RU60478U1

RU60478U1 - SUBMERSIBLE ENGINE

Info

Publication number: RU60478U1
Application number: RU2006132450/22U
Authority: RU
Inventors: Михаил Александрович Дегтерев; Владимир Эдуардович Чернов
Original assignee: Михаил Александрович Дегтерев
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2007-01-27

Abstract

Предложение относится к конструкциям движителей подводных аппаратов с прямой передачей энергии привода на водную среду. Движитель имеет заборные патрубки 1 для всасывания забортной воды, заслонки 2 для перекрытия сечения, следующим за ними каналом 3, размещенным в корпусе 4 подводного аппарата; гидродинамика воды по полости канала 3 осуществляется приводом, например, электроприводом, имеющим обмотки: статора - 5 и ротора - 6; продолжение 7 канала 3 за приводом оснащено рулевыми механизмами 8, закрытыми раструбом 9, при этом выходная часть 10 канала 7 соединена с ним сильфоновой вставкой 11 для возможности поворота части 10 канала и изменения направления выброса воды, приводящего к изменению направления движения всего аппарата 4, для этого от рулевых механизмов 8 усилие поворота передается тягами 12. Все элементы привода размещаются в штатной полости 13 корпуса 4, где размещены подшипники 14 с уплотнением 15, а лопасти 16, приводящие в динамику воду, закреплены на ступице 17, имеющей торцевые уплотнения 18 и подшипники 19, таким образом лопасти 16 получают принудительное вращение от привода 5-6 и обеспечивают необходимую гидродинамику всасываемой через сетки 20 забортной воды по каналам 3-7-10 движителя. Регулирование усилия тяги движителя осуществляется за счет смены числа оборотов привода, а направления движений корпуса 4 подводного аппарата задается и изменяется работой рулевого механизма 8.The proposal relates to designs of propulsors of underwater vehicles with direct transmission of drive energy to the aquatic environment. The mover has an intake pipe 1 for sucking outboard water, a damper 2 for blocking the section, following them channel 3, located in the housing 4 of the underwater vehicle; hydrodynamics of water along the cavity of the channel 3 is carried out by a drive, for example, an electric drive having windings: stator - 5 and rotor - 6; the extension 7 of the channel 3 behind the drive is equipped with steering mechanisms 8, closed by a bell 9, while the output part 10 of the channel 7 is connected to it by a bellows insert 11 for the possibility of rotation of the channel part 10 and changing the direction of the water discharge, leading to a change in the direction of movement of the entire apparatus 4, for of this from the steering mechanisms 8, the turning force is transmitted by the rods 12. All drive elements are placed in the regular cavity 13 of the housing 4, where the bearings 14 with a seal 15 are placed, and the blades 16 that drive the water into dynamics are fixed on the hub 17, having mechanical seals 18 and bearings 19, thus the blades 16 receive forced rotation from the actuator 5-6 and provide the necessary hydrodynamics of the outboard water absorbed through the grid 20 through the channels 3-7-10 of the propulsion unit. The thrust of the propulsion is regulated by changing the number of revolutions of the drive, and the direction of motion of the housing 4 of the underwater vehicle is set and changed by the operation of the steering mechanism 8.

Description

Предложение относится к конструкциям движителей подводных аппаратов, работающих на принципе прямой передачи энергии своего привода на водную среду, с помощью которой осуществляют движение.The proposal relates to the designs of propellers of underwater vehicles operating on the principle of direct transmission of the energy of their drive to the aquatic environment, through which they carry out movement.

В настоящее время известны конструкции движителей подводных аппаратов, наиболее представительным из которых можно считать движитель с силовой установкой, соединенной валом с гребным винтомCurrently known designs of propulsion of underwater vehicles, the most representative of which can be considered a propulsion system with a power plant connected by a shaft with a propeller

/SU, з. №2911920, В 63 В 21/66, 1980; RU, 2166456, В 63 G 8/38, 2000.// SU, s. No. 2911920, B 63 B 21/66, 1980; RU, 2166456, B 63 G 8/38, 2000./

Существенными и очевидными недостатками такой конструкции движителя являются: конструктивная усложненность движителя за счет привода, редуктора, соединения его с валом и наличия внешних винтов и внешних (за пределом корпуса) рулей управления, усложняющих гидродинамику подводного аппарата, и не исключающих, как это показывает практика, повреждение и выход из строя движителя и рулей.Significant and obvious drawbacks of such a propulsion design are: the propulsive design of the propulsion due to the drive, gear, connecting it to the shaft and the presence of external screws and external (outside the housing) steering wheels, complicating the hydrodynamics of the underwater vehicle, and not excluding, as practice shows, damage to and failure of the mover and rudders.

Наиболее близким по технической сущности является движитель подводного аппарата, содержащий приводной механизм, лопасти, взаимодействующие с приводом, рулевой механизм; при этом лопасти и рулевой механизм расположена на внешней части корпуса аппарата (Павлов А.С., Военные корабли СССР и России, справ., Якутск, 1994, с.44./.The closest in technical essence is the mover of the underwater vehicle, containing the drive mechanism, the blades interacting with the drive, the steering mechanism; at the same time, the blades and the steering gear are located on the outer part of the apparatus (Pavlov A.S., Warships of the USSR and Russia, ref., Yakutsk, 1994, p.44. /.

Недостатки этого движителя аналогичны указанным: сложность конструктивного исполнения и использования за счет наличия передаточных узлов от привода к гребному винту (и его лопастям), понижающих КПД движителя, кроме того, расположение винтов и рулей за пределом корпуса аппарата усложняет их обслуживание, делает их уязвимыми при встрече в водной среде притопленных льдин, стволов деревьев и других плавающих предметов; более того ходовые тактико-технические показатели аппарата, невозможно повысить из-за ограниченности оборотов гребного винта, т.к. при повышении оборотов создаются The disadvantages of this propulsion device are similar to those indicated: the complexity of the design and use due to the presence of transmission units from the drive to the propeller (and its blades), which reduce the efficiency of the propulsion device, in addition, the location of the screws and rudders outside the apparatus body complicates their maintenance, making them vulnerable when meeting in the aquatic environment of flooded ice, tree trunks and other floating objects; Moreover, the running performance characteristics of the apparatus cannot be increased due to the limited revolutions of the propeller, because with increasing revolutions are created

условия для вспенивания воды и резкого снижения гидродинамических свойств винта и забираемой им воды для организации тяги.conditions for foaming water and a sharp decrease in the hydrodynamic properties of the screw and the water it takes to organize traction.

Технической задачей и положительным эффектом предлагаемого движители является повышение надежности его работы в условиях наличия в водной среде посторонних плавающих предметов (льдин, древесины, бочек и т.п.), возможность увеличения усилий тяги и повышение ходовых характеристик подводного аппарата; исключение возможности повреждения движителя случайными предметами в воде, т.е. улучшение его тактико-технических характеристик: надежность, мощность, долговечность, снижение затрат и времени на техобслуживание.The technical task and the positive effect of the proposed propulsors is to increase the reliability of its operation in the presence of extraneous floating objects (ice, wood, barrels, etc.) in the aquatic environment, the possibility of increasing traction and improving the underwater vehicle; elimination of the possibility of damage to the mover by random objects in the water, i.e. improvement of its performance characteristics: reliability, power, durability, reduction of costs and time for maintenance.

Это достигается за счет того, что конструкция движителя подводного аппарата содержит приводной механизм, лопасти, взаимодействующие с приводом, рулевой механизм, при этом приводной механизм выполнен в виде статора и ротора, установленных соосно (друг относительно друга), ротор своей ступицей жестко соединен с лопастями, приводящими в динамическое движение воду, лопасти расположены в полости канала, оснащенного с одной стороны заборными (для воды) патрубками, а с противоположной стороны выходная часть канала соединена с рулевым механизмом с помощью тяг и с помощью упругоподатливой вставки, выполненной в виде сильфона.This is achieved due to the fact that the design of the propulsion unit of the underwater vehicle contains a drive mechanism, blades interacting with the drive, a steering mechanism, while the drive mechanism is made in the form of a stator and a rotor mounted coaxially (relative to each other), the rotor is rigidly connected to the blades by its hub leading to dynamic movement of water, the blades are located in the cavity of the channel, equipped on one side with intake (for water) nozzles, and on the opposite side the outlet of the channel is connected to the steering gear m using rods and using an elastic-flexible insert made in the form of a bellows.

Заборные патрубки движителя имеют защитные сетки и заслонки.Propeller intake pipes have safety nets and dampers.

А ротор приводного механизма, с закрепленными на нем лопастями, имеет торцевые уплотнения в виде уплотняющих колец.And the rotor of the drive mechanism, with the blades fixed on it, has mechanical seals in the form of sealing rings.

При этом тяги рулевого механизма и сильфонные вставки движителя имеют защитный раструб, соединенный с корпусом.In this case, the steering linkage and the bellows insert of the mover have a protective bell connected to the housing.

Описываемый движитель подводного аппарата показан в общем виде с сечением по продольной оси симметрии. Движитель имеет заборные патрубки 1 для всасывания забортной воды, патрубки имеют заслонки 2 для перекрытия их сечения (при необходимости), патрубки соединены с каналом 3, размещенным в корпусе 4 подводного аппарата. В полости канала 3 размещен привод в виде электропривода, имеющего статор 5 и ротор 6, продолжение 7 канала 3 оснащего рулевым механизмом The described mover of the underwater vehicle is shown in general form with a section along the longitudinal axis of symmetry. The mover has an intake pipe 1 for suctioning outboard water, the pipe has a damper 2 to overlap their section (if necessary), the pipe is connected to a channel 3, located in the housing 4 of the underwater vehicle. In the cavity of the channel 3 there is a drive in the form of an electric drive having a stator 5 and a rotor 6, a continuation of 7 of the channel 3 equipped with a steering mechanism

8, имеющим защитный раструб 9, который защищает от внешнего воздействия также и выходную часть 10 канала, которая соединена с каналом 7 посредством упругоподатливой вставки 11, выполненной в виде сильфона; усилие поворота передается тягами 12 от рулевого механизма 8; тяги также защищены раструбом 9 движителя.8, having a protective bell 9, which also protects from the external influence the output part 10 of the channel, which is connected to the channel 7 by means of an elastic-flexible insert 11 made in the form of a bellows; the turning force is transmitted by rods 12 from the steering gear 8; traction is also protected by the bell 9 of the propulsion.

Все отмеченные конструктивные элементы движителя размещены в штатной полости 13 корпуса 4, где также размещены подшипники 14 с уплотнением 15, а также лопасти 16, приводящие в динамическое движение забираемую патрубками 1 воду, которые закреплены на ступице 17, имеющей торцевые уплотнения 18 и подшипники 19; уплотнения выполнены в виде уплотнительных колец, предупреждающих попадание воды в механизм привода лопастей. Для предупреждения попадания случайных предметов в патрубки 1 они оснащены защитными многослойными сетками 20 (снаружи - более грубая и более крупная сетка, внутри - меньшие ячейки).All noted structural elements of the propulsion device are located in the standard cavity 13 of the housing 4, where bearings 14 with a seal 15 are also located, as well as blades 16, which dynamically move the water taken by the nozzles 1, which are fixed on the hub 17, which has mechanical seals 18 and bearings 19; seals are made in the form of o-rings to prevent water from entering the blade drive mechanism. To prevent random objects from entering the nozzles 1, they are equipped with protective multilayer nets 20 (on the outside there is a coarser and larger mesh, inside there are smaller cells).

Такое принципиальное конструктивное выполнение движителя позволяет полностью исключить его повреждение внешними плавающими и случайными предметами и создать условия для полного двойного контроля работы движителя: числом оборотов привода и положение заслонок 2, которые можно перекрыть полностью, не выключая из работы привод, что обеспечит положение "стоп" аппарату 4 (что невозможно выполнить в аналогах при вращении привода и лопастей).Such a fundamental structural design of the propulsion device can completely eliminate its damage by external floating and random objects and create conditions for complete dual control of the propulsion system: the number of revolutions of the actuator and the position of the shutters 2, which can be completely closed without shutting down the actuator, which will ensure the stop position apparatus 4 (which cannot be performed in analogs when rotating the drive and blades).

Работа движителя осуществляется следующим образом. После проверки функционирования привода 5-6 и работы рулевого механизма 8 включают привод 5-6 и открывают заслонки 2; забортная вода всасывается через каналы патрубков 1 и прогоняется лопастями с динамическим усилием по каналу 3 и 7, выбрасывается из выхода 10 канала, создавая реактивное усилие движения аппарата в воде, при этом процессу движения аппарата также содействует забираемая вода патрубками 1, создавая разрежение в омывающей водной среде у корпуса 4.The propulsion is as follows. After checking the operation of the drive 5-6 and the operation of the steering gear 8, turn on the drive 5-6 and open the shutters 2; seawater is sucked through the channels of the nozzles 1 and is driven by the blades with dynamic force along the channels 3 and 7, ejected from the outlet 10 of the channel, creating a reactive force of the apparatus in the water, while the process of movement of the apparatus is also facilitated by the water taken by the nozzles 1, creating a vacuum in the washing water environment at the enclosure 4.

Рулевым механизмом 8 и его тягами 12 ориентируют положение Steering gear 8 and its rods 12 orient the position

выходной части 10 канала за счет упругоподатливости сильфонной вставки 11 и выбора угла отклонения выхода воды (на чертеже показано пунктирными линиями и стрелками отклонения выбрасываемой струи воды), которым изменяют направление движения подводного аппарата.the outlet part 10 of the channel due to the elasticity of the bellows insert 11 and the choice of the angle of deviation of the water outlet (shown in dashed lines and the arrows of the deviation of the ejected water jet), which change the direction of motion of the underwater vehicle.

Таким образом, как показано выше, конструкция предлагаемого движителя имеет эффективное техническое оснащение, позволяющее этому модулю вписываться в конструктивную схему практически любого подводного аппарата, предназначенного для использования в водной среде акватории, имеющей ограничения для других плавсредств, у которых нет аналогичной конструкции движителя, защищенного от возможных воздействий на него посторонних плавающих предметов, в том числе возможно использование такого движителя на подводных аппаратах, плавающих под ледовыми покровами и выполняющих технологические операции (подводная и подледная съемка, геофизика).Thus, as shown above, the design of the proposed propulsion device has effective technical equipment that allows this module to fit into the design of virtually any submersible designed for use in the aquatic environment of the water area, which has limitations for other watercraft that do not have a similar propulsion structure, protected from possible impacts of foreign floating objects, including the use of such a propulsion device for underwater vehicles floating under the sea ovymi integuments and performing processing operations (and underwater shooting ice, geophysics).

Claims

1. The mover of the underwater vehicle, containing the drive mechanism, the blades interacting with the drive, the steering mechanism, characterized in that the drive mechanism is made in the form of a stator and rotor mounted coaxially, while the rotor of its hub is rigidly connected to the blades that drive the water in dynamic motion , the blades are located in the cavity of the channel, equipped on one side with intake pipes, and on the opposite side, the output part of the channel is connected to the steering mechanism by means of rods and by means of an elastic-flexible insert in ide bellows.

2. The mover according to claim 1, characterized in that the intake pipes have protective nets and shutters.

3. The mover according to claim 1, characterized in that the rotor of the drive mechanism, with blades attached to it, has mechanical seals in the form of o-rings.

4. The mover according to claim 1, characterized in that the steering rods and bellows inserts have a protective bell.