RU2360831C2 - Корабль с плавниковым движителем - Google Patents
Корабль с плавниковым движителем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360831C2 RU2360831C2 RU2007133624/11A RU2007133624A RU2360831C2 RU 2360831 C2 RU2360831 C2 RU 2360831C2 RU 2007133624/11 A RU2007133624/11 A RU 2007133624/11A RU 2007133624 A RU2007133624 A RU 2007133624A RU 2360831 C2 RU2360831 C2 RU 2360831C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fin
- ship
- rigid ribs
- vessel
- strictly
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области судостроения. Корабль содержит водонепроницаемый корпус, механизмы управления, а также энергетическую установку. Движителем корабля является плавник, состоящий из последовательности гибких полосовых поверхностей с жесткими ребрами, выполняющими перемещения в цепной сцепке, задающей углы наклона жестких ребер по касательной к бегущей синусоиде, что в разные моменты времени образует геометрически сложные седловые поверхности со строго заданными скоростями деформации поверхности машущего крыла. Для приведения в движение цепной линии плавника строго по синусоидальному закону применимы различные механизмы на основе коленчатого вала, гибкой шарнирной плети или линейных шаговых электродвигателей. Компенсируются индуктивные потери. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области судостроения и науки.
Прототипом предлагаемого изобретения служат известные корабли, оснащенные плавниковыми движителями, принцип действия и устройства которых опубликованы в работах [1-4].
Принцип действия предлагаемого изобретения «Корабль с плавниковым движителем» иллюстрируется кинематической схемой плавникового движителя, изображенного на чертеже.
Плавниковый движитель корабля устроен в виде последовательности гибких полосовых поверхностей с жесткими ребрами, выполняющими вертикальные перемещения в цепной сцепке, задающей углы наклона каждого из жестких ребер по касательной к бегущей синусоиде.
Кинематическая последовательность вертикальных перемещений и сопутствующее изменение формы машущей поверхности симметричного гибкого плавникового движителя (справа-налево), при его движении по синусоидальной траектории в диаметральной плоскости за корпусом судна. В позиции А - плавник работает как крыло, в позиции В - в режиме ротора.
Движитель может быть размещен под кормовым подзором надводного корабля или в хвостовой части подводной лодки.
При использовании динамически корректируемого движения плавникового движителя он одновременно может действовать в качестве руля и успокоителя качки.
При сохранении возможности пассивного поступательного перемещения плавника под действием вертикальной качки корпуса корабля, при котором кинематика поверхности плавника будет жестко соответствовать геометрически установленным для него формам на заданных участках траектории, плавник будет работать в качестве движителя, использующего энергию качки корпуса корабля на волнении, обеспечивая таким образом безопасность штормового маневрирования корабля с остановленными главными двигателями.
Краткое описание чертежей
1. В позиции «А-крыло» - максимальная скорость поперечного изгиба плавника соответствует максимальной скорости вертикальных перемещений и оптимальному углу атаки, достигаемых на средней линии синусоиды. При этом плавник полностью распрямляется, создавая максимальную тягу за счет угла атаки плоского крыла, а его концевая кромка максимально быстро изгибается, создавая два вращательных потока, направленных навстречу гидродинамическим спутным вихрям, срывающимся в этот момент с концевой кромки крыла с наибольшей интенсивностью. Таким образом, происходит компенсация индуктивных потерь, характерных для жесткого крыла, которые в случае крыла короткого удлинения значительно ухудшают его качество.
2. Позиция «В-ротор». В крайних положениях поверхность плавника получает максимальное седловое искривление. Средняя линия плавника ложится на вершину синусоиды, что при поступательном движении в жидкости создает пониженное давление на внешней поверхности крыла. Линия крыла сильно искривлена во внешнюю сторону от ведущей синусоиды, концевые кромки максимально загнуты, и на них действует индуктивный вихрь, зародившийся в момент максимальной скорости махового движения плавника в позиции «А-крыло». Пониженное давление на осевой линии плавника затягивает концевые индуктивные вихри в воде к диаметральной линии крыла. При этом за счет седловидного изгиба поверхности плавника вихревое течение снова преобразуется в поступательное, поддерживающее тягу движителя.
При выходе из крайнего положения «В-ротор» концевые поверхности крыла быстро распрямляются навстречу остаточным индуктивным вихрям, окончательно останавливают их вращение и отталкивают остатки воды по потоку назад. В этот момент плавник вновь переходит к основному маховому движению, и крыло начинает распрямляться, а быстрый изгиб концевых поверхностей плавника снова привносит закрученный поток на концах гибкого крыла, которые компенсируют вновь образующиеся индуктивные вихри в момент распрямления поверхности крыла в среднем положении плавника «А-крыло».
Осуществление изобретения
Для приведения в движение цепной линии плавникового движителя корабля строго по синусоидальному закону применимы различные механизмы:
1 - в виде коленчатого вала внутри корпуса судна, последовательно выдвигающего забортные штоки, между которыми закрепляются связанные в хребет жесткие ребра плавника;
2 - в виде гибкой шарнирной плети, последовательно и жестко связывающей углы слома ребер в цепной связке на синусоидальной траектории;
3 - в виде продольных тросовых тяг, задающих пространственную ориентацию звеньев хребта с помощью поперечных рычагов, установленных в средней части ребер плавникового движителя;
4 - в виде шаговых электродвигателей, в том числе линейных, управляемых с помощью микропроцессоров, позволяющих задавать более сложные законы движения корабельного плавникового движителя, регулируя размах и локальные углы атаки на локальных поверхностях движителя в зависимости от нагрузки и скорости движения корабля; при этом наклоны плавника или небольшие отклонения от строго синусоидального закона движения позволят использовать плавниковый движитель в качестве рулевого устройства и успокоителя качки одновременно.
При реализации механических приводов по схемам 1-3 плавник естественным образом будет работать в качестве пассивного движителя, использующего энергию вертикальной качки корпуса корабля на морском волнении. При реализации движителя по схеме 3 для включения его в работу в пассивном режиме можно предусмотреть соответствующие блокировки цепной линии для перевода его в режим движения по синусоидальной траектории по схемам 1-3.
Испытание натурной модели корабля показало, что плавниковый движитель обеспечивает требуемую тягу для поддержания высокой скорости хода и повышенную проходимость в сложных и штормовых условиях плавания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ву Т. О масштабном эффекте для передвижения водных животных. // Биогидродинамика плавания и полета / Механика. Новое в зарубежной науке. № 23. М.: Мир. 1980. С.79-112.
2. Корытко А.С., Храмушин В.Н. Исследование путей создания сверхмалого телеуправляемого корабля. Вестник ДВО РАН, 2006, № 1, c.115-122.
3. Файн А.В., Храмушин В.Н. Тензорное представление алгоритмов вычислительной гидромеханики // Вестник ДВО РАН, 2004, № 1, с.52-68.
4. Vasily Khramushin. Shipbuilding Researches for a Small Autonomous Hydrophysical Vessel. // Proceedings of the 3nd Asia-Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics. Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China, June 27-28, 2006. P.35-38.
Claims (1)
- Корабль, содержащий водонепроницаемый корпус, механизмы управления, а также энергетическую установку, отличающийся тем, что движителем корабля является плавник, состоящий из последовательности гибких полосовых поверхностей с жесткими ребрами, выполняющими перемещения в цепной сцепке, задающей углы наклона жестких ребер по касательной к бегущей синусоиде, что в разные моменты времени образует геометрически сложные седловые поверхности со строго заданными скоростями деформации поверхности машущего крыла, при этом для приведения в движение цепной линии плавника строго по синусоидальному закону применимы различные механизмы на основе коленчатого вала, гибкой шарнирной плети или линейных шаговых электродвигателей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007133624/11A RU2360831C2 (ru) | 2007-09-07 | 2007-09-07 | Корабль с плавниковым движителем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007133624/11A RU2360831C2 (ru) | 2007-09-07 | 2007-09-07 | Корабль с плавниковым движителем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2360831C2 true RU2360831C2 (ru) | 2009-07-10 |
Family
ID=41045958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007133624/11A RU2360831C2 (ru) | 2007-09-07 | 2007-09-07 | Корабль с плавниковым движителем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2360831C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2678732C1 (ru) * | 2018-02-15 | 2019-01-31 | Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Подводный аппарат с плавниковым движителем |
RU2749820C2 (ru) * | 2019-11-26 | 2021-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ)" | Активный скуловой стабилизатор качки судна |
RU2818387C1 (ru) * | 2023-06-19 | 2024-05-02 | Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Подводный аппарат с плавниковым движителем |
-
2007
- 2007-09-07 RU RU2007133624/11A patent/RU2360831C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2678732C1 (ru) * | 2018-02-15 | 2019-01-31 | Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Подводный аппарат с плавниковым движителем |
RU2749820C2 (ru) * | 2019-11-26 | 2021-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ)" | Активный скуловой стабилизатор качки судна |
RU2818387C1 (ru) * | 2023-06-19 | 2024-05-02 | Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Подводный аппарат с плавниковым движителем |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6138604A (en) | Pelagic free swinging aquatic vehicle | |
US6923693B2 (en) | System for utilization of sinus-shaped motion pattern | |
US20150329186A1 (en) | Oscillating foil propulsion system and method for controlling a motion of an oscillating movable foil | |
US6997765B1 (en) | Vessel propelled by oscillating fin with control mechanisms | |
CN110435861B (zh) | 一种实现海洋无人航行器多航态、低能耗航行的水翼装置 | |
CN114408126B (zh) | 一种带有柔性t型翼的三体救援无人艇及其设计方法 | |
RU2360831C2 (ru) | Корабль с плавниковым движителем | |
CN114435044A (zh) | 一种可变体的跨介质航行器 | |
CN114572368B (zh) | 一种波浪滑翔机 | |
CN216674363U (zh) | 一种基于海扁虫柔性侧鳍波动的仿生鱼 | |
EP3233621B1 (en) | A watercraft | |
EP2977311A1 (en) | Dual mode oscillating foil propulsion system and method for oscillating at least one movable foil | |
Bai et al. | Investigations on vortex structures for undulating fin propulsion using phase-locked digital particle image velocimetry | |
KR20230008200A (ko) | 추진 유닛 및 추진 유닛을 포함하는 선박 | |
US11479330B2 (en) | Energy transforming device and method of transforming energy | |
Babu et al. | Experimental study of flapping foil propulsion system for ships and underwater vehicles and PIV study of caudal fin propulsors | |
SU1204482A1 (ru) | Судовой волновой движитель | |
RU104917U1 (ru) | Надводное судно | |
RU2142387C1 (ru) | Волновой движитель | |
RU2034739C1 (ru) | Волновой движитель судна | |
RU2147543C1 (ru) | Волновой движитель | |
RU2482994C2 (ru) | Махово-реактивный движитель щука | |
CN118083105A (zh) | 一种利用波浪能推进及获能发电的船舶 | |
RU138377U1 (ru) | Скоростное судно | |
SU727510A1 (ru) | Многокорпусное парусное судно |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090908 |