RU2467916C1

RU2467916C1 - Ship propulsor

Info

Publication number: RU2467916C1
Application number: RU2011121461/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Станиславович Тарадонов; Алексей Иванович Шумилов; Алексей Валентинович Журавлев; Николай Александрович Рыльцов; Дмитрий Владимирович Смирнов; Владимир Сергеевич Антонов; Юрий Михайлович Трапезников
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2012-11-27

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to ship building. Proposed propulsor is arranged at astern the ship. It comprises through duct and working member. Said through duct is shaped to slot with inlet and outlet. Said working member is arranged in said through duct. Said outlet has horizontal rectangular edges with constant height there between. Horizontal shaped wings are arranged inside said outlet to extend said through duct. Relation of distance between inner walls of said horizontal flat shaped wings and outlet height varies from 1.15 to 2.5.

EFFECT: higher thrust and efficiency.

2 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области судостроения, конкретнее к движителям плавучих средств, позволяющих увеличить тягу.The present invention relates to the field of shipbuilding, and more particularly to the propulsion of floating equipment, allowing to increase traction.

Известен движитель плавучего средства (патент RU №2133209 от 20.07.1999 г., МПК В63Н 1/04), принятый за прототип, расположенный в кормовой оконечности корпуса плавучего средства и содержащий сквозной канал, имеющий форму щели с входными и выходным отверстиями, и рабочий орган, установленный в сквозном канале, при этом выходное отверстие выполнено с горизонтальными прямолинейными кромками с постоянной высотой между ними.Known mover of a floating vehicle (patent RU No. 213209 from 07/20/1999, IPC B63H 1/04), adopted as a prototype located in the aft end of the body of the floating vehicle and containing a through channel having the form of a slit with inlet and outlet openings, and a working one an organ installed in the through channel, while the outlet is made with horizontal straight edges with a constant height between them.

Задачей заявляемого изобретения является достижение технического результата, заключающегося в следующем:The task of the invention is to achieve a technical result, which consists in the following:

- в увеличении тяги движителя плавучего средства при постоянной мощности, затрачиваемой на работу движителя, и, соответственно, в повышении реального КПД движителя на прямом ходу, а также обеспечение маневрирования плавучего средства в заданном направлении;- to increase the thrust of the propulsion device of a floating vehicle with constant power spent on the propulsion device, and, accordingly, to increase the real efficiency of the propulsion device in forward motion, as well as to ensure the maneuvering of the floating vehicle in a given direction;

- в эффективной работе движителя на заднем ходу, обеспечивая, при этом, заданное маневрирование плавучего средства.- in the effective operation of the propulsion device in reverse, while providing the specified maneuvering of the floating means.

Для решения этой задачи на движителе плавучего средства, расположенном в кормовой оконечности корпуса плавучего средства и содержащем сквозной канал, имеющий форму щели с входными и выходным отверстиями, и рабочий орган, установленный в сквозном канале, при этом выходное отверстие выполнено с горизонтальными прямолинейными кромками с постоянной высотой между ними, в районе выходного отверстия устанавливают горизонтальные плоские профилированные крылья с внутренними стенками, продолжающими сквозной канал, причем отношение расстояния между внутренними стенками горизонтальных плоских профилированных крыльев к высоте выходного отверстия находится в диапазоне от 1,15 до 2,5.To solve this problem, on a mover of a floating facility located in the aft end of the hull of the floating facility and containing a through channel having the form of a slit with inlet and outlet openings, and a working body installed in the through channel, the outlet being made with horizontal straight edges with a constant between them, in the vicinity of the outlet, horizontal flat profiled wings are installed with inner walls extending through the channel, the ratio of the distance between the inner walls of the profiled wings horizontal plane to the height of the output aperture is in the range of from 1.15 to 2.5.

Установка в районе выходного отверстия горизонтальных плоских профилированных крыльев с внутренними стенками, продолжающими сквозной канал, позволит дополнительно подсасывать окружающую среду в реактивную струю в районе выходного отверстия движителя, что усилит тягу движителя. Причем отношение расстояния между внутренними стенками горизонтальных плоских профилированных крыльев к высоте выходного отверстия должно находиться в диапазоне от 1,15 до 2,5, что позволит обеспечить эжекцию набегающего потока, а следовательно, получить существенный прирост тяги с повышенным КПД движителя.The installation in the area of the outlet of horizontal flat shaped wings with inner walls extending through the channel will allow additional suction of the environment into the jet stream in the region of the outlet of the mover, which will increase the thrust of the mover. Moreover, the ratio of the distance between the inner walls of the horizontal flat profiled wings to the height of the outlet should be in the range from 1.15 to 2.5, which will allow for ejection of the incoming flow, and therefore, to obtain a significant increase in thrust with increased propulsion efficiency.

Кроме того, плоские профилированные крылья монтируются с возможностью поворота относительно осей, параллельных кромкам выходного отверстия движителя, которые при смыкании образуют клиновидную поверхность, что позволит обеспечить реверсирование плавучего средства, а также поворотом сомкнутых крыльев обеспечить маневрирование плавучего средства на заднем ходу.In addition, the flat profiled wings are mounted with the possibility of rotation relative to the axes parallel to the edges of the propulsion outlet, which, when closed, form a wedge-shaped surface, which will ensure the reversal of the floating means, as well as the rotation of the closed wings to ensure the maneuvering of the floating means in reverse.

Следует отметить, что смыкание плоских профилированных крыльев с образованием клиновидной поверхности позволит обеспечить быстрое торможение и реверсирование плавучего средства без изменения направления вращения рабочего органа движителя.It should be noted that the closure of the flat profiled wings with the formation of a wedge-shaped surface will allow for rapid braking and reversal of the floating means without changing the direction of rotation of the working body of the propulsion device.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

фиг.1 - продольный разрез плавучего средства с движителем и горизонтальными плоскими профилированными крыльями на прямом ходу;figure 1 is a longitudinal section of a floating means with a propulsor and horizontal flat profiled wings in forward motion;

фиг.2 - продольный разрез плавучего средства с движителем и плоскими профилированными крыльями при маневрировании на прямом ходу;figure 2 is a longitudinal section of a floating means with a propulsion device and flat profiled wings when maneuvering in direct motion;

фиг.3 - продольный разрез плавучего средства с движителем и сомкнутыми плоскими профилированными крыльями при реверсивном ходе;figure 3 is a longitudinal section of a floating means with a propulsion device and closed flat profiled wings during a reverse course;

фиг.4 - плавучее средство в плане.figure 4 - floating means in the plan.

Плавучее средство содержит корпус 1 и кормовой движитель 2. Движитель 2 содержит сквозной канал 3, который сообщается с окружающей средой посредством входных 4 и выходного 5 отверстий. В сквозном канале 3 устанавливают рабочий орган 6 для создания потока в сквозном канале 3. Рабочий орган 6 может быть любого типа, а именно винт, насос, генератор вихрей, магнитогидродинамический и т.п. Выходное отверстие 5 выполнено с горизонтальными прямолинейными кромками с постоянной высотой между ними. В районе выходного отверстия 5 установлены плоские профилированные крылья 7 с внутренними стенками, продолжающими сквозной канал 3. Отношение расстояния между внутренними стенками горизонтальных плоских профилированных крыльев 7 к высоте выходного отверстия 5 находится в диапазоне от 1,15 до 2,5. Крылья 7 монтируются с возможностью поворота относительно осей, параллельных кромкам выходного отверстия 5. На кормовой оконечности корпуса 1 симметрично диаметральной плоскости установлены два нижних и два верхних вертикальных стабилизатора 8 с вертикальными рулями (не показаны) для управления плавучим средством в горизонтальной плоскости.The floating device comprises a housing 1 and a feed mover 2. The mover 2 contains a through channel 3, which communicates with the environment through inlet 4 and outlet 5 holes. A working body 6 is installed in the through channel 3 to create a flow in the through channel 3. The working body 6 can be of any type, namely, a screw, pump, vortex generator, magnetohydrodynamic, etc. The outlet 5 is made with horizontal straight edges with a constant height between them. In the vicinity of the outlet 5, flat shaped wings 7 with inner walls extending through the duct 3 are installed. The ratio of the distance between the inner walls of the horizontal flat shaped wings 7 to the height of the outlet 5 is in the range from 1.15 to 2.5. The wings 7 are mounted with the possibility of rotation relative to the axes parallel to the edges of the outlet 5. At the aft end of the hull 1, two lower and two upper vertical stabilizers 8 with vertical rudders (not shown) are installed to control the floating means in the horizontal plane.

Стрелками показано направление набегающего потока, отсоса жидкости через входные отверстия 4 и вдув жидкости через выходное отверстие 5, а также направление движения жидкости через зазор между внутренними стенками крыльев 7 и наружной поверхностью движителя 2.The arrows indicate the direction of the oncoming flow, the suction of the liquid through the inlet 4 and the injection of the liquid through the outlet 5, as well as the direction of the fluid through the gap between the inner walls of the wings 7 and the outer surface of the propulsion 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Для создания поступательного движения вперед плавучего средства рабочий орган 6 в кормовом движителе 2 создает поток в сквозном канале 3 и производит отсос и вдув жидкости через, соответственно, входные 4 и выходное 5 отверстия, причем через зазор между внутренними стенками крыльев 7 и наружной поверхностью движителя 2 происходит эжекция окружающей среды, как показано на фиг.1. Управление плавучим средством в горизонтальной плоскости производят посредством перекладки вертикальных рулей в вертикальных стабилизаторах 8. Управление плавучим средством в вертикальной плоскости производят посредством перекладки горизонтальных плоских профилированных крыльев 7 (фиг.2).To create a forward movement of the floating means, the working body 6 in the feed mover 2 creates a flow in the through channel 3 and sucks and blows the liquid through the inlet 4 and outlet 5, respectively, through the gap between the inner walls of the wings 7 and the outer surface of the mover 2 ejection of the environment occurs, as shown in figure 1. The control of the floating means in the horizontal plane is carried out by shifting the vertical rudders in the vertical stabilizers 8. The control of the floating means in the vertical plane is carried out by shifting the horizontal flat profiled wings 7 (Fig. 2).

Движитель 2 плавучего средства с горизонтальными плоскими профилированными крыльями 7 обеспечивает движение с разными скоростями на переднем ходу, реверсирование и положение «стоп» плавучего средства, а также маневрирование плавучего средства на всех режимах движения.The propulsion device 2 of the floating means with horizontal flat profiled wings 7 provides movement at different speeds in forward motion, reversing and the stop position of the floating means, as well as maneuvering the floating means in all driving modes.

Поток воды, поступающий в сквозной канал 3 через входные отверстия 4, посредством рабочего органа 6 подается в выходное отверстие 5 и отбрасывается в виде реактивной струи. При этом рабочим органом 6 создается тяга переднего хода движителем 2. Плоскими профилированными крыльями 7, расположенными в районе выходного отверстия 5, осуществляется подсасывание оружающей среды, что обеспечивает усиление тяги при постоянной мощности, затрачиваемой на работу движителя 2.The flow of water entering the through channel 3 through the inlet 4, through the working body 6 is fed into the outlet 5 and is discarded as a jet stream. In this case, the working body 6 creates a forward thrust of the propulsion device 2. Flat profiled wings 7 located in the area of the outlet 5, the medium is sucked in, which provides increased traction at constant power spent on the propulsion 2.

Следует отметить, что отношение расстояния между образующими внутренних поверхностей плоских профилированных крыльев 7 к высоте выходного отверстия 5 должно находится в диапазоне от 1,15 до 2,5. Существенное увеличение тяги движителем 2 начинается с отношения 1,15, а свыше 2,5 прирост тяги практически не существенен.It should be noted that the ratio of the distance between the generators of the inner surfaces of the flat profiled wings 7 to the height of the outlet 5 should be in the range from 1.15 to 2.5. A significant increase in traction by mover 2 begins with a ratio of 1.15, and over 2.5, the increase in traction is practically not significant.

Также следует отметить, что при монтировании крыльев 7 с возможностью поворота относительно осей, параллельных кромкам выходного отверстия 5, возможно обеспечить крыльями 7 при малых углах их перекладки поддержание прямолинейного движения плавучего средства на курсе, а при больших углах перекладки крыльев 7 производится маневрирование плавучего средства в вертикальной плоскости в ту или иную сторону в соответствии с направлением перекладки крыльев 7.It should also be noted that when mounting the wings 7 with the possibility of rotation relative to the axes parallel to the edges of the outlet 5, it is possible to provide the wings 7 at small angles of their relocation to maintain the rectilinear movement of the floating means on the course, and at large angles of alteration of the wings 7 maneuver the floating means in vertical plane in one direction or another in accordance with the direction of shifting the wings 7.

Для реверсирования судна крылья 7 смыкаются, образуя клиновидную поверхность, и перекрывают реактивную струю, истекающую из выходного отверстия 5, чем изменяют направление реактивной струи на противоположное через зазор между внутренними стенками крыльев 7 и наружной поверхностью движителя 2 (фиг.3). Курсовые поправки и управление на заднем ходу производится при помощи поворотов сомкнутых крыльев 7. Причем при одном из положений крыльев 7 создается «стоповый» режим плавучего средства, когда при неполном смыкании крыльев 7 создаются две уравновешенные реактивные струи, направленные в противоположные стороны.To reverse the vessel, the wings 7 are closed, forming a wedge-shaped surface, and block the jet flowing out of the outlet 5, thereby changing the direction of the jet stream to the opposite through the gap between the inner walls of the wings 7 and the outer surface of the propulsion device 2 (Fig. 3). Exchange rate corrections and reverse control are performed using turns of closed wings 7. Moreover, with one of the positions of wings 7, a “stop” mode of the floating means is created when two balanced jet jets are created in opposite directions when the wings 7 are incompletely closed.

В результате предложенный движитель плавучего средства при постоянной мощности, затрачиваемой на его работу, за счет усиления тяги эжектирующими горизонтальными плоскими профилированными крыльями позволит повысить КПД движителя, а также посредством поворота крыльев позволит обеспечить как прямой, так и задний ход плавучего средства с маневрированием плавучего средства в заданном направлении.As a result, the proposed propulsion device of a floating vehicle with constant power spent on its work, due to increased traction by the ejector horizontal flat profiled wings, will increase the efficiency of the propulsion device, and also by turning the wings will provide both direct and reverse gear of the floating vehicle with maneuvering of the floating vehicle in given direction.

Claims

1. The mover of the floating means located in the aft end of the hull of the floating means and containing a through channel having the shape of a slit with inlet and outlet openings, and a working body installed in the through channel, while the outlet is made with horizontal straight edges with a constant height between them characterized in that in the vicinity of the outlet there are horizontal flat profiled wings with inner walls extending through the channel, the ratio of the distance between the inner walls of the horizontal flat profiled wings to the height of the outlet is in the range from 1.15 to 2.5.

2. The mover of the floating means according to claim 1, characterized in that the flat profiled wings are mounted rotatably relative to axes parallel to the edges of the outlet of the mover, which, when closed, form a wedge-shaped surface.