Спосіб гідродинамічного руху і керування судном

Спосіб гідродинамічного руху і керування судном включающий перетворення енергії первинного двигуна за допомогою насоса і сопла кінетичну енергію струменя рідини, який відрізняється тим, що сопло направляє струмінь з високою швидкістю в нерухомий криволінійний канал що плавно змінюючи напрямок руху струменя на 180° (чи менше, перетворить відцентрові сили струменя, що діють на увігнуту стінку каналу, у силу рушійну судно в заданому напрямку, що відповідає регульованому куту установки загальної осі сопла і вхідної частини каналу, при цьому на виході з каналу струмінь створює додаткову реактивну силу, що рухає судно Винахід відноситься до області суднових пропульсивних установок, що дозволяє більш ефективно здійснювати рух і керування судном ВІДОМІ способи гідродинамічного руху судів недостатньо економічні Аналогом пропонованого винаходу служить спосіб руху судів з водометними установками создающими тягову силу рівну по величині і напрямку силі реакції струменя води, що викидається, (див ж «Морський флот» №1-2 2000р , стор 23-25, ст Н Корытова «Многовальні водометні установки швидкісних морських судів») Основним недоліком аналога є використання для руху судна тільки реактивної сили водяного струменя, що викидається Прототипом пропонованого винаходу служить спосіб формування рушійної сили судна (див ж «Морський флот» № 1-2 2000р , стор 24, р и с і , стаття Н Корытова) Водометний рушій, має пдрореактивний пристрій, що при роботі відкидає струмінь рідини назад (стосовно напрямку руху судна) зі збільшеною швидкістю Виникаюча при цьому реакція струменя і є силою, що рухає судно Від водозабірного отвору в днище судна, вода самопливом надходить до лопатевому насосу, потім по напірному канапі надходить до сопла, у якому прискорюється і викидається за борт, створюючи реактивну (рушійну) силу судна Відносна швидкість струменя W=C/V, де С - абсолютна швидкість струменя, V - швидкість судна повідає W=(1,6-H,7)V За допомогою реверсивно-кермового пристрою здійснюється керування судном (рух і маневрування) Основні недоліки прототипу наступні створення і передача рушійної сили здійснюється за допомогою валопроводу, у результаті виникають (утрати корисного обсягу судна, додаткове устаткування й об'єкти обслуговування, що збільшують капітальні витрати і витрати експлуатації) , низька ефективність способу перетворення енергії первинного двигуна в рушійну судно силу, залежність потужності пропульсивной установки від плинів і погодних умов (швидкість W), висока питома витрата енергії на рух судна В основу винаходу поставлена задача розробити спосіб формування рушійної сили, тобто перетворення енергії первинного двигуна в рушійну судно силу при менших витратах енергії, капітальних і експлуатаційних витрат Сутність винаходу полягає в тім, що в пропонованому способі рух судна здійснюється за рахунок активної сили потоку і реактивної сили, у випадку утилізації енергії потоку води, що відробив, (робоче тіло) Спосіб гідродинамічного руху судна реалізується послідовним виконанням наступних процесів від турбо- чи дизель-генератора електроенергія передається на лопатковий електронасос, або Оптимальне значення ВІДНОСНІЙ ШВИДКОСТІ від CO о 00 ю 58013 первісний двигун приводить у роботу насос безпосередньо Забортна вода через бортові чи донні прийомні пристрої надходить до насоса, що забираючи її підвищує тиск і у виді робочого тіла подає до сопла У сопловому пристрої робоче тіло, прискорюється й у виді струменя входить в активний (активно-реактивний) нерухомий криволінійний канал, конструктивно аналогічний робочим каналам активних чи реактивних ступіней парових (газових) турбін У робочому каналі потік плавно змінює свій напрямок Кут повороту потоку в залежності від конструкції каналу (перетворювача енергії потоку в рушійну силу) може досягати 180° чи менше Сила реакції струменя, що випливає із сопла, значною мірою компенсується, силоміць реакції потоку, що залишає робочий канал Ефективність гідродинамічного способу створення рушійної судно сили в порівнянні з водометними чи гвинтовими способами вимагає значно меншу потужність первинного двигуна пропульсивной установки Наприклад, для судна з гвинтовим рушієм маючий швидкість 20 вузлів (10м/с) і потужність головного двигуна 20МВт, при гідродинамічному способі руху, потужність головного двигуна знижується на 50% і більш Для гвинтового рушія сила тяги дорівнює Pe=Nelln/V, де N e - потужність головного двигуна кВт , Пп - пропульсивный ККД, V - швидкість судна, м/с, Комп'ютерна верстка О Воробей Ре = (20000 0,6/10)«1800кН Для гідродинамічного способу руху при тій же швидкості судна (10м/с) буде потрібно лопатевої насос аналогічний застосовуваним нині в якості конденсатных насосів для енергоблоків 300МВТ (Сумський насосний завод) що мають подачу 450м3/г (125кг/с), напір 240м вод ст, потужність електродвигуна 500кВт, 1470об/хв і масу 6т При установці гідродинамічного енергопреобразованого каналу с радіусом г=0,30м Швидкість струменя робочого тіла поступающей у криволінійний робочий канал, дорівнює С = л/2дН~ м/с Тут д - прискорення вільного падіння, м/с2, Н - напір, 200м вод ст С = Л/2-9,81-200 =62,6 м/с Буксировочна сила (тяга) дорівнює Pe=Gau, де G - секундна маса робочого тіла, кг/с, а ц - прискорення відцентрове, au=G2/r, м/с, г - радіус робочого криволінійного каналу, м 62,6' = 1633, кН 0,3 Для руху судна буде потрібно всього два насоси, зі споживаною сумарною потужністю ЮООквт , тобто потужність головних двигунів судна у пропонованому способі руху значно знижується і ВІДПОВІДНО знижуються експлуатаційні витрати судна Ре = 125 Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна