Підводний апарат з плавцевим рушієм

Підводний апарат з плавцевим рушієм, в носовій і кормовій частинах якого розміщені електродвигуни, який відрізняється тим, що на вихідному валу електродвигуна, розміщеного в носовій частині підводного апарату, закріплений з можливістю його повороту на 180° кронштейн з поперечкою, на обох боках якої встановлені крила, а в прорізу кормової частини є кронштейн з електродвигуном, на осі якого закріплено стебло з плавцевим рушієм. Винахід відноситься до галузі суднобудування і може бути використаний при проектуванні та створенні підводних апаратів багатоцільового призначення. В техніці відомі конструкції підводних апаратів з плавцевими рушіями (М кл В 63 Н 1/36). Відомий апарат з поворотним крилом ХС-142В фірм "Райан", "Воут" та "Хіллер", в якому все крило поверталось відносно нормального горизонтального положення до повністю вертикального. В аматорському апараті "Родейбл Брайн II" крило літака було модифіковано: введені два вузли складання - один безпосередньо за основною стійкою шасі (поворот на 90°), а другий - біля закінцівки (також поворот на 90°). Відомі також літаки з крилом асиметрично змінюваної стріловидності, де крило з допомогою одного поворотного важеля кріпиться до фюзеляжу, а зміна стріловидності консолей при повороті крила зчиняється одночасно. Недоліком цієї конструкції є те, що при великому куті стріловидності консоль з прямою стріловидністю має більший кут атаки, ніж консоль із зворотною стріловидністю, що приводить до асиметрії лобового опору та виникненню моментів, які розгортаються по крену, тангажу та рисканню (П. Бауэре. Летательные аппараты нетрадиционных схем. М., Мир, 1991, с. 133). Аналіз аеродинамічних компоновок із близьким розташуванням переднього горизонтального оперення та крила при великих та середніх кутах атаки представлений в роботі Ponton A.I., Lowson M.V., Barret B.V. The evaluation of canard couplings at high angles of attack. "AIAA Pap.", 1992, №281, 1119. Найбільш близьким по технічній суті до запропонованого винаходу є винахід "Корпус апарата" (позитивне рішення по заявці на патент України №96020768, М кл В 63ВЗ/13, В63 G8/42), в якому в носовій і кормовій частинах корпусу підводного апарату розміщені електродвигуни поворотного типу з висями, жорстко з'єднаними з крилами, які провертаються на потрібний кут від 0° до 360°. Одним із недоліків цієї розробки є неможливість отримання високих маневрених якостей підводного апарату при оптимізації режиму його руху в залежності від характеристик оточуючого середовища (швидкості, направлення руху потоку рідини тощо). В роботі С П . Корольова "Основы проектирования баллистических ракет дальнего действия" (В кн. Творческое наследие академика Сергея Павловича Королева. М., Наука, с. 255-257) показано, що складові швидкості потоку по направленню швидкості ракети приводять до зміни лобового опору, а нормальна складова швидкості потоку приводить до зміни кута атаки. При обертанні ракети навколо якої-небудь осі, яка проходить через центр ваги, виникає демпфіруючий момент, пропорційний кутовій швидкості за рахунок несиметричної зміни кутів атаки ракети, при боковій дії на хвостову частину ракети внаслідок косої обтічності виникає обертальний момент відносно поздовжньої осі ракети, а величина приростання місцевих кутів атаки залежить від відстані січень, що розглядаються, до вісі обертання. CD CD 41616 Задачею нинішнього винаходу є підвищення Рух підводного апарату 1 при ЗМІНІ ШВИДКОСТІ маневрених якостей підводного апарату Маневта направлення руху потоку рідини потребує перереність характеризується здатністю змінювати в орієнтації положення його крил по відношенню до часі висоту, швидкість та направлення руху (Проепоздовжньої осі апарату (фіг 4) Це досягається ктирование самолетов М , Машиностроение, включенням електродвигуна 2 та поворотом від1983, с 269) носно поздовжньої ВІСІ апарату 1 ВІСІ 3, кронштейПоставлена задача вирішується за рахунок тону 4, поперечки 6 та крил 8 на потрібний оптимаго, що підводний апарат з плавцевим рушієм, в льний кут (від 0° до 180°) який визначається носовій і кормовій частинах якого розміщені електхарактеристиками оточуючого середовища родвигуни, має на вихідному валу електродвигуна, розміщеного в носовій частині підводного апарату, Джерела інформації, прийняті до уваги закріплений, з можливістю його повороту на 180°, 1 Позитивне рішення по заявці на патент України кронштейн з поперечкою, на обох боках якої вста№ 96020768, Мкл В63ВЗ/13, B63G8/42, автори новлені крила, а в прорізу кормової частини є Поліщук С В , Бабенко В В , Коробов В і ) кронштейн з електродвигуном, на осі якого закріп2 Проектирование самолетов Под ред Егера лено стебло з плавцевим рушієм С М М Машиностроение, 1983 - 6 1 6 с 3 П Бауэре Летательные аппараты нетрадициТака конструкція підводного апарату дозволяє онных схем М Мир, 1991 - 3 2 0 с підвищити його маневрені якості, за рахунок того, що при ЗМІНІ швидкості та направлення потоку рі4 Творческое наследие академика Сергея Павлодини зчиняється переорієнтація положення крил вича Королева М Наука, С 2 5 5 - 2 5 7 на кут від 0° до 180° по відношенню до поздовжньої вісі апарату Загальний вигляд конструкції підводного апарату з плавцевим рушієм показаний на фіг 1, на фіг 2 представлено вигляд носової частини зверху, на фіг 3 - вид носової частини збоку а на фіг 4 - переорієнтація крил підводного апарату по відношенню до його поздовжньої осі з максимальною амплітудою повороту -180° ФІГ.1 Підводний апарат з плавцевим рушієм містить корпус 1 з вміщеним в його носовій частині електродвигуном поворотного типу 2, на вихідному валу З якого закріплено кронштейн 4 з можливістю його повороту на 180° в прорізу 5, з поперечкою 6 та електродвигунами поворотного типу 7, на вихідних вісях яких закріплені крила 8, а в кормовій частині також розміщений електродвигун поворотного типу 9, на вихідному валу якого в прорізу 10 закріплено кронштейн 11 з електродвигуном 12, на ВІСІ якого встановлено стебло 13 з підпружиненим плоскою пружиною 14 плавцевим рушієм 15 Підводний апарат з плавцевим рушієм працює наступним чином При включенні електродвигуна 9 повертається його вихідний вал з кронштейном 11 в прорізу 10, електродвигуном 12, стеблом 13 та плавцевим рушієм 15, коливальний рух якого при регульованих по частоті і амплітуді коливання у ВІДПОВІДНОСТІ ІЗ заданим режимом забезпечує рух підводного апарату (фіг 1, 2, 3) Включення електродвигуна 12 приводить до повороту стебла на 90°, коли хорда крила плавцевого рушія 15 співпадає з поздовжньою віссю апаФіг. З рату, а включення електродвигуна 9 при повороті його вихідного вала на 180° приводить до входу в проріз 10 кронштейна 11, електродвигуна 12, стебла 13 та плавцевого рушія 15 Це зменшує габаритні розміри підводного апарату та створює зручності при його транспортуванні Одночасне включення двох електродвигунів 7 змінює кут атаки крил 8 та забезпечує переміщення підводного апарату в вертикальній площині, а поворот крил 8 на 90° створює необхідні гальмуючі якості Включення одного з електродвигунів 7 при виключеному другому забезпечує поворот підводного апарату в горизонтальній площині Фіг 2 Фіг. 4 41616 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90