Корабель з повітряним прошарком під днищем або по корпусу

Винахід відноситься до кораблебудування і може бути використаний при конструюванні кораблів, зокрема військового або технічного призначення, для збільшення швидкості їх руху або тягового зусилля, покращення керуємості та маневреності, а також живучості. Відомий корабель з повітряним прошарком під днищем або по корпусу, що має обмежені елементами його конструкції повітряні порожнини, руховий та рульовий пристрої. [1, 2]. При цьому руховий та рульовий пристрої розташовані традиційно зовні корпусу під кормою і виконані теж традиційними у вигляді гребного гвинта, що з'єднаний через вал із силовою установкою, та пера руля, що через балер з'єднане із механізмом його повороту. [3]. Недоліками відомого корабля і його рухового та р ульового пристроїв є те, що вони уразливі для пошкоджень завдяки незахищеному розміщенню їх зовні корпуса, ускладнюють в цілому конструкцію корабля завдяки наявності механізмів їх приводу та з'єднань і мають невисокий коефіцієнт корисної дії. Крім цього гребні гвинти забезпечують кораблю обмежену швидкість руху завдяки обмеженості їх кількості ( як правило 1-2 ), а перо руля обмежену керуємость та маневреність завдяки неможливості забезпечення ним радіуса циркуляції корабля при повороті менш ніж R ³ (0,35 ¸ 0,60)L / b o , що визначається із формул [3], де : R - радіус циркуляції корабля, L - довжина корабля по ватерлінії, b o - кут дрейфу корабля. Відомий також корабель з руховим пристроєм у вигляді водометного рушія, який розташований усередині кормової частини корабля і у порівнянні з розташованим зовні корпусу під кормою гребним гвинтом має більш високий коефіцієнт корисної дії і забезпечує кораблю кращу живучість, керуємость та маневреність на передньому і задньому ходу. [3]. Недоліками цього відомого корабля є те, що контур труби його водометного рушія виконаний криволінійним із забором і викидом води в напрямку днища корабля, що зменшує його коефіцієнт корисної дії, а також те, що цей руховий пристрій виконаний у вигляді одного рушія, тому має великі розміри через передачу на нього всієї потужності, займає велику частину корпуса, і його гребний гвинт з'єднаний із силовою установкою через вал з опорами і підшипниками, а також з ущільнювачами в місті проходу його через корпус, що ускладнює конструкцію корабля. В основу винаходу поставлено задачу корабель з повітряним прошарком під днищем або по корпусу шляхом використання порожнини його прошарку для розташування в ній рухового пристрою у вигляді декількох симетрично розташованих відносно діаметральної площини водометно-прямоточних швидкісних рушіїв з приводом від регулюємих по швидкості та напрямку обертання занурювальних електродвигунів зробити більш живучим, швидкісним, керуємим та маневреним з одночасним спрощенням конструкції, а рушії - більш економічними та менших розмірів. Указана мета досягається тим, що у кораблі з повітряним прошарком під днищем або по корпусу, що має обмежені елементами його конструкції повітряні порожнини, руховий та рульовий пристрої, його руховий пристрій у вигляді водометного рушія розташовують у повітряній порожнині і виконують прямоструминними. Для підвищення швидкості та керуємості і маневреності корабля його обладнують декількома водометнопрямоструменними рушіями, розташовуючи їх нижче ватерлінії симетрично відносно діаметральної площини і додатково використовуючи як рульовий пристрій при різних швидкостях або напрямках обертання, що також може позбавити необхідність наявності рульового пристрою та завдяки цьому значно спростити конструкцію корабля та підвищити його живучість і надійність. Для зменшення розмірів водометних рушіїв і відповідно місця в порожнині для розміщення їх можуть виконувати високообертними, а для спрощення конструкції корабля за рахунок усунення валів, їх опор з підшипниками та ущільнювачів приводи водометних рушіїв виконують у вигляді занурювальних електродвигунів із регулюємими швидкістю та напрямком обертання, сполучаючи їх через регулятори частоти та перемикачі фаз з електрогенератором. Для виключення можливості попадання в водометні рушії живих організмів та предметів, що можуть викликати заклинку або поломку гвинтів р ушіїв, отвори пересікання їх тр уб з бортами обладнують ґратами. Ця сукупність відомих ознак, що полягають у наявності повітряних порожнин та рухового і рульового пристроїв, у взаємодії з новими суттєвими ознаками, що полягають у використанні повітряної порожнини для розташування в ній рухо вого пристрою у вигляді водометних рушіїв, та у виконанні їх прямоточними і високообертними з приводом від занурювальних електродвигунів з регулюємими швидкістю та напрямком обертання дозволяє зробити корабель при спрощенні його конструкції менш уразливим та більш швидкісним, управляємим та маневреним, що особливо важливо для кораблів військового призначення, а за рахунок збільшення кількості рушіїв одночасно з маневреністю збільшити його силу тяги, що важливо для кораблів технічного флоту, зокрема буксирів, а також зберігати свої функції при пошкодженні окремих із них, а за рахунок прямоструменності рушіїв підвищи ти їх коефіцієнт корисної дії. На фіг. 1 схематично зображено вигляд збоку на корабель, на фіг. 2 - вигляд спереду і на фіг. 3 над віссю вигляд зверху та під віссю – поздовжній переріз по вісі розташування водометних прямоструменних рушіїв. Корабель має повітряну порожнину 1, що утворена між додатковими бортами 2, основним корпусом 3 та поверхнею води під днищем і в якій під днищем розташовані водометні прямоструменні рушії 4 з гребеними гвинтами 5 та занурювальними електродвигунами 6. Для збільшення кількості або більшого рознесення по бортами їх можуть також додатково розташовува ти в порожнинах між бортами нижче ватерлінії, якщо дозволяють їх розміри (на фігура х не показано). Водометні рушії 4 проводами 7 через регулятор частоти 8 сполучають з електрогенератором 9, які розміщають усередині корпуса корабля у його машинному відділенні. Для зменшення розмірів та збільшення кількості водометних рушіїв з метою збільшення їх сумарної потужності та тягового зусилля і відповідно швидкості корабля, а також зменшення зайнятості порожнини ними їх виконують високообертними. А для забезпечення регулювання швидкості руху корабля та його керуємості і маневреності електродвигуни рушіїв виконують регулюємими по швидкості та напрямку обертання за допомогою регулятора частоти 8 та перемикачів фаз ( на фігурах не показані). Для захисту водометних рушіїв від попадання живих організмів та предметів, що можуть призвести до заклинки або поломки гребних гвинтів, отвори пересікання прямоструменних тр уб із бортами обладнують ґратами 10. Корабель працює наступним чином. Після побудови і спуску його на воду у порожнині 1 між додатковими бортами 2, основним корпусом 3 та поверхнею води під днищем утворюється порожнина, яка при плаванні корабля по мірі зменшення в ній повітря постійно поповнюється ним компресором по сигналу датчика ( на фігурах не показані) і в якій розташовані водометні прямоструменні рушії 4. Для руху корабля від електрогенератора 9 з приводом, наприклад від дизеля, на занурювальний електродвигун 6 через перемикачі фаз на електрогенераторі та регуляторі частоти 8 по проводам 7 подається електричний струм, який призводе до дії занурювальні електродвигуни 6, а ті в свою чергу - гребні гвинти 5, які, всмоктуючи воду через передні частини труб і викидаючи її через задні, забезпечують кораблю передній хід. Для забезпечення кораблю заднього ходу за допомогою перемикачів фаз на електрогенераторі 9 включають занурювальні електродвигуни 6 на зворотне обертання. Регулювання швидкості руху корабля здійснюють за допомогою регуляторів частоти 8 або кількістю включених симетрично розташованих відносно діаметральної площини рушіїв 4.Для зміни напрямку руху корабля за допомогою регуляторів частоти 8 змінюють швидкість обертання водометних рушіїв 4, що розташовані по одному борту відносно тих, що розташовані по другому борту, або за допомогою перемикачів фаз і регуляторів частоти 8 - і напрямок і швидкість обертання. Таким чином можна забезпечити будь-який малий радіус повороту корабля і навіть його обертання на місці навколо вертикальної вісі, що позбавляє необхідності обладнання його традиційним рульовим пристроєм у вигляді пера руля з механізмом його повороту. Це при спрощенні конструкції корабля значно покращує його керуємость та маневреність і нарівні із захищеністю рушіїв завдяки розташуванню їх усередині корпуса, який до того ж може бути броньованим, зменшує уразливість корабля та підвищує його живучість. А збільшенням оборотності та кількості рушіїв можна досягнути значного збільшення швидкості руху корабля або його тягового зусилля. Джерела інформації: 1. Патент України № 46362 А, кл. В 60 V 1/04, В 63 1/38, 15.05. 2000 p. 2. Патент України № 58060 А, кл. В 60 V 1/04, В 63 1/38, 15.09. 2002 p. 3. Я.И.Войткунский, Р.Я.Першиц, И.А.Титов. Справочник по теории корабля. Государственное союзное издательство судостроительной промышленности. Ленинград. 1960. с 531, 532, 536.