RU2472664C2

RU2472664C2 - Conical propulsor

Info

Publication number: RU2472664C2
Application number: RU2011109175/11A
Authority: RU
Inventors: Георгий Васильевич Серга; Виктор Дмитриевич Таратута
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2013-01-20
Also published as: RU2011109175A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to devices is intended for converting engine power output into driving force to move transport facility on soil, in water and under water. Conical propulsor represents hollow conical helical jacket mounted in perimetre of transport facility body front to remove there around and made up of curved convex strips. Strip side edges represent curves of 2^nd-order curvature of width varying over aforesaid jacket length from inlet to outlet. Strips are coiled in vertical lengthwise plane and bent in screw lines across the mandrel composed of paraboloid of revolution to make screw lines and helical curvilinear concave surfaces with center of curvature outside screw jacket.

EFFECT: expanded operating performances.

8 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для преобразования работы двигателя или других источников энергии в работу, обеспечивающую движение транспортных устройств, например машин, тракторов, сельскохозяйственной техники на земле, под землей, и может быть использовано на воде и под водой.The invention relates to devices for converting the operation of an engine or other energy sources into work, providing movement of transport devices, for example, machines, tractors, agricultural machinery on the ground, underground, and can be used on water and under water.

Известен винтовой движитель транспортного средства (SU 751700 А1, кл. B62D 57/00, опубл. 30.07.1980), содержащий две опоры, между которыми шарнирно установлен соединенный с приводом вращения вал, имеющий на своих концах гладкие головки, соединенные винтовой лопастью, при этом одна из головок установлена на валу подвижно и снабжена силовым приводом осевого перемещения, винтовая лопасть своими концами прикреплена к головкам шарнирно, а между витков лопасти установлена пневмокамера, соединенная с источником переменного давления рабочей среды.Known screw propulsion vehicle (SU 751700 A1, class B62D 57/00, publ. 07/30/1980), containing two bearings, between which are pivotally mounted to a rotation drive shaft having at its ends smooth heads connected by a screw blade, with In this case, one of the heads is mounted on the shaft movably and equipped with an axial displacement power drive, the screw blade is pivotally attached to its heads, and a pneumatic chamber is connected between the turns of the blade connected to a source of variable working medium pressure.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и ограниченные технологические возможности при использовании устройства для движения на воде и под водой.A disadvantage of the known device is the design complexity and limited technological capabilities when using the device for movement on and under water.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей за счет возможности использования устройства для движения на суше, воде и под водой.The technical solution to the problem is the expansion of technological capabilities due to the possibility of using the device for movement on land, water and under water.

Техническое решение достигается тем, что движитель конический выполнен в виде пустотелой конической винтовой рубашки, смонтированной по периметру передней части корпуса транспортного устройства с возможностью вращения вокруг корпуса транспортного устройства, и изготовлен из полос выпуклой криволинейной формы, выполненных по боковым кромкам полос кривыми второй степени кривизны с разными размерами по ширине полос с увеличением их по длине конической винтовой рубашки от входного к выходному отверстию, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения с образованием по периметру снаружи винтовой рубашки винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей вогнутой формы относительно оси симметрии винтовой рубашки с центрами кривизны снаружи винтовой рубашки.The technical solution is achieved by the fact that the conical mover is made in the form of a hollow conical helical shirt mounted around the perimeter of the front of the transport device housing with the possibility of rotation around the transport device housing, and made of strips of convex curvilinear shape made along the lateral edges of the strips with curves of the second degree of curvature with different sizes along the width of the strips with an increase along the length of the conical screw jacket from the inlet to the outlet, folded in a vertical plane in the longitudinal direction and curved along helical lines in the transverse direction on the mandrel in the form of a paraboloid of revolution with the formation of helical lines and helical curved surfaces around the perimeter of the outside of the screw jacket relative to the axis of symmetry of the screw jacket with the centers of curvature outside the screw jacket.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого движителя конического.According to the patent literature not found a technical solution similar to the claimed, which allows to judge the inventive step of the proposed conical propulsion.

Новизна обусловлена тем, что движитель по периметру снабжен многозаходными криволинейными винтовыми поверхностями в виде винтовых каналов, которые придают транспортному устройству продольное движение с большой скоростью, определяемой шагом винтовых поверхностей, например, при шаге винтовой поверхности конической винтовой рубашки, равному 100 метров за один ее оборот, транспортное устройство может переместиться на 100 метров, при частоте вращения 90 об/мин скорость транспортного устройства может достигать скорости 540 км/час.The novelty is due to the fact that the perimeter mover is equipped with multi-start curved helical surfaces in the form of helical channels that give the transport device longitudinal movement at high speed, determined by the pitch of the screw surfaces, for example, when the pitch of the helical surface of the conical screw jacket is 100 meters per one revolution , the transport device can move 100 meters, at a speed of 90 rpm, the speed of the transport device can reach a speed of 540 km / h.

Новизна заключается в том, что благодаря наружным винтовым поверхностям двоякой кривизны сопротивление при движении транспортного устройства снижается, это способствует увеличению скорости движения и снижает шум, что в совокупности с указанными геометрическими элементами винтовой конической рубашки улучшает ее характеристики.The novelty lies in the fact that due to the external helical surfaces of double curvature, the resistance during movement of the transport device is reduced, this helps to increase the speed of movement and reduces noise, which together with the indicated geometric elements of the screw conical shirt improves its characteristics.

Новизна заключается также в том, что выполнение движителя конической формы обеспечивает транспортному средству бесшумность и снижение сопротивления.The novelty also lies in the fact that the implementation of the cone-shaped propulsion device provides the vehicle with noiselessness and reduced drag.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что винтовая рубашка по всей длине имеет переменное плавное не только поперечное, но и плавное продольное сечение, что обеспечивает уменьшение сопротивления при движении транспортного устройства и его бесшумность.The novelty of the invention lies in the fact that the screw shirt along the entire length has a variable smooth not only transverse, but also smooth longitudinal section, which ensures a decrease in resistance during movement of the transport device and its noiselessness.

Новизна усматривается также в том, что ввинчивание винтовой рубашки производится многозаходными каналами криволинейной формы, что увеличивает тяговую мощность движителя, увеличивает скорость и уменьшает шум.The novelty is also seen in the fact that the screw-in shirt is screwed in with multi-pass channels of a curvilinear shape, which increases the propulsive power of the propulsion device, increases speed and reduces noise.

Новизна заключается также в том, что по периметру винтовой рубашки образованы винтовые поверхности с переменной шириной вогнутой криволинейной формы по ее длине, что уменьшает сопротивление движению транспортного устройства.The novelty also lies in the fact that helical surfaces with a variable width of a concave curved shape along its length are formed along the perimeter of the screw jacket, which reduces the resistance to movement of the transport device.

Новизна обусловлена также тем, что шаг винтовых линий по периметру изменяется по длине винтовой рубашки от входного отверстия до выходного отверстия, что изменяет сопротивление при движении транспортного устройства.The novelty is also due to the fact that the pitch of the helix along the perimeter varies along the length of the screw jacket from the inlet to the outlet, which changes the resistance when the transport device is moving.

Новизна обусловлена также тем, что движитель по периметру выполнен из свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой по длине винтовой рубашки полос выпуклой криволинейной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении с образованием по периметру винтовой рубашки винтовых линий и винтовых поверхностей вогнутой формы с центрами кривизны снаружи винтовой рубашки, что облегчает перемещение транспортного устройства и увеличивает скорость движения за счет снижения сопротивления среды, в которой перемещается транспортное устройство.The novelty is also due to the fact that the perimeter mover is made of vertically curved stripes rolled up in a vertical plane and sequentially connected to each other along the length of a screw shirt, curved in a vertical plane in the longitudinal direction and curved along helical lines in the transverse direction to form a screw shirt around the perimeter helical lines and concave helical surfaces with centers of curvature outside the screw jacket, which facilitates the movement of the transport device and increases scab movement by reducing the resistance of the medium in which the transport device moves.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 - движитель в виде винтовой рубашки, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.2; на фиг.3 - одна из полос, общий вид; на фиг.4 - вид полосы после скручивания ее концов относительно горизонтальной оси О₁-О₁; на фиг.5 - вид полосы после скручивания ее на оправке в виде параболоида вращения; на фиг.6 - разрез А-А на фиг.5; на фиг.7 изображено транспортное устройство, например подводная лодка, с движителем предлагаемой конструкции, общий вид; на фиг.8 - вид сверху на фиг.7.The invention is illustrated by drawings, where: in Fig.1 - mover in the form of a screw shirt, General view; figure 2 is a view a in figure 2; figure 3 is one of the bands, General view; figure 4 is a view of the strip after twisting its ends relative to the horizontal axis O ₁ -O ₁ ; figure 5 is a view of the strip after twisting it on the mandrel in the form of a paraboloid of revolution; Fig.6 is a section aa in Fig.5; figure 7 shows a transport device, for example a submarine, with the propulsion device of the proposed design, General view; Fig.8 is a top view of Fig.7.

Движитель выполнен в виде пустотелой конической винтовой рубашки 1.The mover is made in the form of a hollow conical screw shirt 1.

Пустотелая коническая винтовая рубашка 1 (фиг.1, фиг.2) с входным отверстием 2 и выходным отверстием 3 изготовлена с наружными криволинейными поверхностями вогнутой формы 4 относительно оси симметрии конической винтовой рубашки 1 с центрами кривизны снаружи конической винтовой рубашки 1.A hollow conical screw shirt 1 (Fig. 1, Fig. 2) with an inlet 2 and an outlet 3 is made with external curved surfaces of a concave shape 4 relative to the axis of symmetry of the conical screw shirt 1 with centers of curvature outside the conical screw shirt 1.

Пустотелая коническая винтовая рубашка 1 (фиг.1, фиг.2) выполнена из полос, например, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 с боковыми кромками 15 и 16 выпуклой криволинейной формы (фиг.3), выполненными с разными размерами по ширине полос, например, на фиг.3 полоса 11 изготовлена шириной 17 у выходного отверстия 3 конической винтовой рубашки 1, которая больше ширины 18 у входного отверстия 2 конической винтовой рубашки 1. Полосы 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 с боковыми кромками 15 и 16 выпуклой криволинейной формы описаны кривыми второй степени кривизны с разными размерами по ширине полос 17 и 18, с увеличением ширины полос по длине конической винтовой рубашки 1 от входного отверстия 2 к выходному отверстию 3, скручены по винтовой линии в продольном направлении (фиг.5) относительно продольной оси О₁-О₁ и изогнуты по винтовой линии в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения 19 (фиг.5, фиг.6) с образованием по периметру конической винтовой рубашки 1 винтовых линий 20 (фиг.1, фиг.2) и винтовых поверхностей 4 вогнутой формы в виде винтовых канавок 21 с центрами кривизны снаружи пустотелой конической винтовой рубашки 1.The hollow conical screw shirt 1 (Fig. 1, Fig. 2) is made of strips, for example, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 with side edges 15 and 16 of a convex curved shape (Fig. .3) made with different sizes along the width of the strips, for example, in Fig. 3, the strip 11 is made 17 wide at the outlet 3 of the conical screw jacket 1, which is greater than 18 width at the inlet 2 of the conical screw jacket 1. Strips 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 with lateral edges 15 and 16 of convex curvilinear shape are described by curves of the second degree of curvature with different sizes in width n los 17 and 18, with an increase in the width of the bands along the length of the tapered helical jacket 1 from the inlet 2 to the outlet 3, are twisted in a helical line in the longitudinal direction (5) relative to the longitudinal axis O ₁ -O ₁ and bent along a helical line the transverse direction on the mandrel in the form of a paraboloid of revolution 19 (Fig. 5, Fig. 6) with the formation along the perimeter of the conical helical shirt 1 of helical lines 20 (Fig. 1, Fig. 2) and concave helical surfaces 4 in the form of helical grooves 21 s centers of curvature outside a hollow conical helical shirt one.

Полосы 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 после сгиба снимают с оправки 19 (фиг.5, фиг.6) и соединяют друг с другом боковыми сторонами (кромками 15 и 16) известными методами, например сваркой, с образованием по периметру пустотелой конической винтовой рубашки 1 винтовых линий 20 и винтовых канавок- винтовых поверхностей 21, с переменным, увеличивающимся по длине пустотелой конической винтовой рубашки 1 шагом S₁. Одна из винтовых линий 22-23 показана на фиг.1 и фиг.2 утолщенной линией.Strips 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 after folding are removed from the mandrel 19 (Fig. 5, Fig. 6) and connected to each other by the sides (edges 15 and 16) by known methods , for example, by welding, with the formation along the perimeter of the hollow conical helical shirt 1 of the helical lines 20 and the helical grooves of the helical surfaces 21, with a variable increasing along the length of the hollow conical helical shirt 1 in step S ₁ . One of the helical lines 22-23 is shown in FIG. 1 and FIG. 2 with a thickened line.

Транспортное устройство, например подводная лодка (фиг.7, фиг.8), содержит корпус 24 с двумя рядами ракетных шахт 25, рубку 26, рулевой комплекс 27 и 28, а также движитель 29.A transport device, such as a submarine (Fig. 7, Fig. 8), comprises a hull 24 with two rows of missile shafts 25, a wheelhouse 26, a steering complex 27 and 28, and also a propulsion device 29.

Движитель 29 смонтирован, например, по периметру передней части корпуса 24 транспортного устройства без возможности осевого перемещения относительно корпуса 24 и снабжен устройствами для придания движителю 29 вращения вокруг корпуса 24 (на чертежах не показаны).The mover 29 is mounted, for example, around the perimeter of the front of the housing 24 of the transport device without the possibility of axial movement relative to the housing 24 and is equipped with devices for making the mover 29 rotate around the housing 24 (not shown).

Перемещение транспортного устройства, например подводной лодки, осуществляется при вращении движителя 29, который при вращении ввинчивается в слои воды и придает продольное движение корпусу транспортного устройства, например подводной лодки, со скоростью, определяемой частотой вращения винтовой конической рубашки 1. Корпус 24 транспортного устройства, например подводной лодки, при движении сохраняет свое положение с помощью рулевых комплексов 27 и 28 и рубки 26.Moving a transport device, such as a submarine, is carried out by rotating the propulsion device 29, which, when rotated, is screwed into the layers of water and imparts a longitudinal movement to the hull of the transport device, for example, a submarine, at a speed determined by the speed of the screw conical shirt 1. Housing 24 of the transport device, for example submarine, while driving, maintains its position with the help of steering systems 27 and 28 and cabin 26.

Технико-экономические преимущества возникают за счет выполнения движителя конического в виде пустотелой конической винтовой рубашки, смонтированной по периметру передней части корпуса транспортного устройства и создания на ее наружной поверхности однонаправленных конических винтовых линий и винтовых поверхностей в виде каналов криволинейной формы, которые не только ввинчиваются в слои воды, но и обеспечивают, при этом, перемещение транспортного устройства в продольном направлении.Technical appraisal and economic advantages arise due to the design of a conical propeller in the form of a hollow conical screw jacket mounted around the perimeter of the front of the transport device and creating on its outer surface unidirectional conical helical lines and screw surfaces in the form of curved channels that are not only screwed into layers water, but also provide, while moving the transport device in the longitudinal direction.

Claims

The conical mover is made in the form of a hollow conical helical shirt mounted around the perimeter of the front of the transport device body with the possibility of rotation around the body of the transport device, and is made of strips of convex curvilinear shape made on the lateral edges of the strips with curves of the second degree of curvature with different sizes along the width of the strips increasing them along the length of the conical screw jacket from the inlet to the outlet, curved in a vertical plane in the longitudinal direction and curved along helical lines in the transverse direction on the mandrel in the form of a paraboloid of rotation with the formation along the perimeter of the outside of the screw jacket of helical lines and helical curved surfaces of a concave shape relative to the axis of symmetry of the screw jacket with the centers of curvature outside the screw jacket.