SU484129A1 - Машущий плавниковый движитель - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  иреимуществеино к судостроению и иредназначено дл  повышени  т ги машущего плавникового движител  за счет улучшени  его аэрогидродинамических характеристик и обеспечеии  безотрывности обтекани  на прот л ении всего цикла колебани .

Известны машуш;ие плавниковые движители , содержаш;ие в форме крыла малого удлинени  плавник из эластичного материала, наполн емого текучей средой с переменным давлением .

Такие движители неудобны тем, что они не обеспечивают достижени  максимальной т ги ири неизменной мощности двигател  независимо от параметров движени  и условий окружающей среды.

Дл  повышени  т ги па прот жении всего цикла колебаний крыла при пензмеппой мощности двигател  с oднoвpeмeнны.i обеспечением измепепи  направлени  т гп предложено внутри плавника параллельно передней его кромке установить дво ковогнутый лонжерон коробчатой формы. HJJH этом к его передней кромке вдоль размаха прикрепить носик, параллельно которому направлены вогнутые полки лонжерона, а к задней его стеике посредством кронштейна прикреиить пластины. При этом вблизи вогнутых полок лонжерона плавник выполнить с эластичными пластинами , образующими вместе с вогнутыми полками лопжерона вблизи верхней и нижней поверхностей плавника несколько не сообщающихс  между собой параллельных камер, которые заполнены текучей средой с неременным давлением.

На фиг. 1 изображены лопасти предлагаемого машущего плавникового движител , вид в плане; на фиг. 2 - разрез по А-А на

фиг. 1.

Плавпик 1, имеюший форму крыла малого удлинени , выполнен из эластичного материала и приводитс  в движение стеблем 2. Вдоль размаха крыла, параллельно передней

его кромке, впутри плавника 1 расположен дво ковогнутый лонжерон 3 коробчатого типа . К передней стенке лонжерона 3 прикреплен вдоль его размаха посик 4, предпазначенный дл  обеспечени  более прочного соед П1епн  с лoнжepoнo п посовой части крыла.

К лонжерону посредством кронгитейнов 5 прпкрепле 1ы пластины 6, предназначенные дл  уменьшени  загнба задней кромки плавника под действием сопротивлени  окружающей среды. Така  конструкци  позвол ет обеспечить прочное соединение корпуса плавника с лонжероном. В области вогнутых полок лонжерона 3 корпус плавника 1 выполнен

в виде эластичной тонкостенной пластины, не

соединенной с лонжероном. В результате этого между вогнутыми нолками лонжерона 3 и корпусом плавника 1 в этом месте образуетс  камера 7, котора  в зависимости от величины и знака давлени  заполн ющей ее текучей среды может измен ть свою форму. Распределительные трубопроводы 8 предназначены дл  подвода переменного давлени  в камеру 7, прИчем дл  быстрой подачи давлени  в камеры равномерно вдоль размаха крыла трубки соединены с камерами в нескольких местах.

Работа машущего плавникового движител  зависит от параметров движени  объекта: скорости, глубины, температуры окружающей среды и др., что, в свою очередь, обуславливает кинематику движени  объекта. Движение плавника в течение одного цикла колебани  представл ет собой синусоиду, причем в крайних точках синусоиды плавник движетс  по инерции (холостой ход), а т га формируетс  на наклонных сторонах синусоиды. При вращении стебл  2 вниз плавник 1 начнет поворачиватьс  относительно стебл  и одновременно начнет двигатьс  по наклонной стороне синусоиды с крайнего верхнего положени  в крайнее нижнее.

По траектории своего движени  плавник будет двигатьс  с некоторым положительным углом атаки. На- плавнике возникнет подъемна  сила, которую можно представить в виде двух составл ющих. Вертикальна  составл юща  представл ет собой сопротивление плавника перемещению вниз и уравновешиваетс  силой, вызывающей вращение стебл . Горизонтальна  составл юща  представл ет собой т гу, уравновещенную сопротивлением движущегос  объекта.

При движении плавника сверху вниз нижние камеры 7 плотно прижаты к нижней полке лонжерона набегающим потоком, а в верхние камеры 7 по трубопроводам 8 подаетс  текуча  среда с переменным давлением. Причем давление, подаваемое в камеры 7, должно быть незначительным, так как наддув камер способствует разрежению на верхней стороне профил  плавника. Давление и объем текучей среды в верхних камерах 7 увеличиваютс  до момента пересечени  плавником осевой линии синусоиды, после чего давление и объем в верхних камерах падают до достижени  плавником нижнего крайнего положени  синусоиды. При вращении стебл  снизу вверх плавник будет двигатьс  по наклонной стороне синусоиды также снизу вверх. Угол атаки плавника мен етс  на противоположный , поэтому наполн ютс  текучей средой нижние камеры 7, а верхние камеры 7 плотно прижимаютс  к лонжерону. Характер изменени  давлени  и объема текучей среды в нижних камерах 7 такой же, как и при движении плавника сверху вниз.

Так как плавник вращаетс  относительно стебл  и углы атаки посто нно измен ют свою

величину при движении по синусоиде вплоть до перемены знака, то представленна  работа машущего плавникового движител  позвол ет не только увеличить максимальное значение т ги, но и позвол ет вплоть до холостого хода поддерживать па траектории посто нным это максимальное значение.

Увеличива  давление в камерах 7 при неизменной амплитуде колебани , можно увеличить кривизну профил  плавника и тем самым увеличить силу т ги.

При увеличении поступательной скорости движени  частота колебани  плавника должна увеличитьс , а амплитуда уменьшитьс , одновременно должна возрасти частота изменени  величины давлени  в камерах 7.

Предлагаемый машущий плавниковый движитель обеспечивает резкое торможение и реверс т ги объекта за счет подачи давлени  из камер 6, заполненных текучей средой, в камеры 7, не заполненные текучей средой. Это существенно повышает маневренность объекта . Предложенное изобретение позвол ет уменьшить отрицательное вли ние на т гу величины присоединенной массы, возникающей

как от характера колебательного движени , так и от изменени  величин и соотноигепи  угловых скоростей вращени  стебл  и плавника .

Предмет изобретени 

Мащущий плавниковый движитель, содержащий в форме крыла малого удлинени  плавник из эластичного материала, наполн емого текучей средой с переменным давлением , отличающийс  тем, что, с целью повышени  т ги на прот жении всего цикла колебаний крыла при неизменной мошности двигател  с одновременным обеспечением изменени  направлени  т ги, внутри плавника, параллельно передней его кромке, установлен дво ковогнутый лонжерон коробчатой формы, при этом к его передней кромке вдоль размаха прикреплеп носик, параллельно которому

направлены вогнутые полки лонжерона, а к задней его стенке посредством кронштейна прикреплены пластины, причем вблизи вогнутых полок лонжерона плавник выполнен с эластичными пластинами, образующими вместе с вогнутыми полками лонжерона вблизи верхней и нижней поверхностей плавника несколько не сообщающихс  между собой параллельных камер, которые заполнены текучей средой с переменным давлением.