Рушійно-рульовий комплекс судна на повітряній подушці
Номер патенту: 80803
Опубліковано: 12.11.2007
Автори: Остапенко Сергій Якович, Богатов Ленінар Іванович, Павлов Геннадій Олексійович
Формула / Реферат
1. Рушійно-рульовий комплекс судна на повітряній подушці, що складається з розташованого на верхній палубі судна пілона, на якому зверху встановлена гондола зі змонтованим у ній тяговим двигуном, що приводить в обертання тягнучий повітряний гвинт через розташований між гвинтом і двигуном редуктор, а на кормовій крайці пілона змонтоване поворотне аеродинамічне кермо, який відрізняється тим, що поворотне аеродинамічне кермо має закрилок, на верхньому і нижньому торцях якого чи хоча б на одному з його торців змонтований двоважільний шарнірний механізм, один з важелів якого виконаний у вигляді спрямованого у бік осі обертання аеродинамічного керма румпеля з подовжньою віссю, розташованою в площині симетрії закрилка, другий кінець якого шарнірно з'єднаний з першим кінцем розташованого під кутом до нього другого важеля, шарнірно з'єднаного своїм другим кінцем з нерухомим кронштейном для нижнього шарнірного механізму, установленим на палубі судна, або з нерухомим кронштейном для верхнього шарнірного механізму, установленим на нижній поверхні гондоли тягового двигуна.
2. Комплекс за п. 1, який відрізняється тим, що тягнучий повітряний гвинт розташований у співвісній кільцевій насадці з аеродинамічним профілем, яка розташована перед пілоном.
3. Комплекс за п. 2, який відрізняється тим, що кільцева насадка має розташований співвісно з повітряним гвинтом обтічник редуктора повітряного гвинта і виконані у вигляді спиць лопатки спрямляючого апарата, які мають аеродинамічний профіль і з'єднують кільцеву насадку з обтічником редуктора повітряного гвинта, який жорстко з'єднаний з гондолою тягового двигуна в носовому торці.
Текст
1. Рушійно-рульовий комплекс судна на повітряній подушці, що складається з розташованого на верхній палубі судна пілона, на якому зверху встановлена гондола зі змонтованим у ній тяговим двигуном, що приводить в обертання тягнучий повітряний гвинт через розташований між гвинтом і двигуном редуктор, а на кормовій крайці пілона змонтоване поворотне аеродинамічне кермо, який відрізняється тим, що поворотне аеродинамічне кермо має закрилок, на верхньому і нижньому торцях якого чи хоча б на одному з його торців змонтований двоважільний шарнірний C2 2 (19) 1 3 використанні на відносно великих СПП через громіздкість конструкції, що має відносно велику масу й аеродинамічний опір при русі СПП і великих затратах потужності ТД у розвинутій трансмісії. Цих недоліків позбавлений РРК французького 240-тонного автомобільно-пасажирського порома на ПП “Невиплан N500-25B” ([2], стор. 174 мал.84), що є найбільш близьким із всіх аналогів пропонованого технічного рішення і може розглядатися в якості його прототипу. Кожний із трьох РРК, якими обладнане назване СПП, складається з розташованого на верхній палубі судна пілона, на якому зверху встановлена гондола зі змонтованим у ній ТД, що приводить в обертання тягнучий ПГ через розташований між ПГ і ТД редуктор, а по кормовій крайці пілона змонтований поворотний АК. Завдяки розміщенню ТД у встановленій на пілоні гондолі досягається різке скорочення довжини трансмісії описаного РРК, а, отже, і втрати потужності ТД. Завдяки використанню пілона, по сумісництву, як аеродинамічного стабілізатора, розташованого, в струмені ПГ, забезпечується більш висока компактність описаного РРК, тому значно менша маса його конструкції. Усе це істотно підвищує ефективність прийнятого як прототип технічного рішення в порівнянні з іншими аналогами. Однак, і в цьому технічному рішенні ще не використані всі наявні на сьогодні технічні рішення, які дозволяють ще більше підвищити ефективність РРК СПП за рахунок подальшого підвищення створюваної ним тяги і величини бічної складової аеродинамічної сили, що виникає на РРК у процесі руху СПП, при відхиленні АК. Метою винаходу є подальше підвищення ефективності РРК СПП шляхом підвищення величини створюваної ним тяги при незмінності наданої до ПГ потужності ТД і підвищення величини бічних складових аеродинамічних сил, що виникають на РРК у процесі руху СПП, при відхиленні АК. Зазначена мета досягається тим, що у відому конструкцію РРК, що складається з розташованого на верхній палубі СПП пілона, на якому зверху встановлена гондола зі змонтованим у ній ТД, який приводить в обертання тягнучий ПГ через розташований між ПГ і ТД редуктор, а по кормовій крайці пілона змонтований поворотний АК, уведені наступні взаємообумовлені додаткові конструктивні елементи, що мають наступне просторове положення стосовно відомих конструктивних елементів і конструктивні зв'язки з ними. У пропонованому РРК тягнучий ПГ укладений у співвісне з ним і розташоване перед пілоном кільце-насадку (КН) з аеродинамічним профілем, а поворотний АК постачений закрилком. При цьому, КН постачено розташованим співвісно з ПГ обтічником редуктора ПГ, виконаними у виді спиць лопатками спрямляючого апарата (ЛСА), які мають аеродинамічний профіль, поєднуючи КН з обтічником редуктора 80803 4 ПГ, жорстко з'єднаний у свою чергу з гондолою ТД по її носовому торцю. При цьому, на нижньому і верхньому торцях закрилка АК, чи хоча б на одному з його торців, змонтований двохважільний шарнірний механізм (ДІЇ ЇМ), один з важелів якого виконаний у виді спрямованого убік осі обертання АК румпеля з подовжньою віссю, розташованою в площині симетрії закрилка, другий кінець якого шарнірне з'єднаний з першим кінцем розташованого до нього під кутом другого важеля, шарнірно з'єднаного своїм другим кінцем з нерухомим кронштейном, установленим на палубі судна для нижнього ДШМ чи на нижній поверхні гондоли ТД для верхнього ДШМ. Завдяки тому, що тягнучий ПГ СПП у пропонованій конструкції РРК укладений у співвісне з ним КН з аеродинамічним профілем, підвищується конструктивний КПД ПГ, що при незмінності наданої до ПГ потужності ТД істотно підвищує величину створюваної ним тяги ([1], стор. 264-266). Однак, якщо звернутися до теорії, то можна помітити, що збільшення тяги ПГ, що працює в парі з КН, забезпечується, в основному, за рахунок того, що струмінь повітря після проходження через диск ПГ, дотримуючись профіля КН, розширюється і швидкість її за ПГ, вкладеним в КН, у порівнянні з ізольованим ПГ, зменшується ([1], стор. 264-266). Це явище, корисне для підвищення величини тяги ПГ, негативно позначається на ефективність АК, який входить до складу РРК, тому що величина бічної складових аеродинамічної сили, що виникає на пілоні з АК при відхиленні останнього, пропорційна квадрату швидкості повітряного потоку, що набігає на його. У цьому випадку, постачання АК закрилком, що забезпечує при його відхиленні збільшення кривизни профілю АК, дозволяє цілком компенсувати зазначену вище втрату у величині бічної складової аеродинамічної сили, що виникає на РРК у процесі руху СПП, при відхиленні АК, і навіть досягти деякого її збільшення. Завдяки сполученню ЛСА функції розкручування закрученого ПГ повітряного потоку з функцією спиць, що з'єднують КН з обтічником редуктора ПГ, що, у свою чергу, жорстко з'єднаний з гондолою ТД по її носовому торцю, досягається сувора фіксація КН відносно ПГ, що забезпечує мінімальний зазор між внутрішньою поверхнею КН і кінцями лопат ПГ. Це сприяє досягненню максимальної ефективності застосування КН у пропонованій конструкції РРК. Завдяки застосуванню в конструкції закрилка ДШМ, який кінематичне пов'язує закрилок з самим АК, відносно простим і надійним способом досягається заздалегідь задане на підставі теоретичних розрахунків і іспитів в аеродинамічній трубі співвідношення між кутом відхилення АК від його нульового положення з кутом відхилення закрилка від площини симетрії самого АК. Це також сприяє досягненню максимальної величини бічної складової аеродинамічної сили, що виникають на РРК у процесі руху СПП, при відхиленні АК. 5 Викладене вище підтверджує, що запропоноване технічне рішення має всі ознаки вирішення технічного протиріччя, що може бути доказом наявності в ньому достатнього “винахідницького рівня” і відповідності його критерію “єдності технічного рішення”. Запропоноване технічне рішення проілюстроване кресленнями, де зображено: на фіг.1-вид на РРК з носа СПП; на фіг.2-розріз А-А (див. фіг.1); на фіг.3-вузол І (див. фіг.2); на фіг.4-вид Б (див. фіг.3). Запропонований РРК складається з розташованого на верхній палубі 1 (фіг.1,2) СПП пілона 2, на якому зверху встановлена гондола 3 зі змонтованим у ній ТД 4. ТД 4 за допомогою проміжного вала 5 і понижуючого редуктора 6 приводить в обертання тягнучий ПГ 7. ПГ 7 укладений в КН 8, яке має аеродинамічний профіль і розташоване перед пілоном 2 співосно з ПГ 7. КН 8 постачено розташованим співвісно з ПГ 7 обтічником 9 редуктора 6 ПГ 7 і виконаними у виді спиць ЛСА 10. Рівномірно розподілені по окружності (див. фіг.1) ЛСА 10 жорстко з'єднують КН 8 з обтічником 9 редуктора 6 ПГ 7, який, у свою чергу, жорстко з'єднаний з гондолою З ТД 4 по її носовому торцю 11. У своїй нижній частині КН 8 додатково жорстко з'єднано з пілоном 2 за допомогою спеціальної підтримуючої коробчатої деталі 12. По своїй кормовій крайці 13 пілон 2 постачений поворотним АК 14, що у свою чергу, постачений з'єднаним з ним за допомогою шарнірів 15 (фіг.3,4) закрилком 16. На нижньому 17 і верхньому 18 торцях закрилка 16 змонтовані ДШМ 19, один з важелів якого виконаний у виді спрямованого убік осі обертання АК 14 румпеля 20 з подовжньою віссю, розташованою в площині симетрії 21 закрилка 16. Другий кінець румпеля 20 закрилка 16 шарнірно з'єднаний з першим кінцем другого важеля 22. Цей другий важіль 22 розташований під кутом до румпеля 20 закрилка 16 і своїм другим кінцем шарнірно з'єднаний з нерухомим кронштейном 23. Для ДШМ, змонтованого на нижньому торці 17 закрилка 16, цей кронштейн 23 жорстко зафіксований на палубі 1 СИЛ, а для ДШМ, змонтованого на верхньому торці 18 закрилка 16, цей кронштейн 23 жорстко зафіксований на нижній поверхні гондоли З ТД СПП. Момент, що крутить, який розвивається працюючим ТД 4, за допомогою проміжного вала 5 і понижуючого редуктора 6 приводить в обертання тягнучий ПГ 7. КН 8, яке охоплює ПГ 7, завдяки своєму аеродинамічному профілю, забезпечує підвищення КПД ПГ 7. Розташовані за диском ПГ 7 ЛСА 10, завдяки своєму аеродинамічному профілю, розкручують закручений ПГ 7 повітряний потік і тим самим також сприяють підвищенню КПД ПГ 7. Одночасно ЛСА 10 виконують функцію спиць, які жорстко фіксують КН 8 щодо осі обертання ПГ 7. Цим забезпечується постійне дотримання мінімальної величини зазору між внутрішньою поверхнею КН 8 і кінцями лопат 80803 6 обертового ПГ 7, що також сприяє підвищенню КПД ПГ 7. Відкидуваний назад ПГ 7 струмінь повітря обтікає пілон 2. Пілон 2, що має аеродинамічний профіль, свою основну функцію поєднує при цьому, з функцією стабілізатора, що забезпечує стійке утримання заданого курсу руху СПП. Бічна складова аеродинамічних сил, що виникають на пілоні 2 з АК 14 при відхиленні АК 14 від нульового положення, забезпечує поворот СПП при його русі. Завдяки наявності змонтованих на торцях 17, 18 закрилка 16 ДШМ 19, що складаються кожний із двох шарнірно зв'язаних між собою важелів 20. 22, при відхиленні АК 14 від свого нульового положення (див.фіг.4а) на якийсь кут " a " закрилок 16, повертаючи разом з АК 14, додатково відхиляється в ту ж сторону від площини симетрії 21 АК 14 на кут " b" (див. фіг.4 б, в). При цьому, кінематична схема ДШМ 19 така, що вона простим і надійним механічним способом забезпечує пропорційність величин кутів відхилення від своїх нульових положень АК 14 (а) і закрилка 15 (b) при будь-якому куті повороту АК 14 (a). Цим досягається оптимальне збільшення кривизни профілю АК 14 пропорційно величині кута його повороту (a), що забезпечує максимальне підвищення ефективності АК 14 у всьому його робочому діапазоні кутів повороту. Використані джерела: 1. Бенуа Ю.Ю., Дьяченко В.К., Колызаев Б.А., Литвиненко В.А., Озимов И.В., Смирнов С.А. Основы теории судов на воздушной подушке. Л., Судостроение, 1970. 2. Злобин Г.П., Смигельский С.П. Суда на подводных крыльях и воздушной подушке. Л., Судостроение, 1976. 3. Рой Макливи. Суда на подводных крыльях и воздушной подушке. Л., Судостроение, 1981. 7 80803 8
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюPropeller-steering system of air-cushion vessel
Автори англійськоюOstapenko Serhii Yakovych, Bohatov Leninar Ivanovych, Pavlov Hennadii Oleksiiovych
Назва патенту російськоюДвижительно-рулевой комплекс судна на воздушной подушке
Автори російськоюОстапенко Сергей Яковлевич, Богатов Ленинар Иванович, Павлов Геннадий Алексеевич
МПК / Мітки
Мітки: рушійно-рульовий, подушці, комплекс, повітряній, судна
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-80803-rushijjno-rulovijj-kompleks-sudna-na-povitryanijj-podushci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Рушійно-рульовий комплекс судна на повітряній подушці</a>
Попередній патент: Лікарська субстанція аріпіпразолу з низькою гігроскопічністю та спосіб її одержання
Наступний патент: Вібраційна насіннєочисна машина
Випадковий патент: Спосіб вибухового розрушення гірських порід