Пристрій для зниження опору руху транспортного засобу або обтікання тіла середовищем

1. Пристрій для зниження опору руху транспортного засобу або обтікання тіла середовищем, що містить елемент конструкції обтічної частини його корпусу, який відрізняється тим, що пристрій виконують у вигляді труб або отворів, якими сполу 3 тічної частини, не зменшуючи ефект Коанде, і тому недостатньо зменшують цей опір, особливо у коротких суден та суден з погано обтічною формою, наприклад, у суден технічного флоту (буксири, плавкрани, доки, плавбурові платформи, у яких кормове загострення важко або неможливо виконати). В основу корисної моделі поставлено задачу у транспортному засобі або тілі шляхом додаткової подачі середовища у зону середовища пониженого тиску за їх корпусом підвищити за ним тиск, зменшити ефект Коанде та завихрення і відповідно опір форми Його руху або обтікання. Указана мета досягається тим, що пристрій для зниження опору руху транспортного засобу або обтікання тіла середовищем, який є елементом конструкції обтічної частини їх корпусу, виконують у вигляді труб або отворів, якими сполучають зону середовища перед корпусом із зоною середовища пониженого тиску за корпусом. Для підвищення ефективності пристрою транспортного засобу у трубі, якою сполучають зону середовища перед корпусом із іншими трубами пристрою, розташовують його рушій, наприклад водометний рушій або гребний гвинт. Для покращення керування транспортного засобу на бокових трубах пристрою можуть установлювати керовані заслонки, якими частково або повністю можуть перекривати одну із труб. Ця сукупність нових суттєвих ознак у взаємодії з відомою ознакою, що полягає у тому, що пристрій є елементом конструкції обтічної частини корпусу транспортного засобу або тіла, знижує опір форми руху або обтікання, який є складовою загального опору і переважає у суден або тіл із невеликим відносним подовженням, та у суден з погано обтічною формою обводів корпуса, додатково підвищує ефективність роботи рушія транспортного засобу у трубі у порівнянні із традиційно розміщеним за кормою [1], а також покращує управляємість транспортного засобу, що особливо важливо для суден технічного флоту, які повільно рухаються. Розміщення рушія у трубі покращує також стійкість транспортного засобу на курсі, тому що він у цьому випадку рухається по створюваному ним уздовж транспортного засобу джгута потоку. На Фіг.1 схематично зображений вертикальний поздовжній переріз судна з пристроєм для зниження його опору руху у обтічній його воді, на Фіг.2 - горизонтальний переріз А-А корпусу судна по осі пристрою з лініями струмин обтікання корпуса, на Фіг.3 - вид спереду на судно, на Фіг.4 - обтікання кулі 3 з пристроєм і із струминами її обтікання. Пристрій є елементом підводної частини корпусу 1 судна і має поздовжню передню трубу 2, якою через бокові труби 3 сполучають зону середовища перед корпусом, в якій тиск визначається глибиною занурення труби 2, і швидкістю судна із зоною середовища за корпусом, в якій тиск менший ніж перед корпусом на величину, що визначається швидкістю обтікання стінок кормової частини корпусу. У трубі І установлений рушій 4, який обертається силовою установкою 5. Перед виходом із корпусу труби 3 обладнані заслонками 6, які част 13737 4 ково або повністю перекривають одну із труб за допомогою приводів (на фігурі не показані), що покращує керування судна. Пристрій працює наступним чином. При руху судна у воді його підводна частина обтікається нею. Це обтікання умовно показано лініями струмин 7: суцільними - при наявності пристрою, пунктирними - при його відсутності. При відсутності пристрою потік у кормовій частиш ковзає по бортам із швидкістю, більшою ніж за межами корпусу. Тому біля стінок кормової частини тиск знижується, і це притягує корпус назад проти руху (ефект Коанде) та викликає створення вихорів, на які витрачається енергія. Виникає також перепад тиску між зонами попереду і за судном. Це і є опір форми руху судна без пропонуємого пристрою. Із рівняння енергії (Бернуллі) для реальної рідини [4] відомо, що згаданий перепад тиску пропорціоиальний швидкості обтікання у квадраті і визначається формулою: P ( 2 бк 2g 2 с) , де: Р - перепад тиску; бк - швидкість обтікання бортів корми; с - швидкість судна або умовно води перед його корпусом; - питома вага рідини; g - прискорення вільного падіння. Завдяки цьому при наявності пристрою у вигляді труб, що сполучають ці зони, вода із зони середовища перед корпусом по трубам 2 та 3 перетікає у зону середовища за корпусом і компенсує зниження тиску в ній. Завдяки цьому спрямляютьсятакож лінії струмин за корпусом, а опір форми руху судна зменшується. Якщо ж у трубі 2 розмістити ще і рушій 4, перенісши його туди із-за корми, то це суттєво підвищить ефективність пристрою, а також самого рушія 4. Шляхом часткового або повного перекриття однієї із труб 3 заслонками 6 значно покращують управляємість судна, що особливо важливо для суден технічного флоту, які рухаються повільно і тому традиційне розташоване за кормою перо руля для них недостатньо ефективно. Завдяки створенню рушієм джгута води у трубі 2 пристрою покращується також стійкість судна на курсі у похідному стані. Крім цього це дозволяє також не передбачати у суден кормове загострення, що спрощує їх конструкцію та покращує її технологічність. Таким же чином пристрій працює у тілі. зменшуючи опір його обтікання середовищем. Джерела інформації: 1. Я.И. Войткунский, P.Я. Першиц, И.А. Титов. Справочник по теории корабля. Государственное союзное издательство гидростроения. Ленинград. 1960. с. 154, 180...184, 370, 380. 2. Патент Російської Федерації RU 2001820 С1 кл. В 63 В/34 від 20.10.1993 р. 3. О. Войцех. Аэродинамические силы на крыле самолета и его надѐжность. Журнал «Инженер», № 5, 2003 г. С. 14. 4. П.Т. Киселѐв. Гидравлика. Основы механики жидкости. 5 13737 6 7 Комп’ютерна верстка Д. Дорошенко 13737 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601