RU2684340C1 - Гибридный подводный движитель (варианты) - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области судостроения, а именно к высокоскоростным судам полупогружного типа либо к высокоскоростным подводным лодкам, оснащенным гибридными движителями, воздействующими непосредственно на воду. Гибридный подводный движитель для полупогружного судна либо подводной лодки включает в себя продольный корпус обтекаемой формы, один либо более подводных электрогидроударных (ЭГЭ) на основе эффекта Юткина Л.А. движителей в виде крыльев-пилонов обтекаемой формы в виде двояковыпуклых симметричных лекально сочлененных сферических, цилиндрических либо конических поверхностей вращения либо в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной с размещенными на рабочих поверхностях подводных движителей группами пар электродов-разрядников, рабочие поверхности подводного движителя, на которых формируются высокие и сверхвысокие давления при помощи импульсного электрического разряда, положительные электроды-разрядники выполнены в виде изолированных стержней с оголенными наконечниками, а отрицательные электроды-разрядники выполнены в виде круговых либо многоугольных пластин, изолированных от наружной обтекаемой оболочки подводного ЭГЭ-движителя, энергетическую установку по созданию импульсных напряжений между электродами-разрядниками, водозаборные устройства, одну либо более водометную силовую установку, систему каналов-трубопроводов, соединяющих водозаборные устройства с выпускными соплами. Истекание реактивных водяных струй из поверхностных выпускных сопел от силовой водометной установки направлено вдоль наружной поверхности корпуса полупогружного судна либо подводной лодки в направлении против направления движения аппарата. Полупогружное судно либо подводная лодка оснащена одной либо более маршевыми водометными установками, сблокированными с ЭГЭ-движителями на крыльях-пилонах таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя. Достигается плавное наращивание мощности движущих сил при минимизации гидродинамического сопротивления движущегося судна и, как следствие, увеличение скорости движения судна. 2 н.п. ф-лы, 16 ил.

Description

Изобретение относится к области судостроения, а именно к подводным движителям воздействующим непосредственно на воду невращающегося типа, которые могут быть установлены на высокоскоростных судах полупогружного типа, либо на высокоскоростных подводных лодках. Известно техническое решение реактивного водного движителя, включающего водометную силовую установку, водозаборные устройства, выпускные сопла, систему каналов-трубопроводов соединяющих водозаборные устройства с силовой водометной установкой и с выпускными соплами, при этом для варианта высокоскоростного водоизмещающего надводного либо подводного судна выпускные сопла расположены на участках смоченной поверхности корпуса судна в, виде двумерного массива в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса судна, при этом истекание струй из выпускных сопел направлено вдоль поверхности корпуса судна, либо под острым углом к поверхности корпуса судна.(патент РФ 2651949, автор Сушенцев Б.Н., публикация 24.04.2018 г.). Следует отметить рациональность использования потока испускаемой жидкости от силовой водометной установки вдоль всей либо большей части поверхности корпуса судна соприкасающейся с водой для минимизации гидродинамического сопротивления движущегося судна и как следствие увеличение скорости движения судна. Известен способ и устройство для получения высоких и сверхвысоких давлений в жидкости (см. авт. св. СССР N105011, авторы Юткин Л.А., Гольцова Л.И., опубл. 1957 г. а также см. патент РФ N2436647, автор Кортелев А.Я., 2011 г.) путем осуществления внутри объема в любой проводящей или непроводящей жидкости, находящейся в открытом или закрытом сосуде, специально сформированного импульсного электрического (искрового, кистевого или других форм) разряда. КПД данного способа растет при уменьшении активной (т.е. соприкасающейся с жидкостью) площади положительного электрода и одновременном увеличении активной площади отрицательного электрода, а также при условии максимального сокращения фронта импульса напряжения и укорочения длительности импульса тока, и обеспечения импульса тока близкой к апериодической, кроме этого для облегчения условий электрического пробоя и повышения преобразования электрической энергии в энергию ударной волны осуществляют предварительный разряд например в виде электрической короны, при помощи вспомогательного электрода изолированного от основного электрода, при этом полярность напряжения предварительного коронирующего разряда (или полярность напряжения на вспогательном электроде) устанавливают противоположной напряжению основного электрического разряда. Известен также подводный движитель в виде горизонтально расположенных пилонов обтекаемой формы в виде двояковыпуклых симметричных лекально сочлененных сферических, цилиндрических либо конических поверхностей вращения, либо в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной с размещенными на рабочих поверхностях подводных движителей групп пар электродов-разрядников, (рабочие поверхности подводного движителя - поверхности на которых формируются высокие и сверхвысокие давления при помощи импульсного электрического разряда), при этом положительные электроды-разрядники выполнены в виде изолированных стержней с оголенными наконечниками, а отрицательные электроды-разрядники выполнены в виде круговых либо многоугольных. пластин изолированных от наружной обтекаемой оболочки подводного движителя, и энергетическую установку по созданию импульсных напряжений между электродами-разрядниками, (патент РФ N 2620037, автор Сушенцев Б.Н., опубликовано 22.05.2017 г.) Данное техническое решение принято за прототип. Целью настоящего изобретения является использование данного вида ЭГЭ (электро-гидроударного, на основе эффекта Юткина Л.А.) движителя в совокупности с реактивным водометным движителем для достижения суммирования реактивных тяговых усилий а также для плавного наращивания мощности движущих сил при минимизации гидродинамического сопротивления движущегося судна, и как следствие увеличение скорости движения судна. Указанная цель достигается для гибридного подводного движителя для полупогружного судна либо подводной лодки включающего продольный корпус обтекаемой формы, один либо более подводные ЭГЭ (электро-гидроударные) (на основе эффекта Юткина Л.А.) движители в виде крыльев-пилонов обтекаемой формы в виде двояковыпуклых симметричных лекально сочлененных сферических, цилиндрических либо конических поверхностей вращения, либо в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной с размещенными на рабочих поверхностях подводных движителей групп пар электродов-разрядников, (рабочие поверхности подводного движителя - поверхности на которых формируются высокие и сверхвысокие давления при помощи импульсного электрического разряда), при этом положительные электроды-разрядники выполнены в виде изолированных стержней с оголенными наконечниками, а отрицательные электроды-разрядники выполнены в виде круговых либо многоугольных пластин изолированных от наружной обтекаемой оболочки подводного ЭГЭ-движителя, энергетическую установку по созданию импульсных напряжений между электродами-разрядниками, водозаборные устройства, одну либо более водометную силовую установку, систему каналов-трубопроводов соединяющих водозаборные устройства с выпускными соплами расположенными на смоченной наружной поверхности корпуса полупогружного судна, либо по всей наружной поверхности подводной лодки в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса полупогружного судна либо подводной лодки в виде двумерного массива, при этом истекание реактивных водяных струй из поверхностных выпускных сопел от силовой водометной установки направлено вдоль наружной поверхности корпуса полупогружного судна либо подводной лодки, в направлении против направления движения аппарата, при этом полупогружное судно либо подводная лодка оснащена одной либо более маршевыми водометными. установками сблокированными с ЭГЭ-движителями на крыльях-пилонах таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя. Вариантом выполнения гибридного подводного движителя предложено техническое решение без поверхностных выпускных сопел от силовой водометной установки. На иллюстрационных примерах применения данного изобретения показаны варианты исполнения и применения гибридного подводного движителя. На чертежах изображено:

на фиг. 1 - продольный разрез маршевой водометной установки сблокированной с ЭГЭ-движителем таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя, при этом рабочие поверхности ЭГЭ-движителя выполнены в виде цилиндрических поверхностей вращения;

на фиг. 2 - вид маршевой водометной установки сблокированной с ЭГЭ-движителем со стороны рабочих поверхностей ЭГЭ-движителя выполненных в виде цилиндрических поверхностей вращения;

на фиг. 3 - продольный разрез маршевой водометной установки сблокированной с ЭГЭ-движителем таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя, при этом рабочие поверхности ЭГЭ-движителя выполнены в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной;

на фиг. 4 - вид маршевой водометной установки сблокированной с ЭГЭ-движителем со стороны рабочих поверхностей ЭГЭ-движителя выполненных в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной;

на фиг. 5 - вид сбоку компоновочной схемы подводной лодки с двумя боковыми маршевыми водометными установками сблокированными с ЭГЭ-движителями таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя, при этом рабочие поверхности ЭГЭ-движителя выполнены в виде цилиндрических поверхностей вращения, при этом по всей поверхности сигарообразного продольного корпуса подводной лодки в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса подводной лодки расположены выпускные сопла от силовой водометной установки в виде двумерного массива с истеканием реактивных водяных струй вдоль наружной поверхности корпуса подводной, лодки;

на фиг. 6 - вид сверху компоновочной схемы подводной лодки по фиг. 5;

на фиг. 7 - поперечное сечение подводной лодки с двумя с двумя боковыми маршевыми водометными установками сблокированными с ЭГЭ-движителями таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя, при этом рабочие поверхности ЭГЭ-движителя выполнены в виде цилиндрических поверхностей вращения;

на фиг. 8 - вид сбоку компоновочной схемы подводной лодки с двумя боковыми маршевыми водометными установками сблокированными с ЭГЭ-движителями таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя, при этом рабочие поверхности ЭГЭ-движителя выполнены в виде в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной, при этом по всей поверхности сигарообразного продольного корпуса подводной лодки в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса подводной лодки расположены выпускные сопла от силовой водометной установки в виде двумерного массива с истеканием реактивных водяных струй вдоль наружной поверхности корпуса подводной лодки;

на фиг. 9 - вид сверху компоновочной схемы подводной лодки по фиг. 8;

на фиг. 10 - поперечное сечение подводной лодки с двумя с двумя боковыми маршевыми водометными установками сблокированными с ЭГЭ-движителями таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя, при этом рабочие поверхности ЭГЭ-движителя выполнены в виде в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной;

на фиг. 11 - вид сбоку компоновочной схемы подводной лодки с одной килевой маршевой водометной установкой сблокированной с ЭГЭ-движителем таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя, при этом рабочие поверхности ЭГЭ-движителя выполнены в виде цилиндрических поверхностей вращения, при этом по всей поверхности сигарообразного продольного корпуса подводной лодки в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса подводной лодки расположены выпускные сопла от силовой водометной установки в виде двумерного массива с, истеканием реактивных водяных струй вдоль наружной поверхности корпуса подводной лодки;

на фиг. 12 - вид сверху компоновочной схемы подводной лодки по фиг. 11;

на фиг. 13 - поперечное сечение подводной лодки с одной килевой маршевой водометной установкой сблокированной с ЭГЭ-движителем таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя, при этом рабочие поверхности ЭГЭ-движителя выполнены в виде цилиндрических поверхностей вращения;

на фиг. 14 - вид сбоку компоновочной схемы подводной лодки с одной килевой маршевой водометной установкой сблокированной с ЭГЭ-движителем таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя, при этом рабочие поверхности ЭГЭ-движителя выполнены в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной, при этом по всей поверхности сигарообразного продольного корпуса подводной лодки в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса подводной лодки расположены выпускные сопла от силовой водометной установки в виде двумерного массива с истеканием реактивных водяных струй вдоль наружной поверхности корпуса подводной лодки;

на фиг. 15- вид сверху компоновочной схемы подводной лодки по фиг. 14;

на фиг. 16 - поперечное сечение подводной лодки с одной килевой маршевой водометной установкой сблокированной с ЭГЭ-движителем таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя, при этом рабочие поверхности ЭГЭ-движителя выполнены в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной.

На представленных чертежах позициями обозначены:

поз. 1 - продольный сигарообразный корпус подводной лодки;

поз. 2 - водозаборное устройство маршевой водометной устанолвки;

поз. 3 - маршевая водометная установка;

поз. 4 - выпускное сопло от маршевой водометной установки;

поз. 5 - ЭГЭ-движитель с рабочими поверхностями в виде цилиндрических поверхностей вращения;

поз. 6 - ЭГЭ-движитель с рабочими поверхностями в виде двояковыпуклой, симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной;

поз. 7 - отрицательные электроды-разрядники в виде круговых пластин изолированных от наружной обтекаемой оболочки подводного движителя;

поз. 8 - положительные электроды-разрядники в виде изолированных стержней с оголенными наконечниками;

поз. 9 - выпускные сопла от силовой водометной установки расположенные по наружной поверхности корпуса подводной лодки в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса подводной лодки в виде двумерного массива;

поз. 10 - вертикальный руль;

поз. 11 - рубка подводной лодки.

Claims (2)

1. Гибридный подводный движитель для полупогружного судна либо подводной лодки, включающий продольный корпус обтекаемой формы, один либо более подводных электрогидроударных (ЭГЭ) на основе эффекта Юткина Л.А. движителей в виде крыльев-пилонов обтекаемой формы в виде двояковыпуклых симметричных лекально сочлененных сферических, цилиндрических либо конических поверхностей вращения либо в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной с размещенными на рабочих поверхностях подводных движителей группами пар электродов-разрядников, рабочие поверхности подводного движителя - поверхности, на которых формируются высокие и сверхвысокие давления при помощи импульсного электрического разряда, при этом положительные электроды-разрядники выполнены в виде изолированных стержней с оголенными наконечниками, а отрицательные электроды-разрядники выполнены в виде круговых либо многоугольных пластин, изолированных от наружной обтекаемой оболочки подводного ЭГЭ-движителя, энергетическую установку по созданию импульсных напряжений между электродами-разрядниками, водозаборные устройства, одну либо более водометную силовую установку, систему каналов-трубопроводов, соединяющих водозаборные устройства с выпускными соплами, расположенными на смоченной наружной поверхности корпуса полупогружного судна либо по всей наружной поверхности подводной лодки в зависимости от гидродинамического сопротивления участков корпуса полупогружного судна либо подводной лодки в виде двумерного массива, при этом истекание реактивных водяных струй из поверхностных выпускных сопел от силовой водометной установки направлено вдоль наружной поверхности корпуса полупогружного судна либо подводной лодки в направлении против направления движения аппарата, отличающийся тем, что полупогружное судно либо подводная лодка оснащена одной либо более маршевыми водометными установками, сблокированными с ЭГЭ-движителями на крыльях-пилонах таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя.

2. Гибридный подводный движитель для полупогружного судна либо подводной лодки, включающий продольный корпус обтекаемой формы, один либо более подводных электрогидроударных (ЭГЭ) на основе эффекта Юткина Л.А. движителей в виде крыльев-пилонов обтекаемой формы в виде двояковыпуклых симметричных лекально сочлененных сферических, цилиндрических либо конических поверхностей вращения либо в виде двояковыпуклой симметричной линзы чечевичного профиля с переменной кривизной с размещенными на рабочих поверхностях подводных движителей группами пар электродов-разрядников, рабочие поверхности подводного движителя - поверхности, на которых формируются высокие и сверхвысокие давления при помощи импульсного электрического разряда, при этом положительные электроды-разрядники выполнены в виде изолированных стержней с оголенными наконечниками, а отрицательные электроды-разрядники выполнены в виде круговых либо многоугольных пластин, изолированных от наружной обтекаемой оболочки подводного ЭГЭ-движителя, энергетическую установку по созданию импульсных напряжений между электродами-разрядниками, водозаборные устройства, одну либо более водометную силовую установку, отличающийся тем, что полупогружное судно либо подводная лодка оснащена одной либо более маршевыми водометными установками, сблокированными с ЭГЭ-движителями на крыльях-пилонах таким образом, что истекающий водяной поток из выпускных сопел маршевой водометной установки обтекает рабочие поверхности ЭГЭ-движителя.

Images