along the length of the nozzle, and a gradual transition from the circular shape of the nozzle section at its entrance to the horizontally elongated sectional view at its exit is made by increasing the deflection arrow in each section of the segment as it moves towards the nozzle exit section, the cross-sectional profile of the outer contour of the impeller fairing in each section repeats the cross-sectional profile of the nozzle inner contour in the same sections, and in the region of the nozzle discharge section, the profile of the impeller fairing transforms into a horizontal line.

Кроме того, обтекатель ступицы рабочего колеса прикреплен к стенкам сопла с помощью четырех гидродинамически обтекаемых профилированных стоек. In addition, the fairing of the impeller hub is attached to the walls of the nozzle using four hydrodynamically streamlined profiled racks.

Кроме того, в боковых стенках дефлектора образованы сквозные отверстия. In addition, through holes are formed in the side walls of the deflector.

Кроме того, профиль рулей в сечении имеет форму прямощекого клина. In addition, the rudder profile in cross section has the shape of a straight-wedge wedge.

Кроме того, подшипники хвостовой части вала рабочего колеса расположены внутри обтекателя ступицы рабочего колеса. In addition, the bearings of the tail end of the impeller shaft are located inside the fairing of the impeller hub.

Кроме того, внутри обтекателя ступицы рабочего колеса расположены два подшипника хвостовой части вала рабочего колеса. In addition, inside the fairing of the impeller hub are two bearings of the tail end of the impeller shaft.

При этом один из подшипников хвостовой части вала рабочего колеса выполнен в виде опорного, а другой - в виде упорного подшипника. In this case, one of the bearings of the tail end of the impeller shaft is made in the form of a support, and the other in the form of a thrust bearing.

При этом подшипники хвостовой части вала рабочего колеса выполнены с возможностью использования водяной смазки. In this case, the bearings of the tail end of the impeller shaft are made with the possibility of using water lubrication.

Придание сечениям сопла вытянутой в горизонтальном направлении формы, имеющей на выбросном сечении соотношение ширины к высоте, равное 2÷10, позволяет значительно уменьшить потребный радиус кривизны реверсивного дефлектора и, следовательно, уменьшить габариты всего РРУ за счет формирования плоской струи, которая имеет толщину в направлении поворота при реверсировании, в 1,5÷3,5 раза меньшую, чем диаметр круглой струи. Придание одинаковой формы сечений сопла и обтекателя ступицы рабочего колеса на каждом участке сопла, а также наличие профилированных стоек, крепящих обтекатель ступицы рабочего колеса к стенкам сопла и выполняющих роль традиционно громоздкого спрямляющего аппарата, препятствует вращательному движению струи и способствует спрямлению потока за рабочим колесом; это уменьшает смоченную поверхность комплекса сопло-спрямляющий аппарат и соответственно гидравлические потери, снижающие КПД движителя, а также упрощает конструкцию и снижает трудоемкость изготовления сопло-спрямляющего аппарата. Кроме того, обводы сопла движителя со щелевой формой выбросного сечения выбраны, исходя из условия упрощения технологии его изготовления: все детали сопла имеют плоскую развертку, и при сборке сопла предусматривается их сварное соединение без последующей механической обработки (кроме зачистки сварных швов). Giving the nozzle sections horizontally elongated, having a width to height ratio of 2 ÷ 10 at the discharge section, can significantly reduce the required radius of curvature of the reversing deflector and, consequently, reduce the dimensions of the entire switchgear due to the formation of a flat jet that has a thickness in the direction rotation when reversing, 1.5 ÷ 3.5 times less than the diameter of a round jet. Giving the nozzle and the cowling of the impeller hub the same shape in each section of the nozzle, as well as the presence of profiled struts fastening the cowling of the hub of the impeller to the walls of the nozzle and playing the role of a traditionally bulky straightener, prevents the rotational movement of the jet and helps to straighten the flow behind the impeller; this reduces the wetted surface of the complex nozzle-straightening apparatus and, accordingly, hydraulic losses that reduce the efficiency of the propulsion device, and also simplifies the design and reduces the complexity of manufacturing the nozzle-straightening apparatus. In addition, the contours of the nozzle of the mover with a slotted shape of the ejection section were selected based on the simplification of the technology of its manufacture: all parts of the nozzle have a flat reamer, and when assembling the nozzle, they are welded without subsequent machining (except for stripping the welds).

Наличие горизонтально расположенной за верхней стенкой сопла ограничительной плиты исключает потери давления в верхней части рулей, размещенных за соплом, и тем самым способствует повышению величины боковой силы, создаваемой при заданном угле перекладки рулей; в результате этого для получения требуемой величины боковой силы необходим меньший угол перекладки рулей и, следовательно, уменьшаются потери тяги и повышается эффективность движителя при поддержании прямого курса судна. The presence of a restrictive plate horizontally located behind the top wall of the nozzle eliminates pressure loss in the upper part of the rudders placed behind the nozzle, and thereby contributes to an increase in the lateral force created at a given rudder angle; as a result, to obtain the required lateral force, a smaller rudder angle is required and, therefore, traction loss is reduced and the propulsion efficiency is increased while maintaining the ship's direct course.

Расположение ограничительной плиты с примыканием ее свободных кромок к внутренней поверхности поворотного дефлектора необходимо для уменьшения гидродинамических потерь при реверсировании. The location of the bounding plate with its free edges adjacent to the inner surface of the rotary deflector is necessary to reduce hydrodynamic losses during reversal.

Наличие отверстий в боковых стенках дефлектора делает возможным осуществлять боковой выброс струи движителя путем перекладки рулей при реверсивном и "стопорном" положении дефлектора; при этом направление тяги движительно-рулевого комплекса может изменяться на 360 градусов в горизонтальной плоскости, что обеспечивает повышенную маневренность судна в широком диапазоне режимов движения. The presence of holes in the side walls of the deflector makes it possible to carry out a lateral ejection of the jet of the propulsion device by shifting the rudders with a reversing and “locking” position of the deflector; the thrust direction of the propulsion and steering complex can be changed by 360 degrees in the horizontal plane, which provides increased maneuverability of the vessel in a wide range of driving modes.

Придание профилю рулей в сечении формы прямощекого клина и их размещение в пределах ширины струи за соплом позволяет исключить на рулевом устройстве "мертвой" неэффективной зоны углов перекладки рулей, которая характерна для рулей стандартной профилировки и поворотных сопел. Giving the profile of the rudders in the cross section a straight-line wedge shape and placing them within the jet width behind the nozzle eliminates the “dead” inefficient rudder angle on the steering unit, which is typical for rudders with standard profiling and rotary nozzles.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена боковая проекция ВДРК; на фиг.2 - сечение сопла движителя. The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a side projection of the WDM; figure 2 is a cross section of the nozzle of the propulsion device.

Здесь (фиг.1, 2) ВДРК содержит водовод 1 с рабочим колесом 2, за которым расположены сопло 3, имеющее круговое входное сечение 4, профилированные стойки 5, выполняющие совместно с соплом 3 и обтекателем 6 ступицы 7 рабочего колеса 1 функцию спрямляющего аппарата, установленного на валу 8 с подшипниками 9, и РРУ, состоящее из поворотного дефлектора 10, расположенного за соплом 3, и вертикально установленных побортно за соплом 3 в пределах ширины его выбросного сечения рулей 11 с рулевыми приводами (не показаны), а также ограничительной плиты 12, расположенной горизонтально непосредственно за верхней стенкой 13 сопла 3 и являющейся ее продолжением вниз по направлению потока воды, на которой установлены баллеры (не показаны) рулей 11. Here (FIGS. 1, 2), the WRC contains a water conduit 1 with an impeller 2, behind which a nozzle 3 is located, having a circular inlet section 4, profiled racks 5, which, together with the nozzle 3 and the fairing 6 of the hub 7 of the impeller 1, have the function of a straightening device, mounted on the shaft 8 with bearings 9, and the switchgear, consisting of a rotary deflector 10 located behind the nozzle 3, and vertically mounted side by side behind the nozzle 3 within the width of its exhaust section of the rudders 11 with steering gears (not shown), as well as the restriction plate 12 located hydrochloric horizontally immediately behind the top wall 13 of the nozzle 3 and which is a continuation of its downward toward the flow of water on which the rudder stock (not shown) of handlebars 11.

Обтекатель 6 ступицы 7 рабочего колеса 2 прикреплен к стенкам сопла 3 с помощью четырех профилированных стоек 5, являющихся одновременно направляющими поток лопатками. The fairing 6 of the hub 7 of the impeller 2 is attached to the walls of the nozzle 3 using four profiled racks 5, which are simultaneously guiding the flow of the blades.

Подшипники 9 хвостовой части вала 8 расположены внутри обтекателя 6. Хвостовая часть вала 8 рабочего колеса 2 установлена на двух подшипниках 9. Причем один из них выполнен в виде упорного, а другой - в виде опорного подшипника, и оба при этом имеют водяную смазку. Bearings 9 of the tail of the shaft 8 are located inside the fairing 6. The tail of the shaft 8 of the impeller 2 is mounted on two bearings 9. Moreover, one of them is made in the form of a thrust, and the other in the form of a support bearing, and both are water lubricated.

В боковых стенках дефлектора 10 образованы сквозные отверстия 14. Дефлектор 10 расположен так, что свободные кромки ограничительной плиты 12 примыкают к его внутренней поверхности. Through holes 14 are formed in the side walls of the deflector 10. The deflector 10 is positioned so that the free edges of the restriction plate 12 are adjacent to its inner surface.

Рули 11 в поперечном сечении имеют профиль, представляющий форму прямощекого клина. The rudders 11 in cross section have a profile representing the shape of a straight-wedge wedge.

За входным круговым сечением 4 сопла 3 его поперечные сечения на каждом участке вдоль оси вниз по потоку имеют вытянутую в горизонтальном направлении форму, которая на выбросном сечении (на выходе из сопла) представляет собой щель с соотношением длины к ее ширине в пределах от 2 до 10. Причем за входным сечением 4 боковые стенки 15 сопла 3 в каждом поперечном сечении представляют собой части кругового цилиндра того же диаметра, что и диаметр входного сечения 4 сопла 3, а верхняя 13 и нижняя 16 стенки сопла 3 в каждом сечении являются прямыми и представляют собой хорды сегментов 17 частей кругового цилиндра, которые отсечены на каждом участке по длине сопла 3. При этом при приближении к выходному участку сопла 3 длины хорд сегментов 17 непрерывно возрастают и имеют наибольшую величину на выбросном сечении сопла 3. Behind the inlet circular section 4 of the nozzle 3, its cross sections in each section along the axis downstream have a horizontal elongated shape, which at the discharge section (at the exit of the nozzle) is a gap with a ratio of length to width ranging from 2 to 10 Moreover, behind the inlet section 4, the side walls 15 of the nozzle 3 in each cross section are parts of a circular cylinder of the same diameter as the diameter of the inlet section 4 of the nozzle 3, and the upper 13 and lower 16 walls of the nozzle 3 in each section are straight and they are the chords of segments 17 of the parts of the circular cylinder, which are cut off in each section along the length of the nozzle 3. At the same time, when approaching the output section of the nozzle 3, the lengths of the chords of the segments 17 are continuously increasing and have the largest value at the outlet section of the nozzle 3.

У обтекателя 6 ступицы 7 рабочего колеса 2 на каждом участке по длине сопла 3 профиль поперечного сечения его внешнего контура повторяет профиль поперечных сечений внутреннего контура сопла 3 на одних и тех же участках; при этом в районе выбросного сечения сопла 3 этот профиль обтекателя 6 переходит в горизонтальную линию 18 (фиг.2). At the fairing 6 of the hub 7 of the impeller 2 in each section along the length of the nozzle 3, the cross-sectional profile of its outer contour repeats the cross-sectional profile of the inner contour of the nozzle 3 in the same sections; while in the region of the discharge section of the nozzle 3, this profile of the fairing 6 passes into a horizontal line 18 (figure 2).

ВДРК обеспечивает движение судна с разными скоростями на переднем ходу, реверсирование судна и положение "стоп", а также маневрирование судна на всех режимах движения. При этом устройство работает следующим образом. VDRK provides the movement of the vessel with different speeds in forward motion, the reversal of the vessel and the stop position, as well as the maneuvering of the vessel in all modes of movement. In this case, the device operates as follows.

Поток воды, поступающий в водовод 1, проходит через рабочее колесо 2, которое приводится во вращение с помощью вала 8, спрямляется, проходя через профилированные стойки 5, попадает в сопло 3 и отбрасывается из его выбросного щелевого патрубка в виде плоской струи, при этом обтекая вертикально расположенные побортно за соплом 3 рули 11 и ограничительную плиту 12, на которой установлены их баллеры. The flow of water entering the water conduit 1 passes through the impeller 2, which is rotated by means of the shaft 8, straightens, passing through the profiled posts 5, enters the nozzle 3 and is thrown out of its exhaust slotted nozzle in the form of a flat stream, while flowing around vertically located side by side behind the nozzle 3, the rudders 11 and the restrictive plate 12, on which their ballers are installed.

На режиме переднего хода при обтекании потоком воды вращающегося рабочего колеса 2 создаются тяга движителя переднего хода и упор, воспринимаемый упорным и опорными подшипниками 9, размещенными в обтекателе 6 ступицы 7 рабочего колеса 2. В результате обтекания потоком воды рулей 11 при малых углах их перекладки поддерживается прямолинейное движение судна на курсе, а при больших углах перекладки рулей 11 производится поворот судна в ту или иную сторону в соответствии с направлением перекладки рулей. In forward mode, when a flow of water flows around a rotating impeller 2, a thrust of the forward drive and an emphasis are created, perceived by the thrust and thrust bearings 9 located in the fairing 6 of the hub 7 of the impeller 2. As a result of the flow of water around the rudders 11 at small angles of transfer, it is supported rectilinear movement of the vessel on course, and at large angles of rudder shifting 11 the ship is rotated in one direction or another in accordance with the direction of rudder shifting.

Для реверсирования судна поворачивают дефлектор 10 вокруг его оси вращения вниз, в результате чего направляющая поверхность дефлектора входит в струю, истекающую из сопла, перекрывает ее и изменяет направление струи на противоположное. Причем при одном из положений дефлектора 10 создается "стоповый" режим судна. To reverse the vessel, the deflector 10 is rotated around its axis of rotation downward, as a result of which the guide surface of the deflector enters the jet flowing from the nozzle, blocks it and changes the direction of the jet to the opposite. Moreover, at one of the positions of the deflector 10, a “stop” mode of the vessel is created.

На режиме реверса и "стоповом" режиме при перекладке рулей 11 поток струи движителя направляется в сторону боковых стенок дефлектора 10, истекает через сквозные отверстия 14 дефлектора 10, и в результате чего осуществляется поворот судна. In the reverse mode and the “stop” mode, when the rudders are shifted 11, the jet stream of the propulsion device is directed towards the side walls of the deflector 10, expires through the through holes 14 of the deflector 10, and as a result, the vessel is rotated.

Технический эффект предлагаемого ВДРК в части повышения пропульсивных характеристик достигает по данным модельных испытаний 5-10%. При этом габаритные параметры реверсивно-рулевого устройства снижаются на 50-60%, а вес водометного движителя - на 10-20%. The technical effect of the proposed VDRK in terms of increasing propulsive characteristics reaches according to model tests 5-10%. At the same time, the overall parameters of the reverse-steering device are reduced by 50-60%, and the weight of the water-jet propulsion is reduced by 10-20%.

Claims (9)

1. Водометный движительно-рулевой комплекс, содержащий водовод, рабочее колесо с обтекателем ступицы, установленное на валу с подшипниками, спрямляющий аппарат, включающий гидродинамически обтекаемые профилированные стойки, посредством которых обтекатель ступицы рабочего колеса прикреплен к соплу, и реверсивно-рулевое устройство, состоящее из поворотного дефлектора, расположенного за соплом, отличающийся тем, что за входным круговым сечением сопла его поперечные сечения на каждом участке вдоль оси по потоку имеют вытянутую в горизонтальном направлении форму, имеющую на выходном сечении сопла соотношение ширины к высоте, равное 2÷10, причем профиль поперечных сечений внешнего контура обтекателя рабочего колеса на каждом участке повторяет профиль поперечных сечений внутреннего контура сопла на тех же участках, при этом спрямляющий аппарат образован стенками этого сопла, упомянутым обтекателем и профилированными стойками, а реверсивно-рулевое устройство оборудовано ограничительной плитой, расположенной горизонтально непосредственно за срезом сопла на уровне его верхней стенки и являющейся ее продолжением вдоль по потоку воды, причем свободные кромки ограничительной плиты примыкают к внутренней поверхности поворотного дефлектора, и снабжено, по крайней мере, двумя оборудованными приводом и вертикально расположенными побортно в пределах ширины выходного сечения сопла рулями, размещенными под упомянутой ограничительной плитой, на которой установлены их баллеры. 1. A water-jet propulsion-steering complex comprising a water conduit, an impeller with a hub cowl mounted on a shaft with bearings, a straightening apparatus comprising hydrodynamically streamlined profiled posts by means of which a cowl cowl is attached to the nozzle, and a reversing-steering device, consisting of a rotary deflector located behind the nozzle, characterized in that, behind the input circular section of the nozzle, its cross sections in each section along the axis along the stream are elongated to the horizon in the opposite direction, a shape having a ratio of width to height on the nozzle exit section equal to 2 ÷ 10, moreover, the cross-sectional profile of the outer contour of the impeller fairing in each section repeats the cross-sectional profile of the inner contour of the nozzle in the same sections, while the straightening apparatus is formed by the walls of this the nozzle, the aforementioned fairing and profiled racks, and the reversing-steering device is equipped with a restrictive plate located horizontally directly behind the nozzle exit at the level of its the wall and its extension along the water flow, the free edges of the restrictive plate adjacent to the inner surface of the rotary deflector, and provided with at least two equipped drives and vertically arranged side-by-side within the width of the outlet section of the nozzle with rudders placed under the said restrictive plate on which their ballers are installed. 2. Водометный движительно-рулевой комплекс по п.1, отличающийся тем, что за входным круговым сечением на каждом участке поперечного сечения сопла его боковые стенки имеют форму части круга диаметром, равным диаметру круга входного сечения сопла, а верхняя и нижняя стенки ограничены хордами сегментов частей этого круга, отсеченных на каждом участке по длине сопла, причем постепенный переход от круговой формы сечения сопла на его входе к вытянутому в горизонтальном направлении виду сечения на его выходе осуществлен за счет увеличения стрелки прогиба, отсекаемого в каждом сечении сегмента, по мере продвижения к выходному сечению сопла, при этом профиль обтекателя рабочего колеса в районе выходного сечения сопла трансформируется в горизонтальную линию. 2. The water-jet propulsion and steering complex according to claim 1, characterized in that behind the inlet circular section at each section of the nozzle cross section, its side walls have the shape of a circle with a diameter equal to the diameter of the circle of the nozzle inlet section, and the upper and lower walls are limited by segment chords parts of this circle, cut off at each site along the length of the nozzle, and a gradual transition from a circular sectional shape of the nozzle at its entrance to a horizontally elongated sectional view at its exit is made by increasing arrows and deflection intercept segments in each section, as it moves to the outlet section of the nozzle, the profile of the impeller shroud in the area of the outlet section of the nozzle is transformed into a horizontal line. 3. Водометный движительно-рулевой комплекс по п.1 или 2, отличающийся тем, что обтекатель ступицы рабочего колеса прикреплен к стенкам сопла с помощью четырех гидродинамически обтекаемых профилированных стоек. 3. Water-jet propulsion and steering complex according to claim 1 or 2, characterized in that the fairing of the impeller hub is attached to the walls of the nozzle using four hydrodynamically streamlined profiled racks. 4. Водометный движительно-рулевой комплекс по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что в боковых стенках дефлектора образованы сквозные отверстия. 4. Water-jet propulsion and steering complex according to any one of claims 1 to 3, characterized in that through holes are formed in the side walls of the deflector. 5. Водометный движительно-рулевой комплекс по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что профиль рулей в сечении имеет форму прямощекого клина. 5. Water-jet propulsion and steering complex according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the rudder profile in cross section has the shape of a straight-wedged wedge. 6. Водометный движительно-рулевой комплекс по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что подшипники хвостовой части вала рабочего колеса расположены внутри обтекателя ступицы рабочего колеса. 6. Water-jet propulsion and steering complex according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the bearings of the tail of the impeller shaft are located inside the fairing of the impeller hub. 7. Водометный движительно-рулевой комплекс по п.6, отличающийся тем, что внутри обтекателя ступицы рабочего колеса расположены два подшипника хвостовой части вала рабочего колеса. 7. Water-jet propulsion and steering complex according to claim 6, characterized in that two bearings of the tail end of the impeller shaft are located inside the fairing of the impeller hub. 8. Водометный движительно-рулевой комплекс по п.7, отличающийся тем, что один из подшипников хвостовой части вала рабочего колеса выполнен в виде опорного, а другой - в виде упорного подшипника. 8. Water-jet propulsion and steering complex according to claim 7, characterized in that one of the bearings of the tail end of the impeller shaft is made in the form of a support, and the other in the form of a thrust bearing. 9. Водометный движительно-рулевой комплекс по любому из пп.6-8, отличающийся тем, что подшипники хвостовой части вала рабочего колеса выполнены с возможностью использования водяной смазки. 9. Water-jet propulsion and steering complex according to any one of paragraphs.6-8, characterized in that the bearings of the tail end of the impeller shaft are made with the possibility of using water lubricant.
RU2002112283/28A 2002-05-06 2002-05-06 Water-jet propulsion and steering complex RU2205774C1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002112283/28A RU2205774C1 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Water-jet propulsion and steering complex
EP03747547A EP1508516A4 (en) 2002-05-06 2003-04-28 Compact water-jet propulsion and steering system
PCT/RU2003/000199 WO2003093103A1 (en) 2002-05-06 2003-04-28 Compact water-jet propulsion and steering system
KR20047017847A KR100751846B1 (en) 2002-05-06 2003-04-28 Compact water-jet propulsion and steering system
CNB038102900A CN100497083C (en) 2002-05-06 2003-04-28 The propelling of small-sized pump jet-turn to set composite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002112283/28A RU2205774C1 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Water-jet propulsion and steering complex

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2205774C1 true RU2205774C1 (en) 2003-06-10

Family

ID=29211901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002112283/28A RU2205774C1 (en) 2002-05-06 2002-05-06 Water-jet propulsion and steering complex

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1508516A4 (en)
KR (1) KR100751846B1 (en)
CN (1) CN100497083C (en)
RU (1) RU2205774C1 (en)
WO (1) WO2003093103A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104260865A (en) * 2014-09-24 2015-01-07 袁红泉 Pump injecting and propelling type remote control surveying vessel
RU2537351C2 (en) * 2013-05-07 2015-01-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Light-loaded water-jet propeller
RU2701287C1 (en) * 2019-01-11 2019-09-25 Константин Вадимович Говоров Reverse-steering water-jet propeller
RU2724945C1 (en) * 2019-05-16 2020-06-26 Акционерное общество "Центр судоремонта "Звездочка" (АО "ЦС "Звездочка") Method of operation of reverse-steering device of water-jet propulsor and reverse-steering device of water-jet propulsor

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090203270A1 (en) * 2008-02-08 2009-08-13 Marine 1, Llc Reverse mechanism for a jet system
CN101934855A (en) * 2010-09-08 2011-01-05 芜湖新联造船有限公司 Autoboat propulsive device
AT517444A1 (en) * 2015-05-27 2017-01-15 Andreas Dipl Ing Desch Water jet propulsion
CN105545817B (en) * 2016-01-29 2018-09-14 扬州大学 A kind of oval spout of hydraulic jet propulsion pump installation
CN105545816A (en) * 2016-01-29 2016-05-04 扬州大学 Linear gradually-shrunk transition round nozzle of water spraying propelling pump device
CN105545818B (en) * 2016-01-29 2018-05-04 扬州大学 A kind of chamfering square spout of hydraulic jet propulsion pump installation
CN106428503B (en) * 2016-09-29 2018-09-25 武汉船用机械有限责任公司 A kind of transfer of hydraulic propeller
CN110594199A (en) * 2019-09-27 2019-12-20 大连理工大学 Water jet propulsion pump with variable cross-section water inlet pipeline type water inlet flow channel
CN111232175A (en) * 2020-03-24 2020-06-05 韩玉军 Electric integrated water-jet propeller

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1358662A (en) * 1963-03-25 1964-04-17 Twin Disc Clutch Co Regulator device for jet-propelled watercraft
US3475912A (en) * 1967-10-02 1969-11-04 Ua Eng Ltd Propulsion units
US4449944A (en) * 1979-01-02 1984-05-22 Maritec Corporation Variable inlet hydrojet boat drive
US5244425A (en) * 1990-05-17 1993-09-14 Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha Water injection propulsion unit
KR100327967B1 (en) * 1999-12-23 2002-03-16 박병권 Ship having a hybrid supporting structure
US6273768B1 (en) * 2000-04-07 2001-08-14 Bombardier Motor Corporation Of America Water jet propulsion unit with counter-rotating impellers
RU2178368C1 (en) * 2001-04-06 2002-01-20 Закрытое акционерное общество "АКС-ИНВЕСТ" Marine water-jet propeller

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537351C2 (en) * 2013-05-07 2015-01-10 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Light-loaded water-jet propeller
CN104260865A (en) * 2014-09-24 2015-01-07 袁红泉 Pump injecting and propelling type remote control surveying vessel
CN104260865B (en) * 2014-09-24 2017-01-25 袁红泉 Pump injecting and propelling type remote control surveying vessel
RU2701287C1 (en) * 2019-01-11 2019-09-25 Константин Вадимович Говоров Reverse-steering water-jet propeller
RU2724945C1 (en) * 2019-05-16 2020-06-26 Акционерное общество "Центр судоремонта "Звездочка" (АО "ЦС "Звездочка") Method of operation of reverse-steering device of water-jet propulsor and reverse-steering device of water-jet propulsor

Also Published As

Publication number Publication date
EP1508516A4 (en) 2006-09-13
WO2003093103A1 (en) 2003-11-13
CN100497083C (en) 2009-06-10
CN1652971A (en) 2005-08-10
KR20050018673A (en) 2005-02-23
EP1508516A1 (en) 2005-02-23
KR100751846B1 (en) 2007-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2205774C1 (en) Water-jet propulsion and steering complex
US3406632A (en) Reversible hydraulic apparatus
JP3655055B2 (en) Ship thrust direction unit
US4074652A (en) Steering and propulsion device for watercraft
RU2438917C2 (en) Ship propulsor
US5591057A (en) Hull supported steering and reversing gear for large waterjets
GB1563337A (en) Water-driven turbines
US4509923A (en) Marine jet propulsion units
DE60016066T2 (en) Overwater ship with a water jet propulsion system
US3114239A (en) Boat propulsion means
US3611972A (en) Ship water jet directional control and braking means
US3946556A (en) Integrated nozzle and steering mechanism for waterjets
RU2245818C2 (en) Water-jet propulsion and steering complex
EP1545970B9 (en) Water jet drive for marine vehicles
EP1409341B1 (en) Water jet drive for marine vessels
RU2317917C2 (en) Water-jet propulsion and steering complex
RU2176609C2 (en) Active hydrofoil
EP1315653B1 (en) Driving mechanism for fast watercraft
RU2324621C2 (en) Reversible steering device of hydrojet engine
DE1506372B2 (en) JET CONTROL DEVICE ON WATER VEHICLES
KR20140072824A (en) Duct arrangement
RU2099239C1 (en) Marine propulsion complex
RU2537351C2 (en) Light-loaded water-jet propeller
RU220849U1 (en) WATERJET PROPULSION
RU2447316C1 (en) Hydrojet unit

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner