RU2678732C1 - Submersible device with fin propeller - Google Patents
Submersible device with fin propeller Download PDFInfo
- Publication number
- RU2678732C1 RU2678732C1 RU2018105796A RU2018105796A RU2678732C1 RU 2678732 C1 RU2678732 C1 RU 2678732C1 RU 2018105796 A RU2018105796 A RU 2018105796A RU 2018105796 A RU2018105796 A RU 2018105796A RU 2678732 C1 RU2678732 C1 RU 2678732C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fin
- mover
- hinges
- effect
- fin propeller
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/30—Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type
- B63H1/36—Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type swinging sideways, e.g. fishtail type
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области судовых движителей и может быть использовано при проектировании малых подводных робототехнических средств.The invention relates to the field of ship propulsion and can be used in the design of small underwater robotic equipment.
Известен плавниковый движитель, построенный для модели судна под руководством Г. Хертеля (см. Гидробионика в судостроении под ред. И.М. Петрова / И.М. Петров. - М.: Издательство ЦНИИТЭИС, 1970. стр. 100-101). Плавниковый движитель состоит из плавника, совершающего поступательно-вращательные колебания, привода поперечных перемещений плавника, привода вращательных перемещений плавника. Плавник представляет собой прямоугольный металлический лист постоянной толщины.Known fin mover, built for the model of the ship under the leadership of G. Hertel (see Hydrobionics in shipbuilding under the editorship of IM Petrov / IM Petrov. - M.: TSNIITEIS Publishing House, 1970. p. 100-101). The fin mover consists of a fin performing translational-rotational vibrations, a drive of transverse movements of the fin, a drive of rotational movements of the fin. The fin is a rectangular metal sheet of constant thickness.
Недостатком конструкции является то, что такая форма плавника не является оптимальной по сравнению с крыловым профилем и приводит к значительным срывам потока при движении плавника. Это, в свою очередь, ухудшает пропульсивные характеристики плавникового движителя и увеличивает затраты энергии на движение плавучего объекта.The design drawback is that this form of the fin is not optimal compared to the wing profile and leads to significant flow stalls when the fin moves. This, in turn, worsens the propulsive characteristics of the fin mover and increases the energy cost of moving a floating object.
Известен плавниковый движитель типа «машущее крыло», разработанный норвежской фирмой «Wave Control Со» и использующий энергию качки судна (см. Слижевский Н.Б. Гидробионика в судостроении / Н.Б. Слижевский. - Николаев: Издательство УГМТУ, 2002. стр. 98-99). Плавниковый движитель состоит из горизонтально расположенного машущего крыла, смонтированного на специальных стойках в носовой оконечности судна. При качке носовая оконечность совершает вертикальные гармонические колебания, за счет чего горизонтально расположенное крыло совершает поступательно-вращательные колебания. Тем самым, на машущем крыле возникает горизонтальная составляющая гидродинамической силы, толкающая судно вперед.Known fin type "flapping wing" developed by the Norwegian company "Wave Control Co" and using the pitching energy of the vessel (see Slizhevsky NB Hydrobionics in shipbuilding / NB Slizhevsky. - Nikolaev: Publishing house UMTU, 2002. p. 98-99). The fin mover consists of a horizontally positioned flapping wing mounted on special racks in the bow of the vessel. When pitching, the nasal extremity performs vertical harmonic oscillations, due to which the horizontally located wing performs translational-rotational vibrations. Thus, a horizontal component of hydrodynamic force arises on the flapping wing, pushing the vessel forward.
Недостатком данного движителя является зависимость его эффективной работы от погодных условий - волнения моря. При этом возможно ухудшение его пропульсивных качеств и, соответственно, увеличение затрат энергии на движение судна.The disadvantage of this mover is the dependence of its effective operation on weather conditions - sea waves. At the same time, its propulsive qualities may deteriorate and, accordingly, an increase in energy costs for vessel movement.
Известен также плавниковый движитель, принятый в качестве прототипа (см. пат.RU №2360831 «Корабль с плавниковым движителем», опубл. 10.07.2009, кл. МПК: В63Н 1/36). Движитель состоит 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.Also known fin mover, adopted as a prototype (see US Pat. No. 2360831 "Ship with fin mover", publ. 10.07.2009, class IPC:
Недостатком движителя является то, что перемещения гибких полосовых поверхностей происходят по синусоидальному закону, который может быть не оптимальным для обеспечения пропульсивных качеств движителя. Тем самым, возможно увеличение затрат энергии на движение плавучего объекта.The disadvantage of the mover is that the movement of the flexible strip surfaces occurs according to a sinusoidal law, which may not be optimal for ensuring propulsive qualities of the mover. Thus, it is possible to increase energy costs for the movement of a floating object.
Задачей изобретения является разработка нового плавникового движителя, состоящего из системы поверхностей с повышенным пропульсивным коэффициентом полезного действия, что, в свою очередь, уменьшает затраты энергии на движение подводного аппарата с плавниковым движителем.The objective of the invention is to develop a new fin mover, consisting of a system of surfaces with a high propulsive efficiency, which, in turn, reduces the energy cost of moving an underwater vehicle with a fin mover.
Технический результат заключается в уменьшении затрат энергии на движение подводного аппарата с плавниковым движителем за счет использования регулируемого гидроупругого эффекта, который возникает, когда характеристики жесткости и демпфирования в шарнирах подобраны таким образом, чтобы частота колебаний первой поверхности, задаваемая с помощью механизмов управления, совпадала с основной собственной частотой всей системы поверхностей.The technical result consists in reducing energy costs for the movement of an underwater vehicle with a fin mover due to the use of an adjustable hydroelastic effect, which occurs when the stiffness and damping characteristics in the hinges are selected so that the oscillation frequency of the first surface, specified by the control mechanisms, coincides with the main natural frequency of the entire surface system.
Поставленная задача достигается тем, что подводный аппарат с плавниковым движителем содержит корпус, энергетическую установку, механизмы управления и плавниковый движитель. Плавниковый движитель состоит из последовательности поверхностей с жесткими ребрами, выполняющими перемещения в цепной сцепке, оснащенной шарнирами. Шарниры снабжены торсионными пружинами и демпферами, обеспечивающими возникновение гидроупругого эффектаThis object is achieved in that the underwater vehicle with a fin mover comprises a body, a power plant, control mechanisms and a fin mover. The fin mover consists of a sequence of surfaces with rigid ribs that perform movements in a chain hitch equipped with hinges. The hinges are equipped with torsion springs and dampers, providing a hydroelastic effect
Сущность изобретения поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
на фиг. 1 показана схема подводного аппарата с плавниковым движителем;in FIG. 1 shows a diagram of an underwater vehicle with a fin propulsion;
на фиг. 2 показано устройство шарнира.in FIG. 2 shows a hinge device.
Подводный аппарат с плавниковым движителем содержит корпус 1, энергетическую установку 2, механизмы управления 3 и плавниковый движитель, состоящий из поверхностей 4-7 и жестких ребер 8-11, а также цепных сцепок 12-14, оснащенных шарнирами 15-17. Каждый шарнир 15-17 состоит из торсионной пружины 18 и демпфера 19.An underwater vehicle with a fin mover comprises a
Подводный аппарат с плавниковым движителем работает следующим образом. Внутри корпуса 1 расположена энергетическая установка 2, снабжающая энергией механизмы управления 3. Механизмы управления 3 задают поверхности 4 поступательно-вращательные колебания, которые передаются поверхностям 5-7 при помощи цепных сцепок 12-14. Частота колебаний поверхности 4 совпадает с основной собственной частотой системы поверхностей 4-7 (фиг. 1). Основная собственная частота определяется исходя из характеристик жесткости торсионных пружин 18 и демпфирования демпферов 19 (фиг. 2). Таким образом, создаются условия для возникновения регулируемого гидроупругого эффекта.An underwater vehicle with a fin mover operates as follows. A
В результате разработан новый подводный аппарат с плавниковым движителем, состоящим из системы поверхностей, обладающим повышенными пропульсивными качествами, вследствие этого уменьшаются затраты энергии на движение подводного аппарата с плавниковым движителем.As a result, a new underwater vehicle with a fin mover, consisting of a system of surfaces with improved propulsive qualities, has been developed, as a result of which the energy costs for moving an underwater vehicle with a fin mover are reduced.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018105796A RU2678732C1 (en) | 2018-02-15 | 2018-02-15 | Submersible device with fin propeller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018105796A RU2678732C1 (en) | 2018-02-15 | 2018-02-15 | Submersible device with fin propeller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2678732C1 true RU2678732C1 (en) | 2019-01-31 |
Family
ID=65273795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018105796A RU2678732C1 (en) | 2018-02-15 | 2018-02-15 | Submersible device with fin propeller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2678732C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114954857A (en) * | 2022-06-23 | 2022-08-30 | 哈尔滨理工大学 | Underwater automatic robot with bionic structure |
RU2818387C1 (en) * | 2023-06-19 | 2024-05-02 | Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Fin-propelled underwater vehicle |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU33418A1 (en) * | 1930-01-08 | 1933-11-30 | П.В. Митурич | Propeller in the form of a fish hull for ships, gliders, aircraft and airships |
WO1997045317A1 (en) * | 1996-05-28 | 1997-12-04 | Massachusetts Institute Of Technology | Method and apparatus for reducing drag on a moving body |
RU2360831C2 (en) * | 2007-09-07 | 2009-07-10 | Василий Николаевич Храмушин | Vessel with fin propeller |
-
2018
- 2018-02-15 RU RU2018105796A patent/RU2678732C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU33418A1 (en) * | 1930-01-08 | 1933-11-30 | П.В. Митурич | Propeller in the form of a fish hull for ships, gliders, aircraft and airships |
WO1997045317A1 (en) * | 1996-05-28 | 1997-12-04 | Massachusetts Institute Of Technology | Method and apparatus for reducing drag on a moving body |
RU2360831C2 (en) * | 2007-09-07 | 2009-07-10 | Василий Николаевич Храмушин | Vessel with fin propeller |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114954857A (en) * | 2022-06-23 | 2022-08-30 | 哈尔滨理工大学 | Underwater automatic robot with bionic structure |
RU2818387C1 (en) * | 2023-06-19 | 2024-05-02 | Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Fin-propelled underwater vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2007130334A3 (en) | Heave plate with vertical structures | |
JP4814692B2 (en) | Navigation system | |
Bowker et al. | Experimental study of a wave energy scavenging system onboard autonomous surface vessels (ASVs) | |
RU2678732C1 (en) | Submersible device with fin propeller | |
Bøckmann et al. | The effect of a fixed foil on ship propulsion and motions | |
Xing et al. | Wave devouring propulsion: An overview of flapping foil propulsion technology | |
Lopes et al. | An analytical model study of a flapping hydrofoil for wave propulsion | |
RU2347714C1 (en) | Wave propulsion vessel unit | |
Zhang et al. | A wave foil with passive angle of attack adjustment for wave energy extraction for ships | |
RU2818387C1 (en) | Fin-propelled underwater vehicle | |
CN114572368B (en) | Wave glider | |
RU130638U1 (en) | WAVE ENERGY CONVERTER | |
JPH10250686A (en) | Flapping type propelling apparatus of internal drive system | |
Sadat-Hosseini et al. | Experiments and CFD for ONRT Course Keeping and Turning Circle Maneuvering in Regular Waves | |
JP6181615B2 (en) | Offshore floating structure | |
CN209274842U (en) | A kind of steady binary unmanned boat of microlight-type | |
JPS58133997A (en) | Propeller | |
Tan et al. | Numerical simulations of towing a jacket foundation with triple buckets | |
RU2360831C2 (en) | Vessel with fin propeller | |
WU et al. | Design and CFD analysis for a biomimetic dolphin-like underwater glider | |
Liu et al. | The modeling and analysis of wave powering surface vehicle | |
RU226642U1 (en) | flotation device | |
Mwangi et al. | 2019S-GS15-2 SPIV Measurement for a Self-propelled Ship in Regular Head Waves with Different Amplitudes | |
CN109278945A (en) | A kind of steady binary unmanned boat of microlight-type | |
RU223242U1 (en) | flotation device |