Гвинт з кроком, що регулюється

Изобретение относится к транспортной технике, в частности к судовым движителям и касается конструкции гребных винтов с регулируемым шагом (ВРШ). Кроме этого, изобретение может быть использовано в авиации. Известны движители-винты с регулируемым шагом, включающие ступицу, в корпусе которой размещен механизм поворота лопастей, а привод поворота размещен в пустотелом гребном вале. Воздействие ВРШ на поток направлен параллельно оси вращения винта и для изменения направления движения необходимо применение различных рулевых устройств. При этом неизбежны потери энергии главных судовых двигателей. Известен движительный комплекс подводного необитаемого аппарата с дистанционным контролем за циклическими изменениями шага гребного винта [1], который содержит ступицу с расположенными радиально относительно нее лопастями, которые поворотно соединены со ступицей таким образом, что каждая лопасть может независимо поворачиваться относительно своей оси. На ступице расположены множество электромагнитов по окружности таким образом, что постоянные магниты соответствующих лопастей могут притягиваться и/или отталкиваться, обеспечивая поворот соответствующей лопасти, в то время как ступица вращается вокруг оси. Для изменения шага винта в целях управления, подают сигнал, управляющий электромагнитами, взаимодействующих с постоянными магнитами, что обеспечивает поворот лопастей. Шаг винта можно изменить совместным поворотом лопастей или циклически. Применение рулевых устройств не предусмотрено. Использование известного решения требует сложной системы управления (предположительно с применением компьютера), повышенных энергозатрат для удержания лопастей в заданном положении, сложной системы канализации электроэнергии к электромагнитам. Известное решение в эксплуатации обладает низкой надежностью, т.к, при выходе из строя любого электромагнита, положение лопасти ВРШ становится неконтролируемым, вследствие чего судно становится неуправляемым. Предлагаемое изобретение обеспечивает надежность эксплуатации судов, маневренность, повышает КПД. В основу изобретения поставлена задача винту с регулируемым шагом путем изменения механизма управления поворотом лопастей обеспечить возможность изменения направления потока непосредственное винта, без использования направляющих устройств (рулей). Известное изобретения содержит ступицу с лопастями и механизм поворота лопастей. В заявляемом изобретении предлагается механизм поворота лопастей выполнить в виде диска, размещенного с возможностью перемещения внутри ступицы, в наружной образующей которого выполнен паз, в котором находятся ролики, закрепленные на рычагах, при этом ось каждой лопасти снабжена вилкой, в которой с возможностью поворота относительно оси вилки, закреплены другие концы рычагов, кроме этого диск в трех точках, образующих равносторонний треугольник, шарнирно соединен с тремя приводными рычагами. Выполнение механизма поворота лопастей в виде подвижного внутри ступицы диска с пазом по периметру, для перемещения по нему роликов, связанных рычагами с осями лопастей, даст возможность поворота каждой лопасти на требуемый угол, что даст возможность отказаться от рулевых устройств, а как следствие, приведен к повышению КПД движителя. На фиг.1 представлена кинематическая схема механизма поворота лопастей винта с регулируемым шагом; на фиг.2 - схематическое изображение механизма поворота лопастей со стороны крепления тяг. В ступице 1 свободно в подшипниках 2 установлены лопасти 3, симметричные относительно своей оси. Каждая лопасть на продолжении своей оси внутри ступицы имеет вилку, в которой установлен рычаг 4, пружиной 5 прижимаемый к управляющему диску 6. Управляющий диск 6 по наружной окружности имеет паз, в котором расположены ролики 7, подвижно закрепленные на рычаге 4. Управляющий диск 6 в трех точках, образующих равносторонний треугольник, подвижно соединяется с тремя приводными .тягами 8, каждая из которых состоит из двух половин, сочлененных пружиной 9, позволяющей йодной части тяги отклоняться на некоторый угол относительно другой. Тяги могут быть цельными, если они изготовлены из гибкого материала, обеспечивающего продольную жесткость. Управляющий диск 6 не имеет точек опоры и является "плавающим", удерживаясь только роликами рычагов и, в некоторой степени тягами 8, в результате чего он может занимать любое положение, ограниченное рычагами 4 под воздействием тяг 8. Предлагаемое изобретение работает следующимобразом. При вращении гребного вала ступица 1 вращается вместе с ним. При вращении ступицы 1 ролики 7 обкатываются в пазу управляющего диска 6 и через рычаги 4 задают угол поворота лопастям 3. Приводные тяги 8, соединенные с управляющим диском 6, изменяют положение диска 6, что, в свою очередь, приводит к повороту лопастей на требуемый угол. При завершении оборота ступицы лопасти возвращаются в исходные положения, если не изменилось положение управляющего диска. Управляющий диск может быть гибким либо секционированным, при этом увеличатся предельные углы между диаметрально противоположными лопастями, что улучшит качество маневрирования за счет сокращения времени нахождения лопастей на малоэффективных углах атаки относительно потока. При этом увеличится количество приводных тяг, позволяющих строить сложную форму окружности, по которой движутся ролики. Предлагаемый ВРШ не нуждается в рулевых устройствах, имеет более высокий КПД, более высокую маневренность, работает одинаково эффективно как при переднем ходе, так и при заднем (при работе винторулевого комплекса задним ходом судно практически неуправляемо), а также позволяет перемещать вертикальную ось поворота судна вдоль его продольной оси. Предлагаемый ВРШ может быть установлен в корпусе любого судна с минимальными доработками. Для управления винтом применимы гидромоторы управления рулевым пером. Кроме того, предлагаемый ВРШ выполняет все функции обычного ВРШ (с одновременным поворотом всех лопастей). Конструкция его обеспечивает однозначность положения лопастей в ступице и простоту контроля их положения по взаимному расположению управляющих тяг.